【Docker】docker原理及使用-1

Docker目录

1️⃣概念
- 2️⃣使用容器的好处
- 2️⃣docker和普通软件启动方式的区别
- 2️⃣docker和传统虚拟机的区别
1️⃣下载安装
- 2️⃣安装步骤
1️⃣必须要掌握的核心概念
1️⃣命令
- 2️⃣例子
- 2️⃣练习题目
- 2️⃣进入一下python环境(简洁)
1️⃣解释一下 redis
1️⃣docker底层隔离机制
- 2️⃣命名空间
- 2️⃣容器在底层是如果做隔离的，如何进行资源限制的？
- 2️⃣假如我们不使用容器进程，我们想限制一个Linux系统里的进程使用多少cpu
1️⃣命令的延申
1️⃣docker的状态
1️⃣镜像的导入和导出

1️⃣概念

docker：

1.是什么？
就是一个软件
跑容器的软件

2.有什么作用，解决了什么问题？
将任何软件都可以放到容器里去运行
更加节约企业的服务器资源，降低基础设施成本
软件的快速部署和缩放—》改变了软件部署和安装的方式

docker 是一个非常著名的容器软件

容器(container)：一个轻量级的虚拟机 —>拥有程序在容器里运行

使用容器的好处：

消耗的内存，cpu等资源相对虚拟机而言要少，成本要更加低，管理起来更加方便和快捷
1.降低运行软件的成本
2.提升了效率 ------> 简称：降本增效

物理机----》虚拟机---》容器
颗粒度越来越小 ---》成本越来越低

官方网站：Docker: Accelerated Container Application Development

kubernetes —>k8s是容器集群管理软件—》底层是管理容器—>docker,coreOS(rocket)

containerd 是docker开源的底层的容器技术

最新版的k8s: 默认情况下不支持 docker了，使用开源的 containerd

2️⃣使用容器的好处

使用容器的好处：
1.成本低廉
2.管理方便

成本低
颗粒度更加小的虚拟化技术–》容器技术–》可以控制资源

很多企业里的物理机的资源使用率比较低，一个业务一群机器，导致大量的资源浪费，成本过高

docker技术可以控制资源的使用率，可以让物理机很饱和的运行–》减少机器的数量，同时业务也能正常的运行

使用docker可以降低基础设施成本

降本增效

2️⃣docker和普通软件启动方式的区别

docker启动镜像的方式---->颠覆了我们传统的软件安装方式—>非常新颖的软件部署和安装的方式

源代码或者安装程序---->手工去运行—>安装到某平台服务器的某个位置–>然后去启动

在这里插入图片描述

2️⃣docker和传统虚拟机的区别

特征	虚拟机	容器
隔离级别	操作系统级	进程级
隔离策略	Hypervisor	CGroups
导系统资源	5~15%	0~5%
启动时间	分钟级	秒级
镜像存储	GB-TB	KB-MB
集群规模	上百	上万
高可用策略	备份、容灾、迁移	弹性、负载、动态

docker的优势：

启动速度快
消耗资源小
- 资源可以控制—》cpu和内存，磁盘速度，io等
- 共用宿主机的内核，基础镜像，消耗的内存少
扩展方便

docker的缺点：

app的隔离这块，没有虚拟机彻底
虚拟机的安全性要高一点

层次不一样：

虚拟机多一层封装

在这里插入图片描述

1️⃣下载安装

2️⃣安装步骤

'1.卸载原来安装过的docker，如果没有安装可以不需要卸载'
yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine
                  
'2.安装yum相关的工具，下载docker-ce.repo文件'
[root@cali ~]# 
[root@cali ~] yum install -y yum-utils -y
 [root@cali ~]yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
下载docker-ce.repo文件存放在/etc/yum.repos.d
仓库文件： 就是告诉我们的服务器去哪里下载软件的文件，里面有下载软件的网址 repository --》类似于一个藏宝图的作用

[root@cali yum.repos.d] pwd
/etc/yum.repos.d
[root@cali yum.repos.d] ls
CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo          docker-ce.repo
CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo  CentOS-x86_64-kernel.repo  nginx.repo
[root@cali yum.repos.d]# 

