【Docker】Docker安装入门教程及基本使用

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前言

1.docker

1.1 docker的发展史

2010年几个年轻人成立了一个做PAAS平台的公司dotCloud.起初公司发展的不错,不但拿到过一些融资,还获得了美国著名孵化器YCombinator的支持,后来微软谷歌亚马逊这样的大厂商也纷纷加入PAAS平台,竞争十分激烈,dotCloud举步维艰.

2013年可能是公司发展的不是很好,工程师又不想自己的努力付之东流,于是他们决定将他们的核心技术开源.这项技术就是docker.当时docker的功能就是将linux容器中的应用代码打包,可以轻松的在服务器之间进行迁移.

无心插柳柳成荫,docker技术风靡全球,于是dotCloud公司改名为docker Inc,并全面投入到docker的开发之中.

2014.6 Docker发布了第一个版本 Docker1.0

1.2.什么是docker

docker是一个用来装应用的容器,就像杯子可以装水,笔筒可以放笔,书包可以放书,可以把hello word放在docker中,可以把网站放入docker中,可以把任何想得到的程序放在docker中.

Docker，翻译过来就是码头工人

Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可抑制的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。容器完全使用沙盒机制，相互之间不会存在任何接口。几乎没有性能开销，可以很容易的在机器和数据中心运行。最重要的是，他们不依赖于任何语言、框架或者包装系统。

• 沙盒也叫沙箱（sandbox）。在计算机领域指一种虚拟技术，而且多用于计算机安全技术。安全软件可以让它在沙盒中运行，如果含有恶意行为，则禁止程序的进一步运行，而这不会对系统造成任何危害。

Docker是dotCloud公司开源的一个基于LXC的高级容器引擎，源码托管在Github上，基于go语言并且遵从Apache2.0协议开源。
GitHub地址：https://github.com/moby/moby

• LXC为Linux Container的简写。Linux Container 容器是一种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源，而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。

LXC主要通过Kernel的namespace实现每个用户实例之间的项目隔离，通过cgroup实现对资源的配额和调度。

docker官网：https://www.docker.com
docker中文库:https://www.docker.org.cn/

1.3.docker相较于VM的优点

• VM(VMware)在宿主机器、宿主机器操作系统的基础上创建虚拟层、虚拟化的操作系统、虚拟化的仓 库，然后再安装应用；
• Container(Docker容器)，在宿主机器、宿主机器操作系统上创建Docker引擎，在引擎的基础上再安装应用。

1、比VM小、快，Docker容器的尺寸减小相比于整个虚拟机大大简化了分布
到云和分发时间的开销。Docker启动一个容器实例时间仅仅需要几秒钟。

2、Docker是一个开放的平台，构建、发布和运行分布式应用程序。

3、开发人员不需要关系具体是哪个Linux操作系统

4、Google、微软（azure）、亚马逊、IBM等都支持docker。

5、Docker支持Unix/Linux操作系统，也支持Windows和Mac。

Docker局限性：
Docker用于应用程序时是最有用的，但并不包含数据。日志、数据库等通常放在Docker容器外。一个容器的镜像通常都很小，不用和存储大量数据，存储可以通过外部挂载等方式使用，比如：NFS、ipsan、MFS等 ，或者docker命令 ，-v映射磁盘分区。
总之，docker只用于计算，存储交给别人。

2.了解docker

2.1 docker思想

2.1.1 集装箱

没有集装箱之前运输货物,东西零散容易丢失,有了集装箱之后货物不容易丢失,我们可以把货物想象成程序,目前我们要把程序部署到一台新的机器上,可能会启动不起来,比如少一些配置文件什么的或者少了什么数据,有了docker的集装箱可以保证我们的程序不管运行在哪不会缺东西.

2.1.2 标准化

1. 运输方式

docker运输东西有一个超级码头,任何地方需要货物都由鲸鱼先送到超级码头,然后再由鲸鱼从超级码头把货物送到目的地去.对应的技术来说,比如我们要把台式机的应用部署到笔记本上,我们可能选择用QQ发过去或者用U盘拷过去,docker就标准化了这个过程,我们只需在台式机上执行一个docker命令,把鲸鱼派过来,把程序送到超级码头去,再在笔记本上执行一个docker命令,然后由鲸鱼把程序从超级码头送到笔记本上去.

2. 存储方式

当我们把程序存储到笔记本上时,我们需要一个目录,且我们要记住这个目录,因为下次我们可能还要修改,有了docker之后我们就不用记住了程序在哪里了,我们使用的时候只需要一条命令就行了.

