Docker 初学笔记

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如题.

Docker 总览

几个重要概念

  • Docker: 是一种容器技术, 可以提供虚拟服务. 物理上共享主机的硬件和网络资源.
    相比于虚拟机技术, 它轻巧, 快速, 便捷, 跨平台, 易于分配发布. 又同时拥有虚拟机的优点!
    由于以上特点, 目前docker的容器有蚕食传统软件的趋势: 提供服务时, 给的是docker镜像或容器而非传统的安装软件!
    譬如, 我学习docker的初衷就是: 一劳永逸的制作一个用于开发2440系列编译环境的pc linux系统
    可以看出, 我需求就是提供编译服务. 传统的安装软件无法简单的实现, 但docker可以! (目前用的vm, 太重太麻烦)
  • Union FS (分层存储): 本质是增量管理. 基于原有的运行系统, 执行某些命令后, 把新产生的文件作为增量新建一层文件.
    直观感受一下, 是这样的:
    docker-aufs
  • images (镜像): docker 以镜像为基础. 镜像是只读的, 不包含任何动态数据, 内容不可更改!
    基于基础镜像, 可以在加入自己需要的app和服务后, 打包成自己的具有特殊功能的镜像.
  • container (容器): 容器就是镜像运行时的实体 (类似于类和实例的关系).
    容器必须基于镜像运行. 可以基于同一个镜像创建多个容器, 来实现不同的功能或服务.
    容器可以被创建, 启动, 停止, 删除, 暂停等等
    容器的本质就是进程, 运行时实现某种功能, 只是这个进程的上下文用的是虚拟化的镜像环境.
  • Docker Registry (仓库): 用于存储, 分发镜像的仓库.
    其中 Docker Hub 就是官方的镜像仓储服务.
    其运行模式和 github 一样, 公开资料免费, 私有资料收费
    当然, 也可以建立自己的私有 Docker Registry
  • Docker Volume, Docker的数据服务.
    docker 体系要让自己表现更像应用程序, 就离不开对数据的存储和隔离.
    而docker容器是非持久化的, 可以随时创建和删除, 无法满足数据存储的基本要求.
    因此提供了Docker Volume. 包括 data volume 和 data volume container

docker的技术架构

docker-structure

  • Docker Client / Docker Daemon: 用户和Docker的交互使用的是C/S模式.
    用户作为客户端使用 http 服务和 Docker Daemon 进行交互
  • Engine 和 Job: Job本质就是进程. 基于容器, 运行任务.
    譬如, 对 Docker Registry 的操作就是作为一个job任务实现的.
  • Docker Registry: 用于存储, 分发镜像的仓库
  • Graph: Graph对已下载Docker镜像进行保管, 并对已下载容器镜像之间关系进行记录.
    Graph不但要存储本地具有版本信息的文件系统镜像,
    而且还要通过GraphDB记录所有文件系统镜像彼此之间的关系
  • Driver: 驱动模块. Driver驱动主要作用是实现对Docker容器进行环境的定制
  • Docker container: Docker容器是Docker架构中服务交付的最终体现形式
    Docker按照业务的需求, 依赖关系和配置文件打包相应的Docker容器

初步评估结论

  • 感觉docker 的野心和潜力都很大. 如镜像管理, 跨平台, 容器应用化, 功能化, 服务化.
  • 可以看出主要发展方向是网络和云方面的 (新的项目都是针对网络集群的).
  • 基本已经可以跨平台使用(Docker machine).
  • 我的初衷就是: 一劳永逸的制作一个用于开发2440系列编译环境的pc linux系统
    就此而言, docker可用, 但初始配置并不轻松.
    因此暂不急于使用docker来配置这么一个主机编译环境.

Docker 的安装

全程参考官网
Get started with Docker

Windows 10 64bit 直接安装

可直接下载安装 docker, 无需安装在虚拟机下面. 家中的win10是家庭版, 但也能正常安装运行docker.

使用默认设置就能运行, 说一下文件共享. 譬如勾选 E 盘共享后, shell 应该这样用:

# docker下, 显示E盘全部内容
docker run -v e:/:/data alpine ls /data
# e:/       表示使能的windows e盘.
# :/data    docker容器下, 加载为 /data 目录
# alpine    一个小巧的linux内核, 基于此内核运行指令. 改为ubuntu效果也是一样的
# ls /data  在屏幕上列出 /data (就是e盘) 的内容

# 因此, 官网范例表示, 显示 c:/Users 下的内容
docker run -v c:/Users:/data alpine ls /data

ToolBox 基于虚拟机的安装

参考Install Docker Toolbox on Windows

  • 机器要求: 64bit 操作系统, 支持并使能IVT虚拟技术
  • Windows Vista 及以上版本, 安装默认的 NDIS6 driver 即可.
  • Windows 7 和 Windows XP, 安装时勾选 NDIS5 driver
  • 里面也提到了卸载ToolBox时, 如何先删除虚拟机里的 dock-machine

使用虚拟机后的文件共享很简单, 在 VirtualBox->Settings->Shared Folders 直接修改好就行了.

