Docker 基本管理¶
随着计算机近几十年的蓬勃发展，产生了大量优秀系统和软件。软件开发人员可以自由选择各 种软件应用。但同时带来的问题就是需要维护一个非常庞大的开发、测试和生产环境。 面对这种 情况，Docker 容器技术横空出世，提供了简单、灵活、高效的解决方案，不需要过多地改变现有 的使用习惯，就可以和已有的工具，如 OpenStack 等配合使用。因此，掌握 Docker 相关技术也是 途经云计算的必经之路。
本章将依次介绍 Docker 的三大核心概念——镜像、容器、仓库，以及安装 Docker 与介绍围 绕镜像和容器的具体操作。
1.1 Docker 概述¶
因为 Docker 轻便、快速的特性，可以使应用达到快速迭代的目的。每次小的变更，马上就可 以看到效果，而不用将若干个小变更积攒到一定程度再变更。每次变更一小部分其实是一种非常安 全的方式，在开发环境中能够快速提高工作效率。
Docker 容器能够帮助开发人员、系统管理员、质量管理和版本控制工程师在一个生产环节中 一起协同工作。制定一套容器标准能够使系统管理员更改容器的时候，程序员不需要关心容器的变 化，而更专注自己的应用程序代码。从而隔离开了开发和管理，简化了开发和部署的成本。
1.1.1 什么是 Docker¶
如果要方便的创建运行在云平台上的应用，必须要脱离底层的硬件，同时还需要任何时 间地 点可获取这些资源，这正是 Docker 所能提供的。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。通过这种容器打包应用程序，意味着简化了 重新部署、调试这些琐碎的重复工作，极大的提高了工作效率。
1.1.2 Docker 的优势¶
Docker 容器运行速度很快，启动和停止可以在秒级实现，比传统虚拟机要快很多；Docker 核 心解决的问题是利用容器来实现类似虚拟机的功能，从而利用更加节省的硬件资源提供给用户更多 的计算资源。因此，Docker 容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，在保证 应用性能的同时，又减小了系统开销，使得一台主机上同时运行数千个 Docker 容器成为可能。 Docker 操作方便，可以通过 Dockerfile 配置文件支持灵活的自动化创建和部署。表 1-1 将 Docker 容器技术与传统虚拟机的特性进行了比较。
个人理解: 虚拟机和容器的同个时代的不同产物
表1-1 Docker 容器与传统虚拟机的区别
Docker 之所以拥有众多优势，与操作系统虚拟化自身的特点是分不开的。传统虚拟机需要有 额外的虚拟机管理程序和虚拟机操作系统层，而 Docker 容器则是直接在操作系统层面之上实现的 虚拟化。图 1.2 是 Docker 与传统虚拟机架构。
1.1.3 镜像¶
镜像、容器、仓库是 Docker 的三大核心概念。其中 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。例如：一个镜像可以是一个完整 的 Cent OS 操作系统环境，称为一个 CentOS 镜像；也可以是一个安装了 MySQL 的应用程序，称之为一个 MySQL 镜像等等。
所有的容器都是基于镜像来实现的～，所以image 就显得很重要！！！
1.1.4 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，以保证安全性的平台。可以将容器看作是一个简易版的 Linux 环境， Docker 利用容器来运行和隔离应用。
1.1.5 仓库¶
有了镜像，当然需要有存放他的地方，Docker 仓库就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。
常见的镜像仓库:
- 阿里云镜像仓库
- Ucloud 镜像仓库
- Harbor 镜像仓库
- docker hub (官方库)
仓库注册服务器（Registry）是存放仓库的地方，其中包含了多个仓库。每个仓库集中存放某 一类镜像，并且使用不同的标签（tag）来区分它们。目前最大的公共仓库是 docker Hub，存放了 数量庞大的镜像供用户下载使用。
1.2 安装 Docker¶
这里主要介绍常见的几种，YUM针对于Centos系统，APT针对于ubuntu系统，脚本式快捷安装。
支持的平台:
Docker Engine 可通过 Docker Desktop 在各种Linux 平台、 macOS和Windows 10 上使用，并且可以作为静态二进制安装使用。在下方找到您首选的操作系统。
温馨提示
这里面之前遇到一个坑，原因就是因为我们使用的Mac办公，ubuntu需要拉不来镜像，需要Mac拉好上传上去，结果Mac拉的版本是amd架构的～
- 解决方法: k8s.gcr.io/nfd/node-feature-discovery:v0.11.0 --platform linux/amd64
官网: https://docs.docker.com/engine/install/
1.2.1 Apt 方式安装:¶
移除旧docker包
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
设置存储库
- 更新apt包索引并安装包以允许apt通过 HTTPS 使用存储库：
sudo apt-get update
sudo apt-get install \
ca-certificates \
curl \
gnupg \
lsb-release
- 添加 Docker 的官方 GPG 密钥：
sudo mkdir -p /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
- 使用以下命令设置存储库：
echo \
"deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
安装docker
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
1.2.2 YUM 方式安装:¶
移除旧docker包
sudo yum remove docker \
docker-client \
docker-client-latest \
docker-common \
docker-latest \
docker-latest-logrotate \
docker-logrotate \
docker-engine
配置YUM源
sudo yum install -y yum-utils
sudo yum-config-manager \
--add-repo \
http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
安装docker-ce
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
#以下是在安装k8s的时候使用
yum install -y docker-ce-20.10.7 docker-ce-cli-20.10.7 containerd.io-1.4.6
启动
systemctl enable docker --now
配置加速
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://82m9ar63.mirror.aliyuncs.com"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2"