3. API接口

docker提供了一系列rest api的接口,包含了对docker也就是对我们的应用的一个启动停止查看删除等等,如当我们要启动tomcat时我们要执行startup命令,当我们要停止时要执行shutdown命令,如果不是tomcat,我们可能还需要一些别的命令.有了docker我们记docker的命令就可以对其进行操作.

2.1.3 隔离

我们在使用虚拟机时有自己的cpu,硬盘,内存,完全感觉不到外面主机的存在,docker也差不多,不过它更轻量,我们创建虚拟机可能要几分钟,但是docker只需要一秒.最底层的技术时linux一种内核的限制机制,叫做LXC,LXC是一种轻量级的容器虚拟化技术.最大效率的隔离了进程和资源.通过cgroup,namespace等限制,隔离进程组所使用的物理资源,比如CPU,MEMORY等等,这个机制在7,8年前已经加入到linux内核了,直到2013年docker出世的时候才火起来,大家可能奇怪为什么这么好的技术埋没这么多年都没人发现呢?英雄造时势,时势造英雄,如果没有云计算,敏捷开发,高频度的弹性伸缩需求,没有IT行业这么多年长足的发展,也就没有docker.

2.2 docker解决的问题

2.2.1 系统环境不一致

开发:我本地没问题.运维:服务器没问题. 这个问题就变成了皮球.

如果一个应用要正常的启动起来需要什么?比如java web应用.

需要一个操作系统,操作系统之上要jdk,tomcat,我们的代码,配置文件.

操作系统的改变可能会导致我们的应用开不起来,比如我们调用了某些系统命令.

jdk版本也可能导致程序的运行失败.比如class文件需要1.7编译,我们装了个1.6的jdk.

tomcat版本也能导致失败,比如旧的版本一些配置在新版本中不再支持.

代码的话就比如应用了C盘,D盘的一个文件,或者是用了系统的一些环境编码.

配置的话我们可能少了某个配置文件等等.

下面docker来了,它把操作系统,jdk,tomcat,代码,配置全部放到集装箱里.再打包放到鲸鱼上,由鲸鱼给我们送到服务器上,在我的机器上怎么运行,在别的机器上也怎么运行.不会有任何的问题.一句话就是docker解决了运行环境不一致所带来的问题.

2.2.2 系统好卡,哪个哥们又写死循环了

如果有根别人共用服务器的同学可能有这样的体会,莫名其妙发现自己的程序挂了,一查原因要不是内存不够了,要不是硬盘满了,还有就是发现某个服务变慢了,甚至敲终端都比较卡,但是linux本身就是一个多用户的操作系统本身就可以供多个用户使用,docker的隔离性可以解决这个问题,就算别人的程序还是死循环疯狂吃CPU,还是封装疯狂打日志把硬盘占满,还是内存泄漏,把内存占满,都不会导致我们的程序运行错误.因为docker在启动的时候就限定好了,它最大使用的CPU硬盘,如果超过了,就会杀掉对应进程.

2.2.3 双11来了,服务器撑不住了

大部分系统业务量并不是每天都比较平均的,特别是一些电商系统,每天总有那么几天业务量是平时的几倍甚至几十倍,如果按双11的规模去准备服务器那么对于平时的规模来说又是极大的浪费,所以就在节日前临时扩展机器,过完节再把多余的节点下线,这就给运维带来了非常大的工作量,一到过节就在各个机器上部署各种各样的服务,我们启动程序需要java,tocmat等等,并且还可能起不来还要调试,这是非常恶心的工作,有了docker一切都变得美好了,只要点一下服务器就可以从10台变成100台甚至1000,1W台.都是分分钟的事情.

为什么会这么快呢?都是用标准的方式把我们的程序运过来,下载过来,再用标准的方式把它运行起来,就可以做到只要在每台机器上都执行一两条命令,就可以让程序正常跑起来,并且不用担心有问题.

3.走进docker

镜像就是上面说的集装箱,仓库就是超级码头,容器就是我们运行程序的地方.docker运行程序的过程就是去仓库把镜像拉到本地,然后用一条命令把镜像运行起来变成容器.

build:构建,就是构建镜像.

ship:运输,运输镜像,从仓库和主机运输.

run:运行的镜像就是一个容器.

build,ship,run和镜像,仓库,容器是一一对应的.

