【云计算】docker run详解

Docker学习总结之Run命令介绍

时间 2015-01-21 17:06:00                                               博客园精华区                                              

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Docker学习总结之Run命令介绍

本文由Vikings(http://www.cnblogs.com/vikings-blog/) 原创，转载请标明.谢谢！

在使用Docker时，执行最多的命令某过于run了。这个命令可以说是所有docker操作的入口。在Docker官方Reference中单独列出了一个章节来介绍Run的各种参数使用，也足以看出Docker run的重要性。有感于此，我感觉有必要好好学习一下Run命令，因此特意看了一下Run命令介绍，结合日常中的使用心得，分享一下。以下文档大部分翻译于Docker 官方Reference，肯定会存在不少错误之处，希望能抛砖引玉，大家共同讨论。

Docker在执行时会将相关进程封装到相互隔离的容器(container)中。当执行 docker run时，Docker会启动一个进程，同时给这个进程分配其独占的文件系统，独占的网络资源和以此进程为根进程的进程组。在Docker启动container时加载的Image，或许已经定义好了默认的启动进程，需要exposer的网络端口和其他在Dockerfile中定义好的资源。但使用docker run 都可以重新对这个image进行默认定义。这就是为什么run命令参数比docker其他命令参数都多的原因。

最基本的docker run命令是如下格式：

$ sudo docker run [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [COMMAND] [ARG...]

如果需要查看[OPTIONS]的详细使用说明，请参考Docker关于OPTIONS的说明。这里仅简要介绍Run所使用到的参数。

OPTIONS总起来说分为两类：

1. 设定操作执行方式：      
   1. 决定container的运行方式，前台执行还是后台执行        
   2. 设定containerID        
   3. 设定network参数        
   4. 设定container的CPU和Memory参数        
   5. 设定权限(Privileges )和LXC参数        
2. 设定image的默认资源，也就是image使用者可以用此命令来覆盖image开发者在build阶段所设定的默认值。    

docker run [OPTIONS]可以让image使用者完全控制container的生命周期，允许image使用者覆盖所有image开发者在执行docker build时所设定的参数，甚至也可以修改本身由Docker所控制的内核级参数。

Operator exclusive options  

当执行docker run时可以设定的资源如下：

• Detached vs Foreground    
• Container Identification    
• IPC Setting    
• Network Settings    
• Clean Up (--rm)    
• Runtime Constraints on CPU and Memory    
• Runtime Privilege, Linux Capabilities, and LXC Configuration    

我们依次进行介绍。

Detached vs foreground       

当我们启动一个container时，首先需要确定这个container是运行在前台模式还是运行在后台模式。

-d=false: Detached mode: Run container in the background, print new container id

Detached (-d)  

如果在docker run 后面追加-d=true或者-d，则containter将会运行在后台模式(Detached mode)。此时所有I/O数据只能通过网络资源或者共享卷组来进行交互。因为container不再监听你执行docker run的这个终端命令行窗口。但你可以通过执行docker attach 来重新挂载这个container里面。需要注意的时，    如果你选择执行-d使container进入后台模式，那么将无法配合"--rm"参数。       

Foregroud

如果在docker run后面没有追加-d参数，则container将默认进入前台模式(Foregroud mode)。Docker会启动这个container，同时将当前的命令行窗口挂载到container的标准输入，标准输出和标准错误中。也就是container中所有的输出，你都可以再当前窗口中查看到。甚至docker可以虚拟出一个TTY窗口，来执行信号中断。这一切都是可以配置的：

-a=[]          　　　　 : Attach to `STDIN`, `STDOUT` and/or `STDERR`
-t=false        　　  : Allocate a pseudo-tty
--sig-proxy=true　: Proxify all received signal to the process (non-TTY mode only)
-i=false        　　  : Keep STDIN open even if not attached

如果在执行run命令时没有指定-a，那么docker默认会挂载所有标准数据流，包括输入输出和错误。你可以特别指定挂载哪个标准流。

$ sudo docker run -a stdin -a stdout -i -t ubuntu /bin/bash (只挂载标准输入输出)

