开发技能部署运维Docker 容器

Docker 容器

容器镜像构建

镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

Docker 设计时，就充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构 。镜像实际是由多层文件系统联合组成。

镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。 比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此，在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。

分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

容器(Container):镜像运行时的实体

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。

容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

按照 Docker 最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据 ，容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主(或网络存储)发生读写，其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡。因此， 使用数据卷后，容器可以随意删除、重新 run ，数据却不会丢失。

Docker 数据管理

在容器中管理数据主要有两种方式：

  1. 数据卷（Volumes）
  2. 挂载主机目录 (Bind mounts)

数据卷是由 Docker 管理的数据存储区域，有如下这些特点：

  • 可以在容器之间共享和重用。
  • 即使容器被删除，数据卷中的数据也不会被自动删除，从而确保数据的持久性。
  • 对数据卷的修改会立马生效。
  • 对数据卷的更新，不会影响镜像。

Docker 底层原理

首先，Docker 是基于轻量级虚拟化技术的软件，那什么是虚拟化技术呢？

简单点来说，虚拟化技术可以这样定义：

虚拟化技术是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源)（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等），予以抽象、转换后呈现出来并可供分割、组合为一个或多个电脑配置环境。由此，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的配置更好的方式来应用这些电脑硬件资源。这些资源的新虚拟部分是不受现有资源的架设方式，地域或物理配置所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和数据存储。

Docker 技术是基于 LXC（Linux container- Linux 容器）虚拟容器技术的。

LXC，其名称来自 Linux 软件容器（Linux Containers）的缩写，一种操作系统层虚拟化（Operating system–level virtualization）技术，为 Linux 内核容器功能的一个用户空间接口。它将应用软件系统打包成一个软件容器（Container），内含应用软件本身的代码，以及所需要的操作系统核心和库。通过统一的名字空间和共用 API 来分配不同软件容器的可用硬件资源，创造出应用程序的独立沙箱运行环境，使得 Linux 用户可以容易的创建和管理系统或应用容器。

LXC 技术主要是借助 Linux 内核中提供的 CGroup 功能和 namespace 来实现的，通过 LXC 可以为软件提供一个独立的操作系统运行环境。

cgroup 和 namespace 介绍：

  • namespace** 是 Linux 内核用来隔离内核资源的方式。** 通过 namespace 可以让一些进程只能看到与自己相关的一部分资源，而另外一些进程也只能看到与它们自己相关的资源，这两拨进程根本就感觉不到对方的存在。具体的实现方式是把一个或多个进程的相关资源指定在同一个 namespace 中。Linux namespaces 是对全局系统资源的一种封装隔离，使得处于不同 namespace 的进程拥有独立的全局系统资源，改变一个 namespace 中的系统资源只会影响当前 namespace 里的进程，对其他 namespace 中的进程没有影响。
  • CGroup** 是 Control Groups 的缩写，是 Linux 内核提供的一种可以限制、记录、隔离进程组 (process groups) 所使用的物理资源 (如 cpu memory i/o 等等) 的机制。**

🌟****cgroup 和 namespace 两者对比：

两者都是将进程进行分组，但是两者的作用还是有本质区别。namespace 是为了隔离进程组之间的资源，而 cgroup 是为了对一组进程进行统一的资源监控和限制。

Windows安装使用docker与docker-compose

镜像加速器

针对安装了Docker for Windows的用户，您可以参考以下配置步骤：

在系统右下角托盘图标内右键菜单选择 Settings，打开配置窗口后左侧导航菜单选择 Docker Daemon。编辑窗口内的JSON串，填写下方加速器地址：

{
  "registry-mirrors": ["https://4fsmmtu3.mirror.aliyuncs.com"]
}

中文补丁包

如何在Docker中创建和运行容器

安装并配置好Docker之后，你可以开始使用Docker创建和运行容器。

docker pull ubuntu

docker run -it ubuntu

docker ps

docker stop <container_id>

docker rm <container_id>
#其中<container_id>是容器的ID或名称

管理Docker镜像和容器

docker images

docker rmi <image_id>

docker container prune
#该命令会删除所有处于停止状态的容器

使用Docker Compose（用户在集群中部署分布式应用)

Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用的工具。你可以通过Docker Compose定义多个服务，容器间的依赖关系，并且一键启动。

Docker Compose是一种编排服务，基于pyhton语言实现，是一个用于在 Docker 上定义并运行复杂应用的工具，可以让用户在集群中部署分布式应用。

用户可以很容易地用一个配置文件定义一个多容器的应用，然后使用一条指令安装这个应用的所有依赖，完成构建。解决了容器与容器之间如何管理编排的问题。

Docker Compose 中有两个重要的概念：

服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。

项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

Docker Compose的安装页面

docker-compose --version

创建一个<font style="background-color:rgb(248, 248, 250);">docker-compose.yml</font>文件，定义多个容器服务：

version: '3'
services:
  web:
    image: nginx
  db:
    image: mysql

docker-compose up

Docker 命令大全

容器生命周期管理

容器操作

容器的root文件系统（rootfs）命令

镜像仓库

本地镜像管理

info|version

Docker Compose

网络命令

  • **docker network ls**: 列出所有网络。
  • **docker network create <network>**: 创建一个新的网络。
  • **docker network rm <network>**: 删除指定的网络。
  • **docker network connect <network> <container>**: 连接容器到网络。
  • **docker network disconnect <network> <container>**: 断开容器与网络的连接。

详细内容查看：docker network 命令

卷命令

  • **docker volume ls**: 列出所有卷。
  • **docker volume create <volume>**: 创建一个新的卷。
  • **docker volume rm <volume>**: 删除指定的卷。
  • **docker volume inspect <volume>**: 显示卷的详细信息。

详细内容查看：docker volume 命令

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