虚拟机与容器虚拟机化技术
虚拟机可以在一个操作系统里面运行另一种操作系统。对于底层系统来说,虚拟机就是一个普通文件。虚拟机占用资源多,冗余步骤多,启动慢。
为了解决虚拟机存在的缺点,Linux发展出了虚拟化技术,Linux容器。Linux容器不是模拟一个完整的操作系统,而是对进行进行隔离。容器不需要捆绑一整套操作系统,只需要软件工作所需的库资源和设置。
容器没有自己的内核,也没有进行硬件虚拟。因此要比传统虚拟机更加轻便。
每个容器之间互相隔离,每个容器有自己的文件系统,容器之间进程不会互相影响,能区分计算资源
Docker三要素
镜像(image)
镜像就是一个只读的模板,用来创建Docker容器,一个镜像可以创建多个容器
容器(container)
独立运行的一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。
它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器相互隔离。
可以将容器看做是一个简易版的Linux环境和运行在其中的应用程序。
容器的定义和镜像几乎一样,也是一堆层的统一视角,唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。
仓库(repository)
存放镜像的地方。国内仓库有阿里云和网易云。
Docker运行原理
Docker是一个Client-Serve结构的系统,Docker守护进行运行在主机上,然后通过Socket连接从客户端访问,守护进行从客户端接收命令并管理运行在主机上的容器。
Docker容器 | 虚拟机 | |
---|---|---|
操作系统 | 与宿主机共享OS | 宿主机OS上运行虚拟机OS |
存储大小 | 镜像小,便于存储与传输 | 镜像庞大 |
运行性能 | 几乎无额外性能损失 | 操作系统额外的CPU、内存消耗 |
移植性 | 轻便、灵活、适应与Linux | 笨重,与虚拟化技术耦合度高 |
硬件亲和性 | 面向软件开发者 | 面向硬件运维者 |
Docker命令
帮助指令docker --help
镜像命令
docker images
:列出本地镜像。参数:-q
列出镜像ID-a
列出所有镜像(含中间映像层)--digests
:显示镜像的摘要信息--no-trunc
:显示完整镜像信息
docker search 镜像名
:搜索镜像。参数:-s 10
:列出收藏数不小于指定值的镜像--no-trunc
:显示完整的镜像描述--automated
:只列出automate build类型的镜像
docker pull 镜像名:Tag
:下载镜像,默认Tag为latestdocker rmi 镜像名1:Tag 镜像名2:Tag
:删除镜像,Tag默认为latest。参数:-f
:强制删除$()
:组合命令,例如,删除所有镜像docker rmi -f ${docker images -qa}
容器命令
docker run [OPTIONS] 镜像名 [COMMAND] [ARG...]
:新建容器并运行- OPTIONS说明:
--name=容器新名字
:为容器指定一个名称-d
:后台运行容器,并返回容器ID,也即启动守护式容器-i
:以交互模式运行容器,通常与-t
同时使用-t
:为容器重新分配一个伪输入终端,通常与-i
同时使用-P
:随机端口映射-p
:指定端口映射,有以下几种形式- ip:hostPort:containerPort
- ip::containerPort
- hostPort:containerPort
- containerPort
- OPTIONS说明:
docker ps
:列出当前正在运行的容器。参数:-a
:列出当前正在运行和+历史上运行过的-l
:显示最近创建的容器-n num
:显示最近num个创建的容器-q
:静默模式,只显示容器编号--no-trunc
:不截断输出
docker start/stop/restart/kill 容器ID或容器名
:启动、停止、重启、强制停止容器docker rm 容器ID或容器名
:删除容器,参数-f
强制删除。- 一次性删除多个容器
docker rm -f $(docker ps -aq)
docker ps -aq | xargs docker rm
- 一次性删除多个容器
重点
- 启动守护式容器:
docker run -d 镜像名
。Docker容器运行的命令如果不是那些一直挂起的命令,会自动退出。例如后台启动centos,使用docker ps -a
查看会发现容器已经退出,这样的容器启动后,会立即自杀。最佳解决方案是,将要运行的程序以前台进程形式运行 - 查看容器日志:
docker logs 容器ID
。参数:-t
:加入时间戳-f
:跟随最新的日志打印-tail num
:显示最后多少条
- 查看容器内运行的进程:
docker top 容器ID
- 查看容器内部细节:
docker inspect 容器ID
- 进入正在运行的容器并以命令行交互:
docker exec -it 容器ID bashShell
- 重新进入
docker attach 容器ID
- 区别:attach直接进入容器启动命令的终端,不会启动新的进程。exec是在容器中打开新的终端,并且可以启动新的进程。
docker exec -it 容器ID 命令
:不进入容器直接返回结果;docker exec -it 容器ID /bin/bash
进入容器
- 从容器内拷贝文件到主机上:
docker cp 容器ID:容器内文件路径 主机路径
镜像原理
UnionFS
UnionFS(联合文件系统)是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统,它支持对文件系统的修改作为以提交来一层层的叠加。同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行集成,基于基础镜像(没有父镜像),可以制作各种具体的应用镜像。
特性:一次同时加载多个文件系统,但是外面看起来,只能看淡一个文件系统,联合加载会把各层文件系统叠加起来,这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。
镜像加载原理
docker 镜像实际上由一层一层的文件系统组成,这种层级的文件系统UnionFS。
bootfs(boot file system)主要包含bootloadder和kernel,bootloader主要是引导加载kernel,linux刚启动时会加载bootfs文件系统,在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的,包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了,此时内存的使用权已由bootfs转交给内核,此时系统也会卸载bootfs。
rootfs(root file system),在bootfs之上,包含典型Linux系统中的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版,比如Ubuntu,Centos等。
镜像是包括了其运行环境的,例如tomcat镜像,要有kernel内核,centos系统,java8环境再加上tomcat共同组成一个镜像。
Docker镜像采用分层结构,可以将每一层资源共享。
特点:Docker镜像都是可读的,当容器启动时,一个新的可写层加载到镜像的顶部。这一层通常被称作容器层,容器层之下的都叫镜像层。
镜像commit
与git相通,docker commit
提交容器副本使之成为一个新的镜像
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器ID 要创建的目标镜像名:[Tag]