Docker了解及命令行使用

一、了解Docker

1、什么是Docker

Docker为应用程序的开发、发布和运行提供了一个基于容器的标准化平台。容器运行的是应用程序，Docker平台用来管理容器的整个生命周期

2、虚拟机与容器

2.1、虚拟机是什么

虚拟机（Virtual Machine）是一种软件实现的计算机系统，它在一个物理计算机上模拟出多个独立的虚拟计算机环境。每个虚拟机都具有自己的操作系统、应用程序和资源，就像是一台独立的计算机一样。

2.2、虚拟机与传统物理机优势

采用资源池化技术，一台物理机的资源可分配到不同的虚拟机上。
便于弹性扩展，增加物理机或虚拟机都很方便
容易云化，如将应用程许部署到云主机等。

2.3、容器是什么

容器是一种轻量级、可移植的软件打包技术，用于将应用程序及其所有依赖项（如库、配置文件等）打包在一起，以便在不同的计算环境中运行。容器在操作系统级别实现虚拟化，每个容器都运行在独立的用户空间内，与宿主机共享相同的内核，从而实现更高效的资源利用和更快速的启动时间。

2.4、容器与虚拟机优势

容器启动快、开销少、而且迁移更便携

2.5、容器与虚拟机的隔离性

容器是应用层的隔离，虚拟机是物理资源层面的隔离

2.6、容器与虚拟机的区别

3、Docker引擎组件

服务器
- 即Docker守护进程(Daemon)，这是Docker的后台应用程序，可使用dockerd命令进行管理。Docker守护进程监听来自Docker API的请求，可用于创建和管理Docker对象，如镜像、容器、网络和卷。一台主机运行一个Docker守护进程。
REST API：
- 定义程序与Docker守护进程交互的接口，便于编程操作Docker平台和容器。REST API是一套目前比较成熟的Internet应用程序API架构
客户端
- 即命令行接口(Command-Line Interface,CLI)，可使用Docker命令进行操作。

4、Docker架构

Docker客户端与Docker守护进程通信，而Docker守护进程相当于Docker服务器，负责构建、运行和分发容器的繁重任务。
Docker客户端和守护进程可以在同一个系统上运行，也可以让Docker客户端连接到远程主机上的Docker守护进程。
Docker守护进程和Docker客户端属于Docker引擎的一部分

Docker注册中心用于存储和分发Docker镜像。Docker Hub和Docker Cloud是任何人都可以使用的公开注册中心，默认会在Docker Hub上查找镜像。除此之外，用户可以运行自己的私有注册中心。

5、Docker的底层技术

名称空间（Namespace）：又称命名空间，Linux的名称空间机制提供了一种资源隔离的解决方案。
控制组（Control Group）：Linux可以通过控制组设置进程使用CPU、内存和I/O资源的限制，Docker引擎正是通过这个技术来实现限制容器使用的资源
联合文件系统（Union File System）：可以将其他文件合并到一个挂载点。
容器格式（Container Format）：Docker引擎将名称空间、控制组和联合文件系统打包到一起所使用的就是容器格式。默认为Libcontainer。

二、Docker命令行的使用

1、Docker命令行接口类型

Docker是一个庞大而复杂平台，其命令行接口可分为以下几种：

引擎命令行接口：它提供了Docker最主要的命令，包括所有的docker和dockerd命令。
容器编排命令行接口：这是Docker Compose工具提供的，让用户构建并运行更多的应用程序。
机器命令行接口：这是Docker Machine工具所提供的，用于配置和管理远程Docker主机。
DTR命令行接口：用于部署和管理Docker可信注册中心。
UCP命令行接口：用于部署和管理通用控制面板。

