【云原生】Docker的初步认识，安装与基本操作

news2025/1/15 23:35:55

 内容预知

 1.docker的相关知识

 1.1 docker的概念

1.2 docker三个重要概念 

（1）image镜像

（2）container容器

（3）repostory仓库

1.3  docker的主要用途

1.4  docker与虚拟机的区别 

namesapce（命名空间）的隔离种类

cgroup的特点

 cgroup的四大功能

2 .docker的yum安装与源码编译安装

 2.1 yum源安装docker

2.2 源码编译安装docker

 3. Docker 镜像操作

（1）搜索镜像 

​编辑

 （2）获取镜像

（3）镜像加速下载 

 （4）查看镜像信息

（5）为本地的镜像添加新的标签

（6）删除镜像 

（7）存出镜像：将镜像保存成为本地文件 

（8） 上传镜像

4.  Docker 容器操作

（1） 容器的创建 

（2）查看容器 

（3） 启动容器

（4）创建并启动容器 

（5）在后台持续运行 docker run 创建的容器 

（6） 终止容器运行

（7）容器的进入 

（8）容器与本机文件的导入导出

（9）容器的备份与复制

（10）容器和镜像的批量删除 

 1.docker的相关知识

 1.1 docker的概念

  docker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。 docker可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的linux服务器，也可以实现虚拟化。 容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类iphone的app），并且容器开销极其低。

1.2 docker三个重要概念 

（1）image镜像

 docker镜像就是一个只读模板，比如，一个镜像可以包含一个完整的centos，里面仅安装apache或用户的其他应用，镜像可以用来创建docker容器，另外docker提供了一个很简单的机制来创建镜像或者更新现有的镜像，用户甚至可以直接从其他人那里下一个已经做好的镜像来直接使用

创建容器的基础，就是一个可执行的压缩包，是一个只读模板 ，包含运行应用程序的所有资源

（2）container容器

 docker利用容器来运行应用，容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动，开始、停止、删除、每个容器都是互相隔离的，保证安全的平台，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

 基于镜像创建的运行实例，容器间是相互隔离的

（3）repostory仓库

 仓库是集中存储镜像文件的沧桑，registry是仓库主从服务器，实际上参考注册服务器上存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag） 仓库分为两种，公有参考，和私有仓库，最大的公开仓库是docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载，国内的docker pool，这里仓库的概念与Git类似，registry可以理解为github这样的托管服务。

 用于集中存放镜像的地方，可分为公有仓库与私钥仓库（付费）

1.3  docker的主要用途

官方就是Bulid 、ship、run any app/any where，编译、装载、运行、任何app/在任意地方都能运行。就是实现了应用的封装、部署、运行的生命周期管理只要在glibc的环境下，都可以运行。运维生成环境中：docker化。

  • 发布服务不用担心服务器的运行环境，所有的服务器都是自动分配docker，自动部署，自动安装，自动运行

  • 再不用担心其他服务引擎的磁盘问题，cpu问题，系统问题了

  • 资源利用更出色

  • 自动迁移，可以制作镜像，迁移使用自定义的镜像即可迁移，避免出现问题

  • 管理更加快捷方便

1.4  docker与虚拟机的区别 

区别docker虚拟机
内核使用共享宿主机的操作系统内核拥有独立的操作系统内核
启动速度启动速度快，秒级速度启动速度较慢，分钟级
性能接近云原生，几乎无损耗通过hypervisor对主机进行虚拟访问，会占用更多的资源，最大损耗将近百分之五十
容量单机容量成百上千几十个
隔离namespace（命名空间）隔离资源，cgroup资源限制完全隔离