对于执行容器内的交互式操作，例如shell脚本。我们必须使用 -i -t来申请一个控制台同容器进行数据交互。但是当通过管道同容器进行交互时，就不能使用-t. 例如下面的命令

echo test | docker run -i busybox cat

Container identification  

Name (--name)  

给container命名有三种方式：   

1. 使用UUID长命名("f78375b1c487e03c9438c729345e54db9d20cfa2ac1fc3494b6eb60872e74778")

2. 使用UUID短命令("f78375b1c487")

3. 使用Name("evil_ptolemy")

这个UUID标示是由Docker deamon来生成的。如果你在执行docker run时没有指定 --name，那么deamon会自动生成一个随机数字符串当做UUID。但是对于一个container来说有个name会非常方便，因为你可以当你需要link其它容器时或者其他类似需要区分其它容器时，使用容器名称会简化操作。无论container运行在前台或者后台，这个名字都是有效的。

PID equivalent  

当你在运行docker时有自动化的要求，那么你可以要求Docker将containerID 输出到你指定的文件中(PIDfile).这种行为就类似于有些应用程序将自身ID输出到文件中，方便后续脚本操作。

--cidfile="": Write the container ID to the file

Image[:tag]  

当一个image的名称不足以分辨这个image所代表的含义时，你可以通过tag将版本信息添加到run 命令中来执行特定版本的image。例如: docker run ubuntu:14.04

IPC Settings  

默认情况下，所有容器都开启了IPC命名空间。

--ipc=""  : Set the IPC mode for the container,
            'container:<name|id>': reuses another container's IPC namespace
            'host': use the host's IPC namespace inside the container

IPC(POSIX/SysV IPC)命名空间提供了相互隔离的命名共享内存，信号灯变量和消息队列。

共享内存可以提高进程数据交互速度。共享内存一般用在database和高性能应用(C/OpenMPI, C++/using boost libraries)上或者金融服务上。如果需要容器里面部署上述类型的应用，那么就应该在多个容器直接采取共享内存了。

Network settings  

默认情况下，所有的container都开启了网络接口，同时可以接受任何外部的数据请求。

--dns=[]         : Set custom dns servers for the container
--net="bridge"   : Set the Network mode for the container
  'bridge': creates a new network stack for the container on the docker bridge
  'none': no networking for this container
  'container:<name|id>': reuses another container network stack
  'host': use the host network stack inside the container
--add-host=""    : Add a line to /etc/hosts (host:IP)
--mac-address="" : Sets the container's Ethernet device's MAC address

可以通过docker run --net none 来关闭网络接口，此时将关闭所有网络数据的输入输出。这时，你只能通过STDIN,STDOUT或者files来完成I/O操作了。默认情况下，container使用host的DNS设置。但是你可以通过--dns来覆盖container内的dns设置。同时docker会对containter默认生成一个MAC地址，你可以通过--mac-address 12:34:56:78:9a:bc 来设置你自己的mac地址。

以下是网络设置中常用的参数：

• none 关闭container内的网络连接    
• bridge 通过veth接口来连接contianer        默认选项                    
• host 允许container使用host的网络堆栈信息。        注意：这种方式将允许container访问host中类似D-BUS之类的系统服务，所以被认为是不安全的         。          
• container 使用另外一个container的网络堆栈信息。    

None：

将网络模式设置为none时，这个container将不允许访问任何外部router。这个container内部只会有一个loopback接口，而且不存在任何可以访问外部网络的router。

Bridge：

Docker默认是将container设置为bridge模式。此时在host上面讲存在一个docker0的网络接口，同时会针对container创建一对veth接口。其中一个veth接口是在host充当网卡桥接作用，另外一个veth接口存在于container的命名空间中，并且指向container的loopback。Docker会自动给这个container分配一个IP，并且将container内的数据通过桥接转发到外部。

Host：

当网络模式设置为host时，这个container将完全共享host的网络堆栈。host所有的网络接口将完全对container开放。container的主机名也会存在于host的hostname中。这时，container所有对外暴露的port和对其它container的link，将完全失效。

Container：

当网络模式设置为Container时，这个container将完全复用另外一个container的网络堆栈。同时使用时这个container的名称必须要符合下面的格式：--net container:<name|id>.

