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  • Docker入门

    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latest
    • docker 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
    • 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

    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]

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