 

namesapce（命名空间）的隔离种类

 UTS:主机名与域名

IPC:信号量，消息队列和共享内容

PID:进程号

NETWORK:网络设备，端口，网络栈

MOUNT:挂载点（文件系统）

USER:用户和用户组

cgroup的特点

  • cgroup的api以一个伪文件系统的实现方式，用户的程序可以通过文件系统实现cgroup的组件管理

  • cgroup的组件管理操作单元可以细粒度到线程级别，另外用户可以创建和销毁cgroup，从而实现资源的分配和再利用

  • 所有资源管理的功能都以子系统的方式实现，接口统一子任务创建之初与其父任务处于同一个cgroup的控制组

 cgroup的四大功能

  • 资源限制：可以对任务使用的资源总额进行限制

  • 优先级分配：通过分配的cpu时间片数量以及磁盘IO带宽大小，实际上相当于控制了任务运行优先级

  • 资源统计：可以统计系统的资源使用量，如cpu时长，内存用量等

  • 任务控制：cgroup可以对任务执行挂起、恢复等操作

总的来说，cgroup就是控制容器能够使用资源的上限 

2 .docker的yum安装与源码编译安装

 2.1 yum源安装docker

#将之前残余的docker包进行卸载
yum remove docker docker-client docker-client-latest docker-common docker-latest docker-latest-logrotate docker-logrotate docker-engine

#推荐使用国内的阿里镜像作为下载源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

#安装所需的docker安装包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

#安装docker的社区版本
yum install docker-ce

#检查docker的是否安装成功
docker -v

 

2.2 源码编译安装docker

tar zxvf docker-19.03.9.tgz
mv docker/* /usr/bin
#添加docker的系统启动服务
cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service << EOF
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
#进行开启
systemctl start docker
#状态的查看
systemctl status docker

#查看 docker 版本信息
docker version

#docker 信息查看
docker info

 

 

 3. Docker 镜像操作

（1）搜索镜像 

格式：docker search 关键字
docker search nginx

 （2）获取镜像

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）镜像加速下载 

#获取进行注册阿里云账号，阿里云会根据用户信息通过不同的个人docker镜像源
浏览器访问 https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors 获取镜像加速器配置

mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://288honvl.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
#tee 命令读取标准输入，然后将程序的输出写到标准输出，并同时将其复制到指定的一个或多个文件。
标志
-a 将输出添加到 File 的末尾而不是覆盖写入。
-i 忽略中断。


systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

 

  

 （4）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；
--------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

●lowerdir是镜像层，目录或者文件是只读的，其实就是rootfs，image layer可以分很多层，所以对应的lowerdir是可以有多个目录
●upperdir是在lowerdir之上的容器层，这层是可读可写的，在启动一个容器时候会进行创建，所有的对容器数据更改都发生在这里层
●MergedDir是表现层，是容器的挂载点


（5）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:1.21.5

docker images | grep nginx

（6）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。

docker rmi nginx：1.21.5

 

（7）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:1.21.5 		#存出镜像命名为nginx存在当前目录下
ls -lh



#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

 

 

（8） 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。 

#添加新的标签时必须在前面加上自己的dockerhub的
docker tag nginx:1.21.5 yunayun/nginx:latest

docker login								#登录公共仓库
用户名:xxxxxxxxx
密码:xxx
docker push yunayun/nginx:latest				#上传镜像

 

4.  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接受用户输入命令
-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/进程共存亡的终端，命令/进程运行容器运行， 命令/进程结束容器退出。

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：
1）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；
2）利用镜像创建并启动一个容器；
3）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；
4）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；
5）分配一个地址池中的 IP 地址给容器；
6）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

 

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 abc123 > /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/abc123.txt

 

 

 

 

 

 

（9）容器的备份与复制

容器的导出与导入
用户可以将任何一个 Docker 容器从一台机器迁移到另一台机器。在迁移过程中，可以使用docker export 命令将已经创建好的容器导出为容器快照文件，无论这个容器是处于运行状态还是停止状态均可导出。可将导出文件传输到其他机器，通过相应的导入命令实现容器的迁移。

 

#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 - centos7:test			#导入后会生成镜像，但不会创建容器

docker import centos7.tar -- centos7:test

 

 

 

（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

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