比如当前有一个绑定了本地地址localhost的redis container。如果另外一个container需要复用这个网络堆栈，则需要如下操作：

$ sudo docker run -d --name redis example/redis --bind 127.0.0.1
$ # use the redis container's network stack to access localhost
$ sudo docker run --rm -ti --net container:redis example/redis-cli -h 127.0.0.1

Managing /etc/hosts  

当一个container再启动时，在/etc/hosts文件里面将会存在包括localhost在内的一些hostname信息。我们也可以使用--add-host这个参数来动态添加/etc/hosts里面的数据。

$ /docker run -ti --add-host db-static:86.75.30.9 ubuntu cat /etc/hosts
172.17.0.22     09d03f76bf2c
fe00::0         ip6-localnet
ff00::0         ip6-mcastprefix
ff02::1         ip6-allnodes
ff02::2         ip6-allrouters
127.0.0.1       localhost
::1             localhost ip6-localhost ip6-loopback
86.75.30.9      db-static

Clean up (--rm)  

默认情况下，每个container在退出时，它的文件系统也会保存下来。这样一方面调试会方便些，因为你可以通过查看日志等方式来确定最终状态。另外一方面，你也可以保存container所产生的数据。但是当你仅仅需要短期的运行一个前台container，这些数据同时不需要保留时。你可能就希望docker能在container结束时自动清理其所产生的数据。

这个时候你就需要--rm这个参数了。    注意：--rm 和 -d不能共用！       

--rm=false: Automatically remove the container when it exits (incompatible with -d)

Security configuration  

--security-opt="label:user:USER"   : Set the label user for the container
--security-opt="label:role:ROLE"   : Set the label role for the container
--security-opt="label:type:TYPE"   : Set the label type for the container
--security-opt="label:level:LEVEL" : Set the label level for the container
--security-opt="label:disable"     : Turn off label confinement for the container
--secutity-opt="apparmor:PROFILE"  : Set the apparmor profile to be applied 
                                     to the container

你可以通过--security-opt修改container中默认的schema标签。比如说，对于一个MLS系统来说(MLS可能是指Multiple Listing System，本人不确定.)，你可以指定MCS/MLS级别。

下面的这些级别将允许多个container共享content。

# docker run --security-opt label:level:s0:c100,c200 -i -t fedora bash

如果是MLS系统，则使用下面的命令：

# docker run --security-opt label:level:TopSecret -i -t rhel7 bash

使用下面的命令可以在container内禁用安全策略：

# docker run --security-opt label:disable -i -t fedora bash

如果你需要在container内执行更为严格的安全策略，那么你可以为这个container指定一个策略替代。比如你可以使用下面的命令来指定container只允许监听apache port

# docker run --security-opt label:type:svirt_apache_t -i -t centos bash

注意：此时，在你的host环境中必须存在一个名为svirt_apache_t的安全策略。

Runtime constraints on CPU and memory  

下面的参数可以用来调整container内的性能参数。

-m="": Memory limit (format: <number><optional unit>, where unit = b, k, m or g)
-c=0 : CPU shares (relative weight)

通过docker run -m 可以很方便的调整container所使用的内存资源。如果host支持swap内存，那么使用-m可以设定比host物理内存还大的值。

同样，通过-c 可以调整container的cpu优先级。默认情况下，所有的container享有相同的cpu优先级和cpu调度周期。但你可以通过Docker来通知内核给予某个或某几个container更多的cpu计算周期。

默认情况下，使用-c或者--cpu-shares 参数值为0，可以赋予当前活动container 1024个cpu共享周期。这个0值可以针对活动的container进行修改来调整不同的cpu循环周期。

比如，我们使用-c或者--cpu-shares =0启动了C0，C1，C2三个container，使用-c/--cpu-shares=512启动了C3.这时，C0，C1，C2可以100%的使用CPU资源(1024)，但C3只能使用50%的CPU资源(512)。如果这个host的OS是时序调度类型的，每个CPU时间片是100微秒，那么C0，C1，C2将完全使用掉这100微秒，而C3只能使用50微秒。