3.1 镜像

Docker 镜像就是一个只读的模板。

镜像的英文名交image.前面我们讲到了集装箱,鲸鱼拖着的所有集装箱就是一个镜像.

从本质上来说镜像就是一系列文件,可以包括我们应用程序的文件,也可以包括我们应用的运行环境的文件,既然是文件,那么是以什么样的格式在本地保存的呢?

说到存储格式,就要提到linux的一个存储技术,叫做联合文件系统,是一种分层的文件系统,可以将不同的目录挂到同一个虚拟文件系统下.

比如test1下有三个文件夹,test2下有两个文件夹,还有一个readme文件.联合文件系统就是可以在一个文件夹(test)中看到多个文件夹(test1,test2)中的内容.

通过这种方式可以实现文件的分层,test1可以把它看作第一层,test2可以把它看作第二层,每一层有每一层自己的文件,docker就是利用了这种分层的概念实现了镜像存储.

下图就是镜像的存储格式,这张图是分层的,最下面一层,上面也是一层层的好像集装箱罗列在一起.这就是镜像最直观的存储方式.下面是操作系统的引导,上面是linux操作系统,再上面是一些相关的软件,如果是我们自己的程序,就可以是tomcat,jdk,再往上是应用代码,每一层是我们自己都可以控制得,最上面一层先忽略不看,因为这是和容器有关的.注意一点,docker镜像系统的每一层都是只读的,然后把每一层加载完成之后这些文件都会被看成是同一个目录,相当于只有一个文件系统.docker的这种文件系统被称之为镜像.

3.2 容器

Docker 利用容器来运行应用。

为了便于理解,大家可以把容器想象成虚拟机,每个虚拟机都有自己的文件系统,可以把上面的图整个一部分看成是文件系统,与虚拟机系统的区别是这里面的文件系统是一层一层的,并且最下面的n层都是只读的,只有上面一层是可写的.为什么要有可写的这层呢?大家的程序运行起来,势必会要写一些日志,写一些文件,或者对系统的某一些文件做一些修改,所以容器在最上面一层创建了可读可写的文件系统.

在程序的运行过程中,如果要写镜像文件时,因为镜像的每一层都是只读的,它会把文件的每一层拷到文件的最上层,然后再对它进行修改,修改之后,当我们的应用读一个文件时会从顶层进行查找,如果没有才会找下一层.

由于容器的最上一层是可以修改的,镜像是不能修改的,这样就能保证镜像可以生成多个容器独立运行,没有任何干扰.

3.3 仓库

仓库是集中存放镜像文件的场所。

我们的镜像是要在其它机器上运行,如何进行传输呢?

这就用到了docker仓库,我们要先把我们的镜像传到docker仓库中,再由目的地把docker仓库拉过去,这就完成了这样的一次传输过程.

谁提供了这样的仓库呢?docker自己提供了,hub.docker.com,但是非常慢,为了解决这个问题,国内很多公司也在做自己的仓库.比较知名的是由网易蜂巢提供的 登录

二、Docker的安装

操作系统要求

若要安装 Docker 引擎，需要以下版本之一的维护版本 CentOS 版本：

• CentOS 7操作系统
• CentOS 8（流）
• CentOS 9（流）

必须启用存储库。此存储库由 违约。如果您已禁用它，则需要重新启用它。centos-extras

卸载旧版本

旧版本的 Docker 是 或 。 在尝试安装新版本之前卸载任何此类旧版本， 以及相关的依赖项。dockerdocker-engine

yum remove docker \
docker-client \
docker-client-latest \
docker-common \
docker-latest \
docker-latest-logrotate \
docker-logrotate \
docker-engine

旧版本的docker叫做docker或者docker-engine，如果有安装，先卸载其以及其依赖，新版本的

docker叫做docker-ce

docker-ce（社区版，免费）

docker-ee（专业版，收费）

 安装

安装必要的系统工具

 yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

添加 docker-ce安装源（第一个是国外的安装源，第二个是置阿里云 Docker Yum 源）

yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

更新 yum 缓存

 yum makecache fast

yml.pid占用（如果出现这个问题就执行该代码）

rm -f /var/run/yum.pid

安装 docker-CE

 yum -y install docker-ce

1 ）默认安装的是最新版本的稳定版

2 ）查看版本列表请使用如下命令：

yum list docker-ce --showduplicates | sort -r

3）如果要安装特定版本的 docker-CE 请使用如下命令格式：

yum install docker-ce-

 出现下图就表示安装完成

三、Docker基本使用

1.基本操作

• 查看服务状态

systemctl status docker

• 启停服务

systemctl start docker
systemctl stop docker
systemctl restart docker

• 开机自启

systemctl enable docker
systemctl disable docker

• 查看宿主机上的镜像

docker images

• 下载镜像

但是我们下载镜像是非常慢的，所以要配置一个加速器https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

