学习 Docker - 入门

2022-10-10 15:08:20

Docker简介

一种虚拟容器技术。

  • 一种虚拟化分方案；
  • 操作系统级别的虚拟化；
  • 只能运行相同或相似内核的操作系统；
  • 依赖与linux内核特性：Namespace和Cgroups（Control Group）

虚拟机技术和容器技术最大的区别就是对资源的占用。

Docker目标

  • 提供简单轻量的建模方式
  • 职责的逻辑分离
  • 快速高效的开发生命周期
  • 鼓励使用面向服务的架构

Docker使用场景

  • 使用Docker容器开发、测试、部署服务
  • 创建隔离的运行环境
  • 搭建测试环境
  • 构建多用户的平台即服务(PaaS)基础设施
  • 提供软件即服务(SaaS)应用程序
  • 高性能、超大规模的宿主机部署

Docker的基本组成

  • Docker Client 客户端
  • Docker Daemon 守护进程
  • Docker Image 镜像
  • Docker Container 容器
  • Docker Registry 仓库

Docker Client 客户端

  • C/S架构
  • 本地/远程调用

Docker客户端向服务器端发出请求，也就是守护进程。守护进程处理完所有工作将结果返回给客户端。Docker客户端对服务器端的访问既可以在本地也可以在远程。

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Docker Image 镜像

  • 容器的基石
  • 层叠的只读文件系统

Docker镜像是容器的基石，保存了启动容器的条件，容器基于镜像启动和运行。 Docker镜像是一个层叠的只读文件系统，他的最底端是一个引导文件系统及bootfs。 Docker用户几乎永远都不会和引导文件系统有交互，实际上当一个容器启动后，bootfs会被移到内存中，引导文件将被卸载。

Docker镜像的第二层是rootfs（root文件系统），位于引导文件系统之上，可以有多种操作系统。 在传统的linux系统中root文件系统最先会以只读的方式加载，当引导和启动完成后他才会被切换成读写模式。 但是在Docker里，root文件系统永远只能是只读，并且Docker会用联合加载系统在rootfs之上加载更多的只读文件系统。 联合加载只得是一次加载多个文件系统。但是在外面开来只有一个文件系统。联合加载会将各层文件系统加载到一起， 这样最终的文件系统会包含所有的文件及目录。Docker将这样的文件系统称为镜像。 一个镜像可以放到另一个镜像顶部，位于下面的镜像称为父镜像。以此类推，直到镜像栈的最底部。最底部的镜像称为基础镜像。 也就是bootfs文件系统。

Docker Container 容器

  • 容器通过镜像来启动
  • 启动和执行阶段
  • 写时复制(copy on write)

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一个容器中可以运行用户的一个或多个进程。当一个容器启动时，Docker会在镜像的最顶层增加一个读写文件系统，我们在Docker中运行的程序就是在这个层运行并执行的。第一次启动Docker时，读写层是空的，当文件发生变化后都会应用到这一层。比如修改一个文件，先将该文件从只读层复制到读写层，然后隐藏只读层，这就是Docker的写时复制。

当创建一个容器时，Docker会创建一个镜像栈，在栈的最顶层增加读写层，这个读写层和下面的镜像层以及一些配置数据就构成了一个容器。 容器的这个特点及镜像分层，可以让我们快速的构建镜像，并运行包含我们自己的应用程序和服务的容器。

Docker Registry 仓库

  • 共有
    • Docker Hub
  • 私有

Docker用仓库来保存用户构建的镜像。

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从上图可以看出，Docker客户端调用守护进程从而操作Docker的容器，而容器是通过镜像来创建的，而镜像又保存在仓库中。

Docker容器的相关技术

Docker依赖的Linux内核特性

  • Namespaces 命名空间
  • Control groups（cgroups）控制组

Namespaces 命名空间

  • PID(Process ID) 进程隔离
  • NET(Network) 管理网络接口
  • IPC(Inter Process Communication) 管理跨进程通信的访问
  • MNT(Mount) 管理挂载点
  • UTS(Unix Timeshring System) 隔离内核和版本标识

编程语言中命名空间实现封装，即代码隔离。 操作系统中命名空间实现系统资源的隔离，进程、网络、文件系统...