'3.安装docker-ce软件'
container engine 容器引擎
docker是一个容器管理的软件
docker-ce 是服务器端软件 server
docker-ce-cli 是客户端软件 client
docker-compose-plugin 是compose插件，用来批量启动很多容器，在单台机器上
containerd.io  底层用来启动容器的
docker-compose-plugin 对docker-ce-cli的支持的插件
[root@cali yum.repos.d]yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin  docker-compose-plugin  -y
[root@localhost yum.repos.d] docker version  查看docker版本
Client: Docker Engine - Community
 Version:           23.0.1
 API version:       1.42
 Go version:        go1.19.5
 Git commit:        a5ee5b1
 Built:             Thu Feb  9 19:51:00 2023
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default
Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?
[root@localhost yum.repos.d]# 

'4.启动docker服务'
[root@cali yum.repos.d] systemctl start docker
[root@cali yum.repos.d] ps aux|grep docker
root       1892  1.4  1.5 1095108 58972 ?       Ssl  11:39   0:00 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
root       2029  0.0  0.0 112824   976 pts/0    S+   11:40   0:00 grep --color=auto docker
[root@cali yum.repos.d]# 
'5.设置docker服务开机启动'
[root@cali yum.repos.d] systemctl enable docker
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.
[root@cali yum.repos.d]# 

'6.关闭防火墙和selinux'
[root@scdocker yum.repos.d] service firewalld stop
Redirecting to /bin/systemctl stop firewalld.service
[root@scdocker yum.repos.d] systemctl disable firewalld 
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@scdocker yum.repos.d]#
[root@scdocker yum.repos.d] setenforce 0
[root@scdocker yum.repos.d] vim /etc/selinux/config 
# This file controls the state of SELinux on the system.
# SELINUX= can take one of these three values:
#     enforcing - SELinux security policy is enforced.
#     permissive - SELinux prints warnings instead of enforcing.
#     disabled - No SELinux policy is loaded.
SELINUX=disabled    #修改为disabled
# SELINUXTYPE= can take one of three values:
#     targeted - Targeted processes are protected,
#     minimum - Modification of targeted policy. Only selected processes are protected.
#     mls - Multi Level Security protection.
SELINUXTYPE=targeted

'7.重启docker服务'
[root@scdocker yum.repos.d] service docker restart
Redirecting to /bin/systemctl restart docker.service
[root@scdocker yum.repos.d]#

[root@localhost yum.repos.d] cat docker-ce.repo ---->类似于藏宝图

[root@localhost yum.repos.d] systemctl start docker ----》启动docker

[root@localhost yum.repos.d] systemctl enable docker ---->设置开机启动
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.

了解：卸载docker

# 1.卸载依赖
yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
# 2.删除资源
rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd
# /var/lib/docker  docker的默认工作路径

1️⃣必须要掌握的核心概念

docker里的3个非常重要的概念：

1.镜像 (image)—>包含了一个微型操作系统+业务核心代码+其他依赖软件的软件单元
image=micro OS + app code + 其他库

2.仓库 repository: 网上存放镜像的地方，docker官方提供了，阿里云也提供

镜像的集市

镜像是别人做出来上传到仓库里的

3.容器 container ：运行镜像的地方，在操作系统里本质上就是启动一个进程来运行镜像，将镜像里的软件在一个隔离的环境里运行

docker images —>查看本机有哪些容器
docker ps —>查看正在运行的容器
docker ps -a —>查看停止的容器
docker run —> 运行容器，-p是发布容器出去
docker search go —>可以查找镜像
docker pull 软件名 —>把软件的镜像拉取下来
docker stop 容器名 —>停止容器这个容器名是自己起的那个

修改dns服务器： /etc/resolv.conf
下边加一个 114.114.114.114

在这里插入图片描述

1️⃣命令

查看我有有哪些镜像： docker images

'拉取nginx镜像'
[root@localhost docker]# docker pull nginx 
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
a2abf6c4d29d: Pull complete 
a9edb18cadd1: Pull complete 
589b7251471a: Pull complete 
186b1aaa4aa6: Pull complete 
b4df32aa5a72: Pull complete 
a0bcbecc962e: Pull complete 
Digest: sha256:0d17b565c37bcbd895e9d92315a05c1c3c9a29f762b011a10c54a66cd53c9b31
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest
[root@localhost docker]#

'看我目前拉起了几个镜像'
[root@localhost docker]# docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
hello-world   latest    9c7a54a9a43c   3 months ago    13.3kB
nginx         latest    605c77e624dd   19 months ago   141MB
[root@localhost docker]#

