Docker容器

一、云计算的相关知识：

1.云计算服务模式：

云计算的服务模式是分几层的，分别是:

• laaS : Infrastructure (基础设施) -as-a-Service.
• PaaS : Platform (平台及服务) -as-a-Service;
• SaaS : Software (软件及服务) -as-a-Service。

2.虚拟化：

虚拟化产品有哪些？

• 服务器虚拟化产品
• 桌面虚拟化产品
• 存储虚拟化产品
• 网络虚拟化产品
• 容器和轻量级虚拟化产品

2.1.虚拟机架构：

寄居架构：

虚拟机作为应用软件安装在操作系统上
可以在此应用软件上安装多个操作系统
直接安装在硬件上的系统为宿主

本机（真实的操作系统）   ---->   虚拟化产品   ---->   虚拟化操作系统或软件

虚拟机监视器：例如 VMware 等
VMware非常强大，真机可以上网，虚拟机也可以上网。
病毒木马都可以拖到虚拟机运行，与真机脱离，非常安全。

但是真机一旦崩了，虚拟机当然也崩了。所以实际生产环境用的是 源生架构

 源生架构：

虚拟机软件直接安装在计算机硬件上
虚拟机本身就是一个操作系统
在这个虚拟机中可以同时运行多个操作系统

裸金属 服务器  --->  虚拟化产品

2.2.虚拟化技术概述 ：

虚拟化功能：

• 在一个操作系统内，模拟多个操作系统
• 以软件的方式模拟物理设备的功能

虚拟化技术允许在单一物理硬件上创建和运行多个独立的虚拟环境，核心分类包括仿真虚拟化、半虚拟化和全虚拟化，每种技术各有侧重：

• 仿真虚拟化：无需硬件支持，兼容性强，能在不同架构间运行操作系统，但性能较低。
• 半虚拟化：需修改客户系统以提升性能，直接与虚拟化层通信，适用于特定场景和注重性能的环境。
• 全虚拟化：现代技术大多结合硬件辅助，以实现接近原生的性能，同时保持高度兼容性，适用于广泛场景。

全虚拟化：KVM——》产品vmware—ce（社区版）

半虚拟化：EXSI——》workststion vsphere

二、容器的认识：

1.容器是什么？

容器是一种技术，开发人员打包开发完成的一个应用（系统）以及所需的开发环境，然后通过容器可以运行在不同的计算机上面，也不需要重新配置相关环境，不同的是每一台计算机都需要配置运行容器的容器引擎，目前市场上主流就是Docker容器引擎，不过Docker容器引擎的配置很简单，比配置应用（系统）运行的环境简单，方便太多。每台要运行应用（系统）的计算机上面配置了Docker容器引擎之后，都单独独立可以运行之前打包完成的应用（系统）

2.容器的优点：

• 灵活：即使是最复杂的应用也可以集装箱化
• 轻量级：容器利用并共享主机内核
• 可互换：可以即时部署更新和升级
• 便携式：可以在本地构建，部署到云，并在任何地方运行
• 可扩展：可以增加并自动分发容器副本
• 可堆叠：可以垂直和即时堆叠服务

 3.容器的缺点：

复杂性增加：随着容器及应用数量的增加，同时也伴随着复杂性的增加。在生产环境中管理如此之多的容器是一个极具挑战性的任务，可以使用 Kubernetes 和 Mesos 等工具管理具有一定规模数量的容器。
原生 Linux 支持：大多数容器技术，比如 Docker，基于 Linux 容器（LXC），相比于在原生 Linux 中运行容器，在 Microsoft 环境中运行容器略显笨拙，并且日常使用也会带来复杂性。
不成熟：容器技术在市场上是相对新的技术，需要时间来适应市场。开发者中的可用资源是有限的，如果某个开发者陷入某个问题，可能需要花些时间才能解决问题。