各种隔离的资源时如何管理起来的，这就用到了Cgroups。

Control groups（cgroups）控制组

  • 资源限制
  • 优先级设定
  • 资源计量
  • 资源控制

Docker容器的能力

  • 文件系统隔离:每个容器都有自己的root文件系统
  • 进程隔离:每个容器都运行在自己的进程环境中
  • 网络隔离:容器间的虚拟网络接口和IP地址都是分开的
  • 资源隔离和分组:使用Cgroups将CPU和内存等资源独立分配给每个Docker容器

在 Ubuntu 中安装 Docker

安装前的检查

  • 内核版本

      $ uname -a

  • 检查Device Mapper

      $ ls -l /sys/class/misc/device-mapper

Ubuntu中安装Docker的方式

  • 安装Ubuntu维护的版本

      $ sudo apt-get install -y docker.io
    
  $ source /etc/bash_completion.d/docker.io

  • 安装Docker维护的版本

    1. 检查APT对HTTPS的支持，查看/usr/lib/apt/methods/https文件是否存在。如果不存在，运行安装命令。

        $ apt-get update
      
  $ apt-get install -y apt-transport-https

    2. 添加Docker的APT仓库

        $ echo deb https://get.docker.com/ubuntu docker main > /etc/apt/sources.list.d/docker.list

    3. 添加仓库的key

        $ apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 36A1D7869245C8950F966E92D8576A8BA88D21E9

    4. 安装

        $ apt-get update
      
  $ apt-get install -y lxc-docker

  • 安装Docker维护的版本(简易步骤,使用Docker提供的sh脚本)

      $ sudo apt-get install -y curl
    
  $ curl -sSL https://get.docker.io/ubuntu/ | sudo sh

    启动docker若出现下面错误:

      FATA[0000] Error loading docker apparmor profile: fork/exec /sbin/apparmor_parser: no such file or directory ()

    请安装apparmor软件即可

      $ sudo apt-get install apparmor

使用非root用户运行Docker

一般安装完Docker运行时需要加sudo来操作，其实可以增加用户归属的用户组来实现不用root权限运行Docker。

  1. 添加名字为docker的用户组

     $ sudo groupadd docker

  2. 将当前用户添加到当前用户组中

      $ sudo gpasswd -a ${user} dokcer

  3. 重新启动docker服务

      $ sudo service docker restart

针对当前用户不会立马生效，需要注销后重新登录以获取用户组权限。

在 Windows 中安装 Docker

使用虚拟机实现，守护进程在虚拟机中。

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略

在 OS X 中安装 Docker

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在OS X 上Docker的运行环境

在OS X上安装Docker前我们先看一下Docker的运行要求.

  • Linux容器技术
  • 操作系统级别的虚拟化
  • 依赖于linux内核的Namespaces和Cgroups

Boot2Docker

OS X的内核是Unix，而且一般root用户苹果是不给用户的。所以要运行Docker在OS X上和在Windows上一样，需要借助虚拟机来实现。

  • 轻量级的Linux发行版，为Docker定制
  • Virtualbox VM
  • Docker客户端
  • 管理工具

安装前的检查

  • 系统要求：OS X 10.6 "Snow Leopard"以上版本

安装步骤

  • 访问github上的Boot2Docker

      https://github.com/boot2docker/boot2docker
  • 下载Boot2Docker-1.7.0.pkg
  • 安装Boot2Docker-1.7.0.pkg

Boot2Docker的启动过程

  • 打开命令行窗口
  • 创建 $HOME/.boot2docker/目录
  • 创建VirtualBox ISO
  • 启动虚拟机并运行Docker守护进程

Boot2Docker的启动命令

  • $ mkdir -p ~/.boot2docker
  • $ if [ ! -f ~/.boot2docker/boot2docker.iso ]; then cp /usr/local/share/boot2docker/boot2docker.iso ~/.boot2docker/ ; fi
  • $ /usr/local/bin/boot2docker init
  • $ /usr/local/bin/boot2docker up
  • $ /usr/local/bin/boot2docker shellinit
  • $ docker version

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验证Boot2Docker及Docker安装成功

  • 运行命令 $ docker run ubuntu echo hello world 如果打印如下日志，说明安装成功

      bash-3.2$ docker run ubuntu echo hello world
    
  Unable to find image 'ubuntu:latest' locally
    
  latest: Pulling from ubuntu
    
  428b411c28f0: Pull complete
    
  435050075b3f: Pull complete
    
  9fd3c8c9af32: Pull complete
    
  6d4946999d4f: Already exists
    
  ubuntu:latest: The image you are pulling has been verified. Important: image verification is a tech preview feature and should not be relied on to provide security.
    
  Digest: sha256:45e42b43f2ff4850dcf52960ee89c21cda79ec657302d36faaaa07d880215dd9
    
  Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
    
  hello world
    
  bash-3.2$

参考:

mac安装docker指南: http://docs.docker.com/installation/mac/#command-line-docker-with-boot2docker

极客学院视频: http://www.jikexueyuan.com/path/docker/

doker入门指南: http://my.oschina.net/dlpinghailinfeng/blog/384803

pdf文件下载地址: http://pan.baidu.com/s/1c1corG8

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