'运行容器'
[root@localhost docker]# docker run --name sc-nginx-1 -p 8080:80 -d --cpu-shares 10 --cpus 1 --cpuset-cpus 0 -m 10000000 nginx
2815f0849edc9e049badf5c99e07cfcf0c1e11f954fcbd2f8eeacffa90896e5e
[root@localhost docker]# ^C
[root@localhost docker]#

'查看正在运行的容器有哪些'
[root@localhost docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
2815f0849edc   nginx     "/docker-entrypoint.…"   36 seconds ago   Up 34 seconds   0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp   sc-nginx-1
[root@localhost docker]# ^C

[root@localhost docker] docker ps
'看容器的详细信息'
[root@localhost docker] docker inspect sc-nginx-1

在这里插入图片描述

'看最下边那条'
[root@localhost docker] iptables -t nat -L -n
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
DOCKER     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ADDRTYPE match dst-type LOCAL

Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
DOCKER     all  --  0.0.0.0/0           !127.0.0.0/8          ADDRTYPE match dst-type LOCAL

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
MASQUERADE  all  --  172.17.0.0/16        0.0.0.0/0           
MASQUERADE  tcp  --  172.17.0.2           172.17.0.2           tcp dpt:80

Chain DOCKER (2 references)
target     prot opt source               destination         
RETURN     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0           
DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:8080 to:172.17.0.2:80
[root@localhost docker]#

docker-proxy —>是docker提供的一个进程，监听对外发布的端口号—>监听发布的端口

[root@localhost docker] netstat -anplut
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 0.0.0.0:8080            0.0.0.0:*               LISTEN      17974/docker-proxy

docker的网络宿主机：

在这里插入图片描述

2️⃣例子

启动mysql

1.下载镜像

#查找镜像：
[root@localhost docker] docker search mysql

[root@localhost docker] docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
mysql         5.7.43    92034fe9a41f   31 hours ago    581MB
hello-world   latest    9c7a54a9a43c   3 months ago    13.3kB
nginx         latest    605c77e624dd   19 months ago   141MB
[root@localhost docker]#

2.启动mysql

[root@localhost docker]docker run --name sc-mysql-1 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=sc123456 -d  -p 3306:3306 mysql:5.7.43
bb066982b4234ce34166c9db007e2ba1de2e781c326ff1811d26f33830dce0f5
[root@localhost docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED             STATUS             PORTS                                                  NAMES
bb066982b423   mysql:5.7.43   "docker-entrypoint.s…"   26 seconds ago      Up 25 seconds      0.0.0.0:3306->3306/tcp, :::3306->3306/tcp, 33060/tcp   sc-mysql-1
2815f0849edc   nginx          "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Up About an hour   0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp                  sc-nginx-1
[root@localhost docker]# ^C
[root@localhost docker]#

在这里插入图片描述

1s = 1000ms

docker容器可以被限制使用宿主机的cou，内存，网络，磁盘IO资源

#查看docke容器正在使用的cpu的状态
[root@localhost docker]# docker stats

CONTAINER ID   NAME         CPU %     MEM USAGE / LIMIT     MEM %     NET I/O           BLOCK I/O         PIDS
bb066982b423   sc-mysql-1   0.06%     215.7MiB / 3.682GiB   5.72%     656B / 0B         0B / 583MB        27
2815f0849edc   sc-nginx-1   0.00%     5.32MiB / 9.535MiB    55.80%    2.27kB / 2.06kB   98.3kB / 17.4kB   9

进入mysqk容器内部：

[root@localhost docker]# docker exec -it sc-mysql-1 bash
bash-4.2# 

# -u是指定用户名  -p是密码  不需要空格
bash-4.2# mysql -uroot -psc123456

docker exec 是进入容器内部执行命令 —>execute
-it 是开启一个终端，进行交互式操作
sc-mysql-1 是容器的名字
bash 是进入容器后执行的命令

dockerfile ：是制作镜像的配置文件 —》配方文件

'停掉mysql'
[root@localhost docker] docker stop sc-mysql-1
sc-mysql-1
[root@localhost docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                   CREATED       STATUS       PORTS                                   NAMES
2815f0849edc   nginx     "/docker-entrypoint.…"   2 hours ago   Up 2 hours   0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp   sc-nginx-1
[root@localhost docker]#