三、Docker的概述：

Docker 的容器技术可以在一台下机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、目给自足的容器。
Docker的Logo设计为蓝色鲸鱼，拖着许多集装箱。
鲸鱼可看作为宿主机，集装箱可理解为相互隔离的容器，每个集装箱中都包含自己的应用程序。
Docker的设计宗旨：Build，Ship and Run Any App，Anywhere，即通过对应用组件的封装、发布、部署、运行等生命周期的管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”的目的。这里的组件，既可以是一个应用，也可以是一套服务，甚至是一个完整的操作系统。

1.Docker是什么？

• 是一个开源的应用容器引擎，基于go语言开发并遵循了apache2.0协议开源
• 是在Linux容器里运行应用的开源工具
• 是一种轻量级的“虚拟机"
• Docker的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量 级的、可移植的、自给自足的容器。

2.Docker容器与虚拟机的区别：

• Docker容器

是在Linux上本机运行，并与其他容器共享主机的内核，它运行的是一个独立的进程，不占用其他任何可执行文件的内存，非常轻量

• 虚拟机

运行的是一个完成的操作系统，通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问，相比之下需要的资源更多

3.容器在内核中支持两种重要技术：

docker本质就是宿主机的一个进程，docker是通过namespace实现资源隔离，通过cgroup实现资源限制，通过写时复制技术（copy-on-write）实现了高效的文件操作（类似虚拟机的磁盘比如分配500g并不是实际占用物理磁盘500g）

namespace的六项隔离：

控制组（Control groups）：

Linux上的Do侧看人引擎还依赖于另一种称为控制组（Cgroups）的技术，Cgroup将应用和程序限制为一组特定的资源，控制组允许Docker Engine将可用的硬件资源共享给容器，并有选择地实施限制和约束。Cgroups主要是用作资源控制——可以用来划分时间片。

• 六种名称空间是由cgroups管理的
• 最后一种centos的cgroups管理版本是3.8版本，3.6和3.5用不了
• cgroups 管理linux内核态中资源管理的模块
• cgroups 管理一些系统资源
• 不是docker原生的

 4.Docker核心概念：

 镜像

• Docker的镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为一个面向 Docker 容器引擎的只读模板。
• 通过镜像启动一个容器，一个镜像是一个可执行的包，其中包括运行应用程序所需要的所有内容包含代码，运行时间，库、环境变量、和配置文件。

容器

• Docker的容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止和删除。所创建的每一个容器都是相互隔离、互不可见，以保证平台的安全性。
• 可以把容器看做是要给简易版的linux环境（包括root用户权限、镜像空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

 仓库

• Docker仓库是用来集中保存镜像的地方，当创建了自己的镜像之后，可以使用push命令将它上传到公有仓库（Public）或者私有仓库（Private）。当下次要在另外一台机器上使用这个镜像时，只需从仓库获取。
• Docker 的镜像、容器、日志等内容全部都默认存储在 /var/lib/docker 目录下。 

四、安装 docker：

目前 Docker 只能支持 64 位系统。

Yum安装默认安装最新版本，目前最新版本是2023版本，但工作中不会用这么新的版本

1.安装依赖包： 

1. #关闭防火墙和selinux
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
 
2.#安装依赖包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
 
-------------------------------------------------------------------------------------------
yum-utils：提供了 yum-config-manager 工具。
device mapper： 是Linux内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制，它为实现用于存储资源管理的块设备驱动提供了一个高度模块化的内核架构。
device mapper存储驱动程序需要 device-mapper-persistent-data 和 lvm2。
-------------------------------------------------------------------------------------------

2.设置阿里云镜像源并安装docker：

1. #设置阿里云镜像源
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
 ​
2. #安装 Docker
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
 ​
3. #设置为开机自动启动
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

3.查看Docker版本信息：

1. #查看docker版本信息
docker version 
 
2. #查看docker信息
docker info

4.配置阿里云镜像加速器：

https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors 
获取镜像加速器配置

配置镜像加速器：

vim /etc/docker/daemon.json
添加自己的加速器地址，如下图

重新加载配置并重启服务：

#重新加载配置并重启服务
systemctl daemon-reload     
systemctl restart docker

验证查看：

docker info

五、Docker 镜像操作:

1.搜索镜像:

搜索镜像
格式：docker search 关键字
docker search nginx
 
解释：
NAME 镜像名称
Description 镜像描述
StarCount  star数量
Official  "OK" 表示官方镜像
AUTOMATED  "OK" 表示自动构建

2. 获取镜像:

获取镜像  nginx
格式：docker pull 仓库名称[:标签]
#如果下载镜像时不指定标签，则默认会下载仓库中最新版本的镜像，即选择标签为 latest 标签。
docker pull nginx

3.查看镜像信息:

查看镜像信息
镜像下载后存放在 /var/lib/docker 。
Docker 相关的本地资源存放在 /var/lib/docker/ 目录下，
其中 containers 目录存放容器信息，image 目录存放镜像信息，overlay2 目录下存放具体的镜像底层文件。
 
查看下载的镜像文件信息
cat /var/lib/docker/image/overlay2/repositories.json

查看下载到本地的所有镜像
docker images
 
REPOSITORY：镜像属于的仓库；
TAG：镜像的标签信息，标记同一个仓库中的不同镜像；
IMAGE ID：镜像的唯一ID 号，唯一标识一个镜像；
CREATED：镜像创建时间；
VIRTUAL SIZE：镜像大小；

4.获取镜像详细信息:

根据镜像的唯一标识 ID 号，获取镜像详细信息
格式：docker inspect 镜像ID号
docker inspect 2ac752d7aeb1

5.为本地的镜像添加新的标签:

为本地的镜像添加新的标签
格式：docker tag 名称:[标签] 新名称:[新标签]
docker tag nginx:latest nginx:web
 
#查看
docker images | grep nginx

6.删除镜像:

删除镜像
格式：
docker rmi 仓库名称:标签				#当一个镜像有多个标签时，只是删除其中指定的标签
或者
docker rmi 镜像ID号						#会彻底删除该镜像
 
注意：如果该镜像已经被容器使用，正确的做法是先删除依赖该镜像的所有容器，再去删除镜像。

7.存出和载入镜像:

存出镜像：将镜像保存成为本地文件

存出镜像====：将镜像保存成为本地文件
格式：docker save -o 存储文件名 存储的镜像
docker save -o nginx nginx:latest			#存出镜像命名为nginx存在当前目录下
ls -lh

8.载入镜像：将镜像文件导入到镜像库中:

载入镜像====：将镜像文件导入到镜像库中
格式：
docker load < 存出的文件
或者
docker load -i 存出的文件
 
docker load < nginx
docker load -i nginx

9.上传镜像:

默认上传到 docker Hub 官方公共仓库，需要注册使用公共仓库的账号。https://hub.docker.com
可以使用 docker login 命令来输入用户名、密码和邮箱来完成注册和登录。
在上传镜像之前，还需要先对本地镜像添加新的标签，然后再使用 docker push 命令进行上传。

上传镜像
默认上传到 docker Hub 官方公共仓库，需要注册使用公共仓库的账号。https://hub.docker.com
可以使用 docker login 命令来输入用户名、密码和邮箱来完成注册和登录。
在上传镜像之前，还需要先对本地镜像添加新的标签，然后再使用 docker push 命令进行上传。
 
docker tag nginx:latest soscscs/nginx:web

六、Docker 容器操作：

1.容器的创建 ：

容器创建：就是将镜像加载到容器的过程。
新创建的容器默认处于停止状态，不运行任何程序，需要在其中发起一个进程来启动容器。

格式：docker create [选项] 镜像
常用选项：
-i：让容器开启标准输入
-t：让 Docker 分配一个伪终端 tty
-it :合起来实现和容器交互的作用，运行一个交互式会话 shell 
 
docker create -it nginx:latest /bin/bash

​

2.查看容器：

#查看容器的运行状态
docker ps -a			#-a 选项可以显示所有的容器
 
#若不带 -a 只查看运行状态的容器
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND        CREATED     STATUS     PORTS      NAMES
容器的ID号	   加载的镜像      运行的程序       创建时间     当前的状态   端口映射    名称

