Docker 之初次体验

一、Docker 简介

 lxc linux container,openvz

 容器中各虚拟机只有一个内核,而是多个用户空间

 在库中完成虚拟化,比如wine 或者在windows中运行bash

 在应用程序的运行级别提供虚拟化,比如jvm 

 pstree , pid 为1 的进程  这个进程是直接和内核来打交道的

 容器之间,和虚拟机之间隔离的技术

 容器之间的隔离相对比较困难

 NameSpace,(名称空间)

  内核级别,环境隔离

  PID NameSpace: 用于隔离pid号的 Linux 2.6.24  PID隔离;

  Network NameSpace : Linux 2.6.29 网络名称空间的隔离  网络设备、网络栈、端口等网络设备隔离;

  User NameSpace: Linux 用户空间的隔离  Linux 3.8 甚至 3.10之后 用户和用户组资源隔离;

  IPC NameSpace: 进程间通信技术  Linux 2.6.19  signal 信号量、消息队列和共享内存的隔离;

  UTS NameSpace: Linux 2.6.19 , 主机名和域名的隔离;

  Mount NameSpace: Linux 2.4.19 挂载点(文件系统 )隔离;

 API:clone()实现线程系统调用,用来创建新线程;

  setns()设定一个新的属性,将某(进程|或设备)加入到新的NameSpace中去的;

  unshare()非共享机制,脱离NameSpace,而关联至新NameSpace;

 将NameSpace隔离开来没有问题,而问题在于,恶意用户强行调用资源,一个用户完全可以将系统资源耗尽,cpu占用至100%;

 因此带来了另一种机制的出现;

 CGroup: Linux Control Group,控制组 Linux 2.6.24被收入进内核

  内核级别,限制、控制与一个进程组群的资源;

  资源:CPU,内存,IO 级别来进行定义

  google工程师:2006开始此技术,命令为进程容器而后命令为CGroup

  功能:

   Resource limitation:资源限制;

   Prioritization:优先级控制;

   Accounting:审计和统计,主要为计费;

   Contorl:挂起进程,恢复进程;

 CGroup 基于单根倒树状结构来实现

 在CentOS7 中可以用mount 命令来查看其资源组的隔离技术已经被使用

 /sys/fs/cgroup

 mount

 lssubsys -m 

 CGroup的子系统:

  blkio:设定块设备的IO限制,而设定的子系统;

  cpu:设定CPU的限制;

  cpuacct:报告cgroup中所使用的CPU资源;

  cpuset:为cgroup中的任务分配 CPU和内存资源 ;

  memory:设定内存的使用限制;

  devices:控制cgroup中的任务对设备的访问能务;

  freezer: 挂起和恢复cgroup中的任务;      

  net_cls:(classid) ,使用等级级别标识符来标记网络数据包;

  tc: 流量整形命令 ;

  perf_event:对用户空间中任务,对用户空间产生的进程进行分类;

  使用后使cgrup中的任务可以进行统一的性能测试;  

  hugetlb:转换后元缓冲区,对HugeTLB子系统进行限制;

 CGroup中的术语:

  task(任务):进程或线程;

  cgroup:一个独立的资源控制单位,可以包含一个或多个子系统;

  subsystem:子系统,

  hierarchy:层级

 AUFS:UnionFS:

  UnionFS:把不同的物理位置的目录合并到同一个目录中。

  Another UFS,Alternative UFS,Adanced UFS 几乎完全重写了unix FS 

  命令 #tc  # lssubsys -m

 Device mapper:

  linux 2.6内核引入的最重要的技术之一,用于在内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射技术;

   Mapped Device

   Mapping Table

   Target Device

  在内核空间只能开启一个端,但是可以映射至其它的用户空间

 Device mapper:

  Linux2.6 内核引入的最重要的技术之一,用于在内核 中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制;

  Mapped Device

  Mapping Table

  Target Device

 Docker

  2013,GO,Apache 2.0,dotCloud

  C/S:

   Docker Client:发起docker相关的请求

   Docker Server:窗口运行的节点;

   Containers 容器

   images  docker映像文件 –> 存于仓库之中

   启动docker容器需要加载镜像文件 –> docker仓库上的镜像加载进来

   docker允许我们创建私有仓库

  比较难的,如何创建映像文件

  dockerfile:

   namespace cgroup

   解决方案

   lxc,openvz

   lxc,linux container

   libcontainer

   Host OS –> hypervisor –> Guest OS

 Host OS –> hpervisor –> user space(n个)

 核心组件:

  docker client:docker的客户端工具,是用户使用docker的主要接口,docker client 与docker daemon通信并将结果返回给用户

  docker deamon:运行于宿主机上,Docker守护进程 ,用户可通过docker client其交互

  image:镜像文件是只读的;用来创建container,一个镜像可以运行多个container;镜像文件可以通过Dockerfile文件来创建,可以从docker hub/registry下载;

  repository

   公共仓库:Docker hub/registry

   私有仓库:docker registry

  仓库可以存有:nginx image httpd image tomcat image

  docker container: docker的运行实例,容器是一个隔离环境;