2、docker命令列表

 [root@docker-a ~]# docker
 Usage:  docker [OPTIONS] COMMAND        # 基本语法格式
 A self-sufficient runtime for containers
 Common Commands:    # 常用列表
   run         # 从镜像中创建并运行一个新容器
   exec        # 在一个已经运行的容器中执行命令
   ps          # 列出当前正在运行的容器 
   build       # 根据 Dockerfile 构建一个新的 Docker 镜像
   pull        # 从 Docker Hub 或其他 Docker 仓库拉取镜像
   push        # 将镜像推送到 Docker Hub 或其他 Docker 仓库
   images      # 列出系统中的镜像
   login       # 登录到 Docker Hub 或其他 Docker 仓库
   logout      # 从 Docker Hub 或其他 Docker 仓库登出
   search      # 在 Docker Hub 上搜索镜像
   version     # 显示 Docker 的版本信息
   info        # 显示系统级别的 Docker 信息，包括镜像、容器、存储驱动等信息
 
 Management Commands:        # 管理命令列表
   builder     # 管理构建过程，包括构建镜像、构建缓存等
   buildx      # Docker 的一个插件，用于扩展 Docker 的构建功能，支持构建多架构镜像
   compose     # 是 Docker 的一个工具，用于定义和运行多容器 Docker 应用。它使用 YAML 文件来配置应用的服务
   container   # 管理容器，包括创建、运行、停止、删除等操作
   context     # 管理 Docker 上下文，上下文是 Docker 客户端操作的隔离环境，可以是 Docker 守护进程或 Kubernetes 集群
   image       # 管理镜像，包括创建、导入、导出、保存等操作
   manifest    # 管理 Docker 镜像清单，这些清单用于组合多个标签的镜像
   network     # 管理 Docker 网络，包括创建、删除、列出网络等
   plugin      # 管理 Docker 插件，插件可以扩展 Docker 的功能
   system      # 管理 Docker 系统，包括查看系统信息、清理资源等
   trust       # 管理 Docker 内容信任，用于签署和验证镜像的完整性
   volume      # 管理 Docker 数据卷，数据卷用于持久化和共享容器数据
 
 Swarm Commands:
   swarm       Manage Swarm
 
 Commands:       # 操作命令列表
   attach      # 将本地的标准输入输出错误流附加到正在运行的容器上
   commit      # 从容器的更改中创建一个新的镜像
   cp          # 在容器和本地文件系统之间复制文件或文件夹
   create      # 创建一个新的容器
   diff        # 检查容器文件系统上的文件或目录的变更
   events      # 从服务器获取实时事件
   export      # 将容器的文件系统导出为 tar 归档文件
   history     # 显示镜像的历史记录，即构建镜像的每层所做的更改
   import      # 从 tarball 文件或 STDIN 导入内容以创建文件系统镜像
   inspect     # 返回 Docker 对象的详细信息
   kill        # 终止一个或多个正在运行的容器
   load        # 从一个 tar 归档文件或 STDIN 加载一个镜像
   logs        # 获取容器的日志
   pause       # 暂停一个或多个容器内的所有进程
   port        # 列出容器的端口映射，或列出特定映射
   rename      # 重命名一个容器
   restart     # 重启一个或多个容器
   rm          # 删除一个或多个容器
   rmi         # 删除一个或多个镜像
   save        # 将一个或多个镜像保存到 tar 归档文件
   start       # 启动一个或多个已停止的容器
   stats       # 显示一个或多个容器的资源使用统计信息的实时流
   stop        # 停止一个或多个正在运行的容器
   tag         # 为 SOURCE_IMAGE 创建一个指向 TARGET_IMAGE 的标签
   top         # 显示容器中正在运行的进程
   unpause     # 取消暂停一个或多个容器内的所有进程
   update      # 更新一个或多个容器的配置
   wait        # 阻塞直到一个或多个容器停止，然后打印它们的退出代码
 
 Global Options:     # 全局选项
       --config string      Location of client config files (default "/root/.docker")
   -c, --context string     Name of the context to use to connect to the daemon (overrides DOCKER_HOST env var and default context set with "docker context use")
   -D, --debug              Enable debug mode
   -H, --host list          Daemon socket to connect to
   -l, --log-level string   Set the logging level ("debug", "info", "warn", "error", "fatal") (default "info")
       --tls                Use TLS; implied by --tlsverify
       --tlscacert string   Trust certs signed only by this CA (default "/root/.docker/ca.pem")
       --tlscert string     Path to TLS certificate file (default "/root/.docker/cert.pem")
       --tlskey string      Path to TLS key file (default "/root/.docker/key.pem")
       --tlsverify          Use TLS and verify the remote
   -v, --version            Print version information and quit
 
 Run 'docker COMMAND --help' for more information on a command.