全部执行完后我们可以查看一下

docker pull 镜像名
获取一个 centos 系统的基础镜像可以使用如下的命令:
docker pull centos （未指定版本一般会使用latest(最新的)版本）
docker pull centos:版本号 （或者直接指定版本）

现在我们查看一下镜像就会有东西了

• docker rmi 镜像ID/标签

docker rmi centos
docker rmi -f centos:latest
如果提示镜像被使用，需要先停止某个ID的容器，那么要先删除容器再删除镜像。或者强制删除镜像。
正确做法：先删除依赖该镜像的所有容器， 再来删除镜像

• 重新加载daemon

systemctl daemon-reload

• 重启docker

systemctl restart docker

• 搜索镜像

docker search 镜像名称

2.操作容器

• 容器是Docker的另一个核心概念。简单来说，容器是镜像的一个运行实例。
• 镜像是静态的只读文件，而容器带有运行时需要的可写文件层，同时，容器中的应用进程处于运行状态

• 创建容器

docker create -it centos:latest
docker create -it --name centos01 centos:latest
centos:latest 即镜像名字:版本(或镜像ID)，将使用指定镜像创建容器。另外，Docker会检查本地是否
存在指定的镜像，不存在就从公有仓库下载-it：是两个参数，-i：interactive容器具有交互功能，-t：容器将提供伪终端
--name：指定生成的容器的名字，允许空，如果不指定会自动生成

• 查看当前的容器

docker ps
docker ps -a

1. docker ps：这个命令用于列出当前正在运行的容器。默认情况下，它只显示正在运行的容器信息，包括容器ID、镜像、创建时间、状态等。使用docker ps命令可以快速查看正在运行的容器的状态。

2. docker ps -a：这个命令用于列出所有的容器，无论其状态是正在运行还是已停止。它会显示所有容器的信息，包括容器ID、镜像、创建时间、状态等。使用docker ps -a命令可以查看所有容器的完整列表，包括已停止的容器。

列表字段名称：

• CONTAINER ID：容器的唯一标识符。
• IMAGE：创建容器时使用的镜像名称。
• COMMAND：在容器中运行的命令。
• CREATED：容器的创建时间。
• STATUS：容器的状态（例如运行中、已停止等）。
• PORTS：容器的端口映射信息。
• NAMES：容器的名称。

• 启动、停止、重启容器

docker start 容器ID|name|name:tag
docker stop 容器ID|name|name:tag
docker restart 容器ID|name|name:tag

但是这样的方式也是十分的繁琐，我们可以在创建的时候就为容器起个别名

然后我们就可以使用别名启动

• 删除容器

docker rm 容器ID
docker rm -f 容器ID
docker rm -f $(docker ps -aq)

• 进入容器

docker exec -it 容器ID/容器NAME /bin/bash
docker exec -it 容器ID/容器NAME bash (简写)
docker exec -it 容器ID/容器NAME sh (简写)

docker exec -it 容器ID/容器NAME bash和docker exec -it 容器ID/容器NAME sh是两个Docker命令，用于在正在运行的容器中执行交互式的Bash或Shell命令。它们之间的区别在于使用的默认shell不同。

• docker exec -it 容器ID/容器NAME bash：这个命令将在容器中执行交互式的Bash命令。Bash是一个功能强大的shell，它提供了丰富的命令和功能，适用于更复杂的脚本和操作。

• docker exec -it 容器ID/容器NAME sh：这个命令将在容器中执行交互式的Shell命令。Shell是一个更基本的命令行界面，它的功能相对较少，但足够处理常见的命令和操作。

一般来说，如果你需要执行比较复杂的命令或操作，或者需要访问更高级的功能和工具，建议使用bash作为默认shell。如果你只需要执行一些简单的命令或操作，并且不需要额外的功能和工具，那么使用sh作为默认shell即可。

• 退出容器  

退出时如果想继续运行容器：按顺序按【ctrl+p】，【ctrl+q】
如果不想继续运行：按【ctrl+d】或输入exit

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