  另外两个重要组件:

   docker link: 各docker容器这间能够通信

   docker volume:

二、Docker YUM源的安装配置

 安装使用docker 通过使用epel源来实现, CentOS7 自带的就有了 

 dockerfile 
 自定义的docker 源 
 [root@node1 ~]# vim /etc/yum.repos.d/docker.repo 
 [dockerrepo]
 name=Docker Repository
 baseurl=https://yum.dockerproject.org/repo/main/centos/$releasever/
 gpgcheck=1
 gpgkey=https://yum.dockerproject.org/gpg
 
  [jin]
  name=renjin2
  baseurl=https://mirrors.aliyun.com/centos/7/os/x86_64/
  gpgcheck=0
  enabled=1
  [extra]
  name=renjin3
  baseurl=https://mirrors.aliyun.com/centos/7/extras/x86_64/
  gpgcheck=0
  enabled=1
  [epel]
  name=renji4
  baseurl=https://mirrors.aliyun.com/epel/7Server/x86_64/
  gpgcheck=0
  enabled=1

 或者可以使用自带的源 https://mirrors.aliyun.com/centos/7.2.1511/extras/x86_64
 查看docker版本的详细信息

 [root@node1 ~]# yum info docker-engine
 Loaded plugins: fastestmirror, langpacks
 Loading mirror speeds from cached hostfile
 Installed Packages
 Name        : docker-engine
 Arch        : x86_64
 Version     : 17.04.0.ce
 Release     : 1.el7.centos
 Size        : 63 M
 Repo        : installed
 From repo   : dockerrepo
 Summary     : The open-source application container engine
 URL         : https://dockerproject.org
 License     : ASL 2.0
 Description : Docker is an open source project to build, ship and run any application as a
    : lightweight container.
    : 
    : Docker containers are both hardware-agnostic and platform-agnostic. This means
    : they can run anywhere, from your laptop to the largest EC2 compute instance and
    : everything in between - and they don't require you to use a particular
    : language, framework or packaging system. That makes them great building blocks
    : for deploying and scaling web apps, databases, and backend services without
    : depending on a particular stack or provider.
 
  [root@node1 ~]# yum -y install docker-engine
  [root@node1 ~]# systemctl start docker.service 

三、Dcoker 的简单测试及使用

  [root@node1 ~]# docker images 
  REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
  [root@node1 ~]# docker search centos
  NAME                                   DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
  centos                                 The official build of CentOS.                   3239      [OK]       
  jdeathe/centos-ssh                     CentOS-6 6.8 x86_64 / CentOS-7 7.3.1611 x8...   63                   [OK]
  jdeathe/centos-ssh-apache-php          CentOS-6 6.8 x86_64 - Apache / PHP-FPM / P...   25                   [OK]
  consol/centos-xfce-vnc                 Centos container with "headless" VNC sessi...   24                   [OK]
  nimmis/java-centos                     This is docker images of CentOS 7 with dif...   24                   [OK]
  gluster/gluster-centos                 Official GlusterFS Image [ CentOS-7 +  Glu...   18                   [OK]
  million12/centos-supervisor            Base CentOS-7 with supervisord launcher, h...   15                   [OK]
  torusware/speedus-centos               Always updated official CentOS docker imag...   8                    [OK]
  egyptianbman/docker-centos-nginx-php   A simple and highly configurable docker co...   6                    [OK]
  nathonfowlie/centos-jre                Latest CentOS image with the JRE pre-insta...   5                    [OK]
  centos/mariadb55-centos7                                                               4                    [OK]
  centos/redis                           Redis built for CentOS                          2                    [OK]
  harisekhon/centos-java                 Java on CentOS (OpenJDK, tags jre/jdk7-8)       2                    [OK]
  harisekhon/centos-scala                Scala + CentOS (OpenJDK tags 2.10-jre7 - 2...   2                    [OK]
  blacklabelops/centos                   CentOS Base Image! Built and Updates Daily!     1                    [OK]
  darksheer/centos                       Base Centos Image -- Updated hourly             1                    [OK]
  freenas/centos                         Simple CentOS Linux interactive container       1                    [OK]
  timhughes/centos                       Centos with systemd installed and running       1                    [OK]
  januswel/centos                        yum update-ed CentOS image                      0                    [OK]
  kz8s/centos                            Official CentOS plus epel-release               0                    [OK]
  grayzone/centos                        auto build for centos.                          0                    [OK]
  repositoryjp/centos                    Docker Image for CentOS.                        0                    [OK]
  otagoweb/centos                        Apache (with PHP7), built on CentOS 7           0                    [OK]
  vcatechnology/centos                   A CentOS Image which is updated daily           0                    [OK]
  grossws/centos                         CentOS 6 and 7 base images with gosu and l...   0                    [OK]
  