最后一条命令提示执行docker COMMAND --help命令来查看某条具体子命令的帮助信息。例如：

 [root@docker-2322030238 ~]# docker tag --help
 Usage:  docker tag SOURCE_IMAGE[:TAG] TARGET_IMAGE[:TAG]
 Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE

这些docker命令大致分为以下4个类型：

系统信息：如info、version
系统运维：如attach、build、commit、run等
日志信息：如events、history、logs等
Docker注册：如login、pull、push、search等

3、docker命令的基本语法

 # 基本语法
 docker [选项] 命令
 # 其中命令是docker命令的子命令。子命令又有自己的选项和参数，例：
 docker attach [选项] 容器
 # 其中，选项是attach子命令的选项，容器是attach子命令的容器，表示要连接的目标容器
 
 # 有的选项即可以用短格式，又可使用长格式
 docker run -t -i ubuntu /bin/bash
 docker run -it ubuntu /bin/bash
 
 # 布尔值选项(开关选项)
 -d=false
 
 # 默认布尔值为True的可以不赋值
 docker run -d
 docker build --rm=false
 
 # 多值选项
 docker run -a stdin -a student -i -t ubuntu /bin/bash
 docker run -a stdin -a student -a stderr ubuntu /bin/ls
 docker run -v /host:/container example/mysql
 
 # 给布尔值赋值时，必须使用等号。给值为字符串或整数的选项赋值时，可以使用等号或不使用
 docker run -v /host:/container example/mysql
 docker run -v=/host:/container example/mysql
 
 # 部分选项的值为键值对
 docker run -it --mount source=nginx-vol,destination=/nginx ubuntu /bin/bash
 
 # 对于较长的单行命令，为便于阅读，与Linux命令一个室友连续符(\)进行换行：
 docker run --device=/dev/sdc:/dev/xvdc \
     --device=/dev/sdd --device=/dev/zero:/dev/nulo \
     -i -t \
     ubuntu ls -l /dev/{xvdc,sdd,nulo}
 # 这样的命令在命令行中输入时，换行后会在下一行开头显示">"符号，表示当前行是上一行的延续

4、实例：运行一个容器

 [root@docker-a ~]# docker run -i -t ubuntu /bin/bash
 root@11f377cc8d8f:/#

这个命令会执行以下操作：

如果本地没有Ubuntu镜像，则Docker会从所配置的镜像注册中心下载该镜像，就像手动执行了docker puul ubuntu命令一样
Docker创建了一个新容器。就像手动执行docker container create命令一样
Docker给容器分配一个可读写的文件系统作为最顶层，这一层就是正在运行的容器本地文件系统，容器可以在其中创建或修改文件和目录
Docker创建一个网络接口，用于将容器连接到默认网络，并为容器分配IP地址。默认容器可以通过主机的网络连接访问外部网络
Docker启动容器并且执行/bin/bash命令

root@11f377cc8d8f:/# ls     
 bin  boot  dev  etc  home  lib  lib32  lib64  libx32  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
 root@11f377cc8d8f:/# uname -a           # 当前操作系统内核信息
 Linux 11f377cc8d8f 4.18.0-513.5.1.el8_9.x86_64 #1 SMP Fri Sep 29 05:21:10 EDT 2023 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
 root@11f377cc8d8f:/# cat /etc/issue     # 当前操作系统发行版信息
 Ubuntu 22.04.4 LTS \n \l

当用户输入exit命令结束/bin/bash命令时，容器也会停止运行，但不会被删除。可以再次启动容器，或删除容器

 root@11f377cc8d8f:/# exit
 exit
 [root@docker-a ~]#