  

Runtime privilege, Linux capabilities, and LXC configuration  

--cap-add: Add Linux capabilities
--cap-drop: Drop Linux capabilities
--privileged=false: Give extended privileges to this container
--device=[]: Allows you to run devices inside the container without the --privileged flag.
--lxc-conf=[]: (lxc exec-driver only) Add custom lxc options --lxc-conf="lxc.cgroup.cpuset.cpus = 0,1"

默认情况下，Docker的container是没有特权的。例如不能再container里面再启动一个container。这是因为默认情况下container是不能访问任何其他设备的。但是通过"privileged"，container就拥有了访问任何其他设备的权限。

当操作者执行docker run --privileged时，Docker将拥有访问host所有设备的权限，同时Docker也会在apparmor或者selinux做一些设置，使container可以容易的访问那些运行在container外部的设备。你可以访问Docker blog来获取更多关于--privileged的用法。

同时，你也可以限制container只能访问一些指定的设备。下面的命令将允许container只访问一些特定设备：

$ sudo docker run --device=/dev/snd:/dev/snd ...

默认情况下，container拥有对设备的读，写，创建设备文件的权限。使用:rwm来配合--device，你可以控制这些权限。   

　　$ sudo docker run --device=/dev/sda:/dev/xvdc --rm -it ubuntu fdisk  /dev/xvdc
  Command (m for help): q
  $ sudo docker run --device=/dev/sda:/dev/xvdc:r --rm -it ubuntu fdisk  /dev/xvdc
  You will not be able to write the partition table.
  Command (m for help): q
  $ sudo docker run --device=/dev/sda:/dev/xvdc:w --rm -it ubuntu fdisk  /dev/xvdc
    crash....
  $ sudo docker run --device=/dev/sda:/dev/xvdc:m --rm -it ubuntu fdisk  /dev/xvdc
  fdisk: unable to open /dev/xvdc: Operation not permitted

使用--cap-add和--cap-drop，配合--privileged，你可以更细致的控制container。默认使用这两个参数的情况下，container拥有一系列的内核修改权限。这两个参数都支持all值，如果你想让某个container拥有除了MKNOD之外的所有内核权限，那么可以执行下面的命令：

 $ sudo docker run --cap-add=ALL --cap-drop=MKNOD ...

如果需要修改网络接口数据，那么就建议使用--cap-add=NET_ADMIN，而不是使用--privileged。

$ docker run -t -i --rm  ubuntu:14.04 ip link add dummy0 type dummy
RTNETLINK answers: Operation not permitted
$ docker run -t -i --rm --cap-add=NET_ADMIN ubuntu:14.04 ip link add dummy0 type dummy

如果要挂载一个FUSE文件系统，那么就需要--cap-add和--device了。

$ docker run --rm -it --cap-add SYS_ADMIN sshfs sshfs sven@10.10.10.20:/home/sven /mnt
fuse: failed to open /dev/fuse: Operation not permitted
$ docker run --rm -it --device /dev/fuse sshfs sshfs sven@10.10.10.20:/home/sven /mnt
fusermount: mount failed: Operation not permitted
$ docker run --rm -it --cap-add SYS_ADMIN --device /dev/fuse sshfs
# sshfs sven@10.10.10.20:/home/sven /mnt
The authenticity of host '10.10.10.20 (10.10.10.20)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is 25:34:85:75:25:b0:17:46:05:19:04:93:b5:dd:5f:c6.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
sven@10.10.10.20's password:
root@30aa0cfaf1b5:/# ls -la /mnt/src/docker
total 1516
drwxrwxr-x 1 1000 1000   4096 Dec  4 06:08 .
drwxrwxr-x 1 1000 1000   4096 Dec  4 11:46 ..
-rw-rw-r-- 1 1000 1000     16 Oct  8 00:09 .dockerignore
-rwxrwxr-x 1 1000 1000    464 Oct  8 00:09 .drone.yml
drwxrwxr-x 1 1000 1000   4096 Dec  4 06:11 .git
-rw-rw-r-- 1 1000 1000    461 Dec  4 06:08 .gitignore