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
1.2.3 脚本式安装¶
官方提供:
curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sh get-docker.sh
rancher提供:
curl https://releases.rancher.com/install-docker/19.03.sh | sh
安装好的 Docker 系统有两个程序，Docker 服务端和 Docker 客户端。其中 Docker 服务端是 一个服务进程，负责管理所有容器。Docker 客户端则扮演着 Docker 服务端的远程控制器，可以用 来控制 Docker 的服务端进程。大部分情况下 Docker 服务端和客户端运行在一台机器上。
1.3 Docker 镜像操作¶
运行 Docker 容器前需要本地存在对应的镜像。如果不存在本地镜像，Docker 就会尝试从默认 镜像仓库下载。镜像仓库是由 Docker 官方维护的一个公共仓库，可以满足用户的绝大部分需求。 用户也可以通过配置来使用自定义的镜像仓库。
帮助命令:
[ucloud] root@master0:~# docker --help
Usage: docker [OPTIONS] COMMAND
A self-sufficient runtime for containers
Options:
--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(s) 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
管理CLI:
[ucloud] root@master0:~# docker search nginx
NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
nginx Official build of Nginx. 17448 [OK]
执行 docker search lamp 命令后，返回很多包含 lamp 关键字的镜像，其中返回信息包括镜像 名称（NAME）、描述（DESCRIPTION）、星级（STARS）、是否官方创建（OFFICIAL）、是 否主动创建（AUTOMATED）。默认的输出结果会按照星级评价进行排序，表示该镜像受欢迎程 度。在下载镜像时，可以参考星级。在搜索时，还可以使用-s 或者--stars=x 显示指定星级以上的镜 像，星级越高表示越受欢迎；是否官方创建是指是否是由官方项目组创建和维护的镜像，一般官方项目组维护的镜像使用单个单词作为镜像名称，称为基础镜像或者根镜像。像 reinblau/lamp 这种 命名方式的镜像，表示是由 docker Hub 的用户 reinblau 创建并维护的镜像，带有用户名为前缀； 是否主动创建是指是否允许用户验证镜像的来源和内容。
docker pull image-name //获取镜像
docker push image-name //推送镜像
docker images //查看镜像
docker rm -f image-name //强制删除镜像
docker images -aq //查看所有镜像ID
docker save -o 存储文件名 存储的镜像名 //保存镜像
docker load < 存储文件名 //导入镜像
对于 Docker 镜像来说，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，也可通过指定的标签来下载特定版本的某一镜像。这里标签 （tag）就是用来区分镜像版本的。
温馨提示
- 在登陆ucloud的镜像仓库，需要将密码用''引起来，例如:
- docker login -u user-name -p 'password' uhub.service.ucloud.cn
1.4 Docker 容器操作¶
容器是 Docker 的另一个核心概念。简单说，容器是镜像的一个运行实例，是独立运行的一个 或一组应用以及它们所必需的运行环境，包括文件系统、系统类库、shell 环境等。镜像是只读模 板，而容器会给这个只读模板添加一个额外的可写层。
管理CLI:
docker stop 容器名称/容器ID
docker start 容器名称/容器ID
docker restart 容器名称/容器ID
docker ps -aq 查看所有容器ID
docker export 容器ID/名称 > 文件名 //容器导出
cat 文件名 | docker import - 生成的镜像名称:标签 //容器导入
1.5 Docker 镜像管理¶
Docker 镜像除了是 Docker 的核心技术之外，也是应用发布的标准格式。一个完整的 Docker 镜像可以支撑一个 Docker 容器的运行，在 Docker 的整个使用过程中，进入一个已经定型的容器之后，就可以在容器中进行操作，最常见的操作就是在容器中安装应用服务。 如果要把已经安装的服务进行迁移，就需要把环境以及搭建的服务生成新的镜像。本案例将介绍 如何创建 Docker 镜像。
1.5.1 Docker镜像结构¶
镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。可以通过 docker history 命令查看镜像中各 层内容及大小，每层对应着 Dockerfile 中的一条指令。Docker 镜像默认存储在 /var/lib/docker/
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（1）Dockerfile 中的每个指令都会创建一个新的镜像层；
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（2）镜像层将被缓存和复用；
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（3） 当Dockerfile 的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同 了，对应的镜像层缓存就会失效；
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（4）某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效；
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（5）镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜 像中依然会包含该文件，只是这个文件在 Docker 容器中不可见了。
1.5.2 Dockerfile介绍¶
Dockfile 是一种被 Docker 程序解释的脚本，Dockerfile 由多条的指令组成，每条指令对 应Linux 下面的一条命令。Docker 程序将这些Dockerfile 指令翻译成真正的Linux 命令。 Dockerfile 有自己书写格式和支持的命令，Docker 程序解决这些命令间的依赖关系，类似于 Makefile。Docker 程序将读取 Dockerfile，根据指令生成定制的镜像。相比镜像这种黑盒子， Dockerfile 这种显而易见的脚本更容易被使用者接受，它明确的表明镜像是怎么产生的。有了 Dockerfile，当有定制额外的需求时，只需在 Dockerfile 上添加或者修改指令， 重新生成镜像。