'启动容器'
[root@localhost docker]# docker start sc-mysql-1
sc-mysql-1
[root@localhost docker]#

'删除容器'
docker rm 容器的id（那一串）

2️⃣练习题目

1.想办法启动一个go语言环境的容器

docker pull golang
docker run -itd -p 8081:8080 -v /etc/docker/go:/go --name localhost-go golang
在 /etc/docker/go 下边创建一个 main.go 文件
-v /etc/docker/go:/go 就是在本机左边创建main.go 右边：是在 docker里边的/go下边创建
docker exec -it localhost-go bash

2.启动一个python语言环境的容器

docker pull python
docker run -itd -p 8082:8082 -v /etc/docker/python:/python --name localhost-python python
在 /etc/docker/python 下边创建一个 python.py 文件
-v /etc/docker/python:/python 就是在本机左边创建main.py右边：是在 docker里边的/python下边创建
docker exec -it localhost-python bash

3.查看容器是否启动

[root@localhost docker]# docker images

4.查看镜像是否存在

[root@localhost docker]# docker ps

5.查看启动的容器的详细信息

[root@localhost docker]# docker inspect localhost-go

6.停止go语言容器

[root@localhost docker]# docker stop localhost-go

7.再次启动go语言容器

[root@localhost docker]# docker start localhost-go

8.进入go语言的容器内部

[root@localhost docker]# docker exec -it localhost-go bash
root@a4d503918e59:/go#

解决的问题：
1.镜像的下载
2.启动容器

[root@localhost docker] docker pull golang
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/golang
0e29546d541c: Pull complete 
9b829c73b52b: Pull complete 
cb5b7ae36172: Pull complete 
6494e4811622: Pull complete 
6e1d20a8313e: Pull complete 
593823f101dc: Pull complete 
1b4aae56cdbe: Pull complete 
Digest: sha256:c72fa9afc50b3303e8044cf28fb358b48032a548e1825819420fd40155a131cb
Status: Downloaded newer image for golang:latest
docker.io/library/golang:latest
[root@localhost docker]# ^C
[root@localhost docker]# 
[root@localhost docker]# docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
mysql         5.7.43    92034fe9a41f   32 hours ago    581MB
hello-world   latest    9c7a54a9a43c   3 months ago    13.3kB
nginx         latest    605c77e624dd   19 months ago   141MB
golang        latest    276895edf967   19 months ago   941MB
[root@localhost docker]# vim main.go
[root@localhost docker]# chmod +x main.go 
[root@localhost docker]#

#创建容器
[root@localhost docker]# docker run -itd -p 8081:8080 -v /etc/docker/go:/go --name localhost-go golang

#进入到容器内部
docker exec -it localhost-go bash

#ls一下，再go run 运行一下
root@a4d503918e59:/go# ls
main.go
root@a4d503918e59:/go# go run main.go 
Hello,World!
root@a4d503918e59:/go#

#查看正在运行的挂载程序
[root@localhost docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                   CREATED             STATUS          PORTS                                                  NAMES
a4d503918e59   golang         "bash"                    7 minutes ago       Up 11 seconds   0.0.0.0:8081->8080/tcp, :::8081->8080/tcp              localhost-go
bb066982b423   mysql:5.7.43   "docker-entrypoint.s…"   About an hour ago   Up 37 minutes   0.0.0.0:3306->3306/tcp, :::3306->3306/tcp, 33060/tcp   sc-mysql-1
2815f0849edc   nginx          "/docker-entrypoint.…"   2 hours ago         Up 2 hours      0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp                  sc-nginx-1
[root@localhost docker]#

在这里插入图片描述

2️⃣进入一下python环境(简洁)

以交互式方式打开一个终端:

在这里插入图片描述

–rm 是退出的时候删除这个容器

1️⃣解释一下 redis

docker pull redis

是一个 key , value的数据库软件

'运行，并发布出去'
[root@localhost ~] docker run -d --name sc-redis-1 -p 6379:6379 redis

#查看镜像是否启动
[root@localhost ~]# docker ps

#查看详细信息
[root@localhost ~]# docker inspect sc-redis-1

1️⃣docker底层隔离机制

2️⃣命名空间

命名空间：name space ----》一块地盘

是在内存中存放数据的地方，例如：存放变量，函数，库等

隔离的技术：命名空间

我们每启一个容器，背后就对应着一个进程的启动

6个命名空间

在这里插入图片描述

2️⃣容器在底层是如果做隔离的，如何进行资源限制的？

资源限制： Control Groups 技术简称---->Cgroup

操作系统内核有个软件： LXC linx container技术

docker只是调用了LXC库。实现了容器的应用

–cpu-shares 10

–cups

2️⃣假如我们不使用容器进程，我们想限制一个Linux系统里的进程使用多少cpu

使用 cgroup 技术 ---->内核里边的

1️⃣命令的延申

docker

启动MySQL 容量限制cpu使用率为50% 内存为2G，如何看是否启用了限制？

docker run -d -p 3307:3306 --name sc-mysql-2 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD='sc123456'  mysql:5.7.43

docker run的流程 👇

1.检查启动容器使用的镜像是否存在，如果不存在就先去pull镜像到本机，如果存在就创建容器
docker pull 去拉mysql:5.7.43

2.docker create ------>创建容器

3.docker start ------>启动容器

# 删除镜像
[root@localhost ~]# docker rmi busybox
Untagged: busybox:latest
Untagged: busybox@sha256:5acba83a746c7608ed544dc1533b87c737a0b0fb730301639a0179f9344b1678
Deleted: sha256:beae173ccac6ad749f76713cf4440fe3d21d1043fe616dfbe30775815d1d0f6a
Deleted: sha256:01fd6df81c8ec7dd24bbbd72342671f41813f992999a3471b9d9cbc44ad88374

👆如果正在使用，就先停止那个容器，然后rm删除容器，再rmi删除镜像

所以说，不需要 pull 创建之类的
👇
直接用run

1️⃣docker的状态

exited

created ---->创建好了

[root@localhost ~] docker run -d -p 3308:3306 --name sc-mysql-3 --cpu-shares 500 --cpus 2 --cpuset-cpus 0,1 -m 2000000000 --device-write-bps /dev/sda:20MB -e MYSQL_ROOT_PASSWORD='sc123456'  mysql:5.7.43

docker run -d: 这是 Docker 命令，用于创建并运行一个容器。-d 表示以后台（守护进程）模式运行容器。
-p 3308:3306: 这是端口映射选项，将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3308 端口。这样可以通过访问宿主机的 3308 端口来访问容器内运行的 MySQL 服务。
--name sc-mysql-3: 这是为容器指定一个名称，方便后续对容器进行管理和操作。
--cpu-shares 500: 这是 CPU 分配的选项，设置容器的 CPU 分配份额。这里设置为 500，表示该容器与其他容器相比，会优先获得更多的 CPU 资源。
--cpus 2: 这是 CPU 数量的选项，设置容器可以使用的 CPU 核心数量。这里设置为 2，表示该容器可以使用两个 CPU 核心。
--cpuset-cpus 0,1: 这是 CPU 亲和性的选项，设置容器可以使用的特定 CPU 核心。这里设置为 0,1，表示该容器可以使用的 CPU 核心限定在 0 号和 1 号核心。
-m 2000000000: 这是内存限制的选项，限制容器可以使用的内存大小。这里设置为 2000000000，表示容器的内存限制为 2GB。
--device-write-bps /dev/sda:20MB: 这是设备写入速率限制的选项，限制容器对 /dev/sda 设备的写入速率。这里设置为 20MB/s，表示容器对该设备的写入速率限制为每秒 20MB。
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD='sc123456': 这是环境变量的选项，设置容器中 MySQL 的 root 用户的密码为 sc123456。
mysql:5.7.43: 这是指定要在容器中运行的镜像。这里使用的是 MySQL 5.7.43 版本的官方镜像。

综合起来，以上命令的含义是创建并运行一个名为 sc-mysql-3 的后台模式容器，将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3308 端口，分配给容器 500 的 CPU 分配份额，使用 2 个 CPU 核心，限定容器只能使用 0 号和 1 号核心，限制容器的内存为 2GB，限制容器对 /dev/sda 设备的写入速率为每秒 20MB，设置 MySQL root 用户的密码为 sc123456，并使用 MySQL 5.7.43 版本的镜像运行容器。

1️⃣镜像的导入和导出

save -o 是导出，静态导出

[root@localhost ~] docker save -o cadvisor.tar ＋ 镜像名字

load是导入 -i

[root@localhost docker] docker load -i cadvisor.tar