​

3. 启动容器：

格式：docker start 容器的ID/名称
docker start 8b0a7be0ff58
docker ps -a

​

4.创建并启动容器

可以直接执行 docker run 命令， 等同于先执行 docker create 命令，再执行 docker start 命令。
注意：容器是一个与其中运行的 shell 命令共存亡的终端，命令运行容器运行， 命令结束容器退出。

docker 容器默认会把容器内部第一个进程，也就是 pid=1 的程序作为docker容器是否正在运行的依据，如果docker容器中 pid = 1 的进程挂了，那么docker容器便会直接退出，也就是说Docker容器中必须有一个前台进程，否则认为容器已经挂掉。
 

当利用 docker run 来创建容器时， Docker 在后台的标准运行过程是：

检查本地是否存在指定的镜像。当镜像不存在时，会从公有仓库下载；
利用镜像创建并启动一个容器；
分配一个文件系统给容器，在只读的镜像层外面挂载一层可读写层；
从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟机接口到容器中；
分配一个地址池中的 IP 地址给容器；
执行用户指定的应用程序，执行完毕后容器被终止运行。
​

docker run centos:7 /usr/bin/bash -c ls /
docker ps -a					#会发现创建了一个新容器并启动执行一条 shell 命令，之后就停止了

 ​

5. 在后台持续运行 docker run 创建的容器 ：

需要在 docker run 命令之后添加 -d 选项让 Docker 容器以守护形式在后台运行。
并且容器所运行的程序不能结束。
 
docker run -d centos:7 /usr/bin/bash -c "while true;do echo hello;done"
 
docker ps -a					#可以看出容器始终处于 UP，运行状
 
docker run -itd --name test1 centos:7 /bin/bash   #创建容器并持续运行容器

6.终止容器运行：

docker 容器的生命周期

格式：docker stop 容器的ID/名称
docker stop 容器id
 
#强制停止容器
docker kill 容器id
docker ps -a

7.容器的进入：

需要进入容器进行命令操作时，可以使用 docker exec 命令进入运行着的容器。
 
格式：docker exec -it 容器ID/名称 /bin/bash
-i 选项表示让容器的输入保持打开；
-t 选项表示让 Docker 分配一个伪终端。
 
docker start 容器id				#进入容器前，确保容器正在运行
docker exec -it 容器id /bin/bash
ls
exit				#退出容器后，容器仍在运行
docker ps -a
 
docker run -it centos:7 bash      #不加 -d 选项会创建容器后直接进入容器进行交互，但是退出容器，容器也会停止

8.容器与本机文件的导入导出：

echo "gg" > /opt/test.txt
docker cp /opt/test.txt 容器id:/opt/
 
#从容器复制文件到主机
docker cp 容器id:/opt/test.txt /opt/lll.txt

将该容器下的/opt/test.txt 传输到本机的/opt/lll.txt下 

9.容器的备份与复制：

#导出格式：docker export 容器ID/名称 > 文件名
docker export 容器id > centos7.tar
 
docker export -o centos7.tar 容器id

导入格式：cat 文件名 | docker import – 镜像名称:标签
cat centos7.tar | docker import - centos:7			#导入后会生成镜像，但不会创建容器

10.容器和镜像的批量删除：

格式：docker rm [-f] 容器ID/名称
docker stop 容器id
docker rm 容器id			#删除已经终止状态的容器
 
docker rm -f 容器id		#强制删除正在运行的容器
 
docker ps -a | awk 'NR>=2{print "docker stop "$1}' | bash			#批量停止容器
docker ps -a | awk 'NR>=2{print $1}'| xargs docker stop
 
docker ps -a | awk 'NR>=2{print "docker rm "$1}' | bash				#批量删除所有容器
docker ps -a | awk 'NR>=2{print $1}'| xargs docker rm
 
docker images | awk 'NR>=2{print "docker rmi "$3}' | bash			#批量删除镜像
docker images | grep none | awk '{print $3}' | xargs docker rmi		#删除none镜像
 
docker rm $(docker ps -a -q)		#批量清理后台停止的容器