使用 putty 登录docker虚拟机

  • 不太喜欢 Docker Quickstart Terminal 提供的终端, 用起来不顺手(不能用鼠标, 不能复制黏贴)
    不过只有在这个终端里, 能直接使用 docker-machine 相关的指令
  • 自己使用ConEmu统一了终端, 里面集成好putty. 因此需要使用ssh.
  • 获取 boot2docker 的IP地址.
    运行 Docker Quickstart Terminal 成功后, 终端上可以找到这样一句话
    docker is configured to use the default machine with IP 10.0.0.100
    或者, 输入 docker-machine ls, 找到其IP地址. 譬如 tcp://10.0.0.100:2376
    或者, 直接登录boot2docker虚拟机, 输入指令 ifconfig 查看IP地址.10.0.0.100
  • boot2docker的登录名默认就是 docker. 如果需要密码的话, 应该是 tcuser
  • 运行过 Docker Quickstart Terminal 后, docker自动生成了ssh密钥.
    一般存储在 C:\Users\my_name\.docker\machine\machines\default\ 或者 %HOMEPATH%\.ssh下面
    id_rsa 是私钥, id_rsa.pub 是公钥
  • 打开 puttygen.exe->Load an existing private key file->Load->选择文件格式为 All Files (*.*)->选择id_rsa->弹出框 OK
    接着 puttygen.exe 主界面下->Save private key->保存为id_rsa.ppk
  • 打开 putty.exe->左边Connection->SSH->Auth->右边Private key file for authentication->Browse...->选择id_rsa.ppk
    接着 putty.exe->左边Session->右边Connection type:点选SSH->Host Name (or IP address)填如docker@10.0.0.100->Port填入22
    最后 Saved Sessions 填入期望的名称如 boot2docker->Save->Open->连接成功!

Docker 常用指令

可参考:

镜像指令

# 从 Docker Hub 获取 ubuntu 16.04 的镜像
docker pull ubuntu:16.04

# 列出所有镜像
docker images

# 运行 ubuntu
docker run -it --rm ubuntu:16.04 bash
# -it： -i, 交互式操作; -t, 显示终端
# --rm： 容器退出后随之将其删除 (不建议)

# 在容器里输入一些指令后, 查看容器的变化
docker diff ubuntu:16.04

# 用commit制作的进行成为黑箱镜像, 如果开源发布, 人们会有安全性的担忧(无法知道到底做了什么)
# 将当前容器制作为镜像 (会把容器内的变动新增一层文件)
docker commit --message "2440 compiler" container_ID_or_name ubuntu:2440
# --message: 可省, 记录本次修改的内容
# contain_ID_or_name: 使用 'docker ps -a' 可查看所有容器信息
# ubuntu:2440 目标镜像:标签

# 查看镜像历史记录
docker history ubuntu:2440

# 保存镜像 (本地文件)
docker save ubuntu:2440 | gzip > ubuntu-2440.tar.gz

# 加载镜像 (本地文件)
docker load -i ubuntu-2440.tar.gz
# 相比后面的 'docker import', 镜像存储文件保存完整记录, 体积要大.

# 删除镜像
docker rmi ubuntu:2440
# ubuntu:2440 目标镜像:标签. 这里也可以用镜像ID代替(短ID也行)

# 删除所有在 'mongo:3.2' 之前的镜像 (windows下不可用)
docker rmi $(docker images -q -f before=mongo:3.2)

容器指令

# 输出 "hello world"
docker run ubuntu echo 'Hello world'

# 运行 ubuntu
docker run -it ubuntu:16.04 bash
# -it： -i, 交互式操作; -t, 显示终端

# 后台运行
docker run -d ubuntu sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"
# 会返回container的ID号
# -d: 后台运行, 不输出结果到主机界面上
# sh -c: 作为sh文件执行

# 获取容器的输出信息
docker logs container_ID_or_name

# 查看容器信息 (print server)
docker ps -a
# -a 表示显示所有容器状态(包括终止状态)

# 容器的终止,启动和重启
docker stop container_ID_or_name
docker start container_ID_or_name
docker restart container_ID_or_name

# 进入指定容器
docker attach container_ID_or_name
# attach 在多窗口时很不方便. 参考资料推荐的是nsenter (windows下不可用)

# 导出容器
docker export container_ID_or_name > ubuntu.tar
# 导入容器快照到本地镜像库
cat ubuntu.tar | docker import - test/ubuntu:v1.0
# 相比前面的 'docker load', 容器快照将丢弃历史记录. 另外, 可以重新指定标签.

# 删除容器
docker rm container_ID_or_name

# 删除所有容器 (windows下不可用)
docker rm $(docker ps -qa)

# 获取某个容器的PID信息 (windows下不可用)
docker inspect --format '{{ .State.Pid }}' container_ID_or_name

# 获取某个容器的 IP 地址 (windows下不可用)
docker inspect --format '{{ .NetworkSettings.IPAddress }}' container_ID_or_name

# 目前 Docker 并没有提供直接的对容器 IP 地址的管理支持

其它指令和功能

Docker — 从入门到实践

资料和参考

Docker — 从入门到实践
Docker技术架构详细分析 Docker模块分析
Microsoft Windows 安装docker
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