如果docker启动时选择了lxc-driver，(    docker -d --exec-driver=lxc )。那么就可以使用--lxc-conf来设定LXC参数。但需要注意的是，未来host上面的docker deamon有可能不会使用LXC，所以这些参数有可能会包含一些没有实现的配置功能。那么意味着，操作者在操作这些参数时必须要十分熟悉LXC。 

特别注意：当你使用--lxc-conf修改container参数后，docker deamon将不再管理这些参数，那么必须由操作者自行进行管理。比如说，你使用--lxc-conf修改了container的IP地址，那么在/etc/hosts里面是不会自动体现的，需要你自行维护。

Overriding Dockerfile image defaults  

当开发者使用Dockerfile进行build或者使用commit提交container时，开发人员可以设定一些image默认参数。

这些参数中，有四个是无法被覆盖的：FROM，MAINTAINER，RUN和ADD。其余参数都可以通过docker run进行覆盖。我们将介绍如何对这些参数进行覆盖。

• CMD (Default Command or Options)           
• ENTRYPOINT (Default Command to Execute at Runtime)           
• EXPOSE (Incoming Ports)           
• ENV (Environment Variables)           
• VOLUME (Shared Filesystems)           
• USER           
• WORKDIR           

CMD (default command or options)  

$ sudo docker run [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [COMMAND] [ARG...]

这条命令中的COMMAND部分是可选的。因为这个IMAGE在build时，开发人员可能已经设定了默认执行的command。作为操作人员，你可以使用上面命令中新的command来覆盖旧的command。

如果image中设定了ENTRYPOINT，那么命令中的CMD也可以作为参数追加到ENTRYPOINT中。

ENTRYPOINT (default command to execute at runtime)  

--entrypoint="": Overwrite the default entrypoint set by the image

这个ENTRYPOINT和COMMAND类似，它指定了当container执行时，需要启动哪些进程。相对COMMAND而言，ENTRYPOINT是比较困难进行覆盖的，这个ENTRYPOINT可以让container设定默认启动行为，所以当container启动时，你可以执行任何一个二进制可执行程序。你也可以通过COMMAND给这个ENTRYPOINT传递参数。但当你需要再container中执行其他进程时，你就可以指定其他ENTRYPOINT了。

下面就是一个例子，container可以在启动时自动执行shell，然后启动其它进程。

$ sudo docker run -i -t --entrypoint /bin/bash example/redis
#or two examples of how to pass more parameters to that ENTRYPOINT:
$ sudo docker run -i -t --entrypoint /bin/bash example/redis -c ls -l
$ sudo docker run -i -t --entrypoint /usr/bin/redis-cli example/redis --help

EXPOSE (incoming ports)  

Dockefile在网络方面除了提供一个EXPOSE之外，没有提供其它选项。下面这些参数可以覆盖Dockefile的expose默认值：

--expose=[]: Expose a port or a range of ports from the container
            without publishing it to your host
-P=false   : Publish all exposed ports to the host interfaces
-p=[]      : Publish a container᾿s port to the host (format:
  ip:hostPort:containerPort | ip::containerPort |
  hostPort:containerPort | containerPort)
  (use 'docker port' to see the actual mapping)
--link=""  : Add link to another container (name:alias)

--expose可以让container接受外部传入的数据。container内监听的port不需要和外部host的port相同。比如说在container内部，一个HTTP服务监听在80端口，对应外部host的port就可能是49880.

操作人员可以使用--expose，让新的container访问到这个container。具体有三个方式：

1. 使用-p来启动container。

2. 使用-P来启动container。

3. 使用--link来启动container。

如果使用-p或者-P，那么container会开发部分端口到host，只要对方可以连接到host，就可以连接到container内部。当使用-P时，docker会在host中随机从49153 和65535之间查找一个未被占用的端口绑定到container。你可以使用docker port来查找这个随机绑定端口。

当你使用--link方式时，作为客户端的container可以通过私有网络形式访问到这个container。同时Docker会在客户端的container中设定一些环境变量来记录绑定的IP和PORT。

ENV (environment variables)  

Variable	Value
HOME	Set based on the value of             USER
HOSTNAME	The hostname associated with the container
PATH	Includes popular directories, such as :           /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
TERM	xterm if the container is allocated a psuedo-TTY

当container启动时，会自动在container中初始化这些变量。

操作人员可以通过-e来设定任意的环境变量。甚至覆盖已经存在的环境变量，或者是在Dockerfile中通过ENV设定的环境变量。

$ sudo docker run -e "deep=purple" --rm ubuntu /bin/bash -c export
declare -x HOME="/"
declare -x HOSTNAME="85bc26a0e200"
declare -x OLDPWD
declare -x PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
declare -x PWD="/"
declare -x SHLVL="1"
declare -x container="lxc"
declare -x deep="purple"

操作人员可以通过-h来设定hostname。也可以使用"--link name:alias"来设定环境变量，当使用--link后，docker将根据后面提供的IP和PORT信息来连接服务端container。下面就是使用redis的例子：

# Start the service container, named redis-name
$ sudo docker run -d --name redis-name dockerfiles/redis
4241164edf6f5aca5b0e9e4c9eccd899b0b8080c64c0cd26efe02166c73208f3

# The redis-name container exposed port 6379
$ sudo docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                      COMMAND                CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
4241164edf6f        $ dockerfiles/redis:latest   /redis-stable/src/re   5 seconds ago       Up 4 seconds        6379/tcp            redis-name

# Note that there are no public ports exposed since we didn᾿t use -p or -P
$ sudo docker port 4241164edf6f 6379
2014/01/25 00:55:38 Error: No public port '6379' published for 4241164edf6f

你使用--link后，就可以获取到关于Redis Container的相关信息。

$ sudo docker run --rm --link redis-name:redis_alias --entrypoint /bin/bash dockerfiles/redis -c export
declare -x HOME="/"
declare -x HOSTNAME="acda7f7b1cdc"
declare -x OLDPWD
declare -x PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
declare -x PWD="/"
declare -x REDIS_ALIAS_NAME="/distracted_wright/redis"
declare -x REDIS_ALIAS_PORT="tcp://172.17.0.32:6379"
declare -x REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP="tcp://172.17.0.32:6379"
declare -x REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP_ADDR="172.17.0.32"
declare -x REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP_PORT="6379"
declare -x REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP_PROTO="tcp"
declare -x SHLVL="1"
declare -x container="lxc"
#And we can use that information to connect from another container as a client:
$ sudo docker run -i -t --rm --link redis-name:redis_alias --entrypoint /bin/bash dockerfiles/redis -c '/redis-stable/src/redis-cli -h $REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP_ADDR -p $REDIS_ALIAS_PORT_6379_TCP_PORT'
172.17.0.32:6379>

Docker也会将这个alias的IP地址写入到/etc/hosts文件中。然后你就可以通过别名来访问link后的container。

$ sudo docker run -d --name servicename busybox sleep 30
$ sudo docker run -i -t --link servicename:servicealias busybox ping -c 1 servicealias

如果你重启了源container(servicename)，相关联的container也会同步更新/etc/hosts。

VOLUME (shared filesystems)  

-v=[]: Create a bind mount with: [host-dir]:[container-dir]:[rw|ro].
       If "container-dir" is missing, then docker creates a new volume.
--volumes-from="": Mount all volumes from the given container(s)

关于volume参数，可以再     Managing data in containers      查看详细说明。需要注意的是开发人员可以在Dockerfile中设定多个volume，但是只能由操作人员设置container直接的volume访问。 

USER  

container中默认的用户是root。但是开发人员创建新的用户之后，这些新用户也是可以使用的。开发人员可以通过Dockerfile的USER设定默认的用户，操作人员可以通过"-u "来覆盖这些参数。

WORKDIR  

container中默认的工作目录是根目录(/)。开发人员可以通过Dockerfile的WORKDIR来设定默认工作目录，操作人员可以通过"-w"来覆盖默认的工作目录。

参考资料：

http://www.tuicool.com/articles/uUBVJr