  之所以能搜索出来,是因为别人给我们做了公开的使用 
  [root@node1 ~]# docker search busybox
  NAME                            DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
  busybox                         Busybox base image.                             973       [OK]       
  progrium/busybox                                                                65                   [OK]
  radial/busyboxplus              Full-chain, Internet enabled, busybox made...   12                   [OK]
  container4armhf/armhf-busybox   Automated build of Busybox for armhf devic...   6                    [OK]
  odise/busybox-python                                                            4                    [OK]
  multiarch/busybox               multiarch ports of ubuntu-debootstrap           2                    [OK]
  azukiapp/busybox                This image is meant to be used as the base...   2                    [OK]
  ofayau/busybox-jvm              Prepare busybox to install a 32 bits JVM.       2                    [OK]
  zanner/busybox                  https://github.com/sergej-kucharev/zanner-...   1                    [OK]
  ofayau/busybox-libc32           Busybox with 32 bits (and 64 bits) libs         1                    [OK]
  elektritter/busybox-teamspeak   Leightweight teamspeak3 container based on...   1                    [OK]
  getblank/busybox                Docker container busybox for Blank              1                    [OK]
  prom/busybox                    Prometheus Busybox Docker base images           1                    [OK]
  skomma/busybox-data             Docker image suitable for data volume cont...   1                    [OK]
  odise/busybox-curl                                                              1                    [OK]
  jahroots/busybox                Busybox containers                              0                    [OK]
  ggtools/busybox-ubuntu          Busybox ubuntu version with extra goodies       0                    [OK]
  cucy/busybox                    aouto  build busybox                            0                    [OK]
  freenas/busybox                 Simple Busybox interactive Linux container      0                    [OK]
  sdurrheimer/prom-busybox        Moved to https://hub.docker.com/r/prom/bus...   0                    [OK]
  jiangshouzhuang/busybox         busybox                                         0                    [OK]
  padcom/busybox-java             Oracle Java on BusyBox                          0                    [OK]
  futurenda/busybox               Mini busybox                                    0                    [OK]
  hongtao12310/busybox            for busybox image based on the gcr.io/goog...   0                    [OK]
  ddn0/busybox                    fork of official busybox                        0                    [OK]
  [root@node1 ~]# docker pull buxybox
  [root@node1 ~]# docker pull busybox
  Using default tag: latest
  latest: Pulling from library/busybox
  7520415ce762: Pull complete 
  Digest: sha256:32f093055929dbc23dec4d03e09dfe971f5973a9ca5cf059cbfb644c206aa83f 校验码 
  Status: Downloaded newer image for busybox:latest
 [root@node1 ~]# docker pull hub.magedu.com:5000/busybox ##指定到哪台服务器上获取busybox [root@node1 ~]# docker images 
  REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
  busybox             latest              00f017a8c2a6        3 weeks ago         1.11MB

  [root@node1 ~]# docker run -it busybox:latest /bin/sh ##启动一台虚拟机的实例 
  / # ls
  bin   dev   etc   home  proc  root  sys   tmp   usr   var
  [root@node1 ~]# docker ps ##查看正在运行的主机
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
  7090d8fd9861        busybox:latest      "/bin/sh"           2 minutes ago       Up 2 minutes                            boring_archimedes

四、 docker的常用命令总结

  环境信息相关:
   info 
   version 
  [root@node1 ~]# docker info ##查看docker的环境信息
  [root@node1 ~]# docker version ##查看docker的版本号 

 系统维护相关:
  images
  inspect
  build 创建映像文件
  commint 基于运行中的容器创建映像文件
  pause/unpause
  ps
  rm
  rmi
  run
  start/stop/restart
  top
  kill
  …

 日志信息相关:
  events
  history
  logs
 Docer hub服务相关
  login
  logout
  pull
  push
  search

 基本操作:

  获取映像:pull 
  启动容器:run 
  [root@node1 ~]# docker ps 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
  7090d8fd9861        busybox:latest      "/bin/sh"           17 minutes ago      Up 17 minutes                           boring_archimedes
  [root@node1 ~]# docker kill 7090d8fd9861
  7090d8fd9861
  [root@node1 ~]# docker ps #结束一个docker进程 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
  [root@node1 ~]# docker ps  -a #但不会删除容器
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS                       PORTS               NAMES
  7090d8fd9861        busybox:latest      "/bin/sh"           20 minutes ago      Exited (137) 3 minutes ago                       boring_archimedes
  [root@node1 ~]# docker rm 7090d8fd9861 #此时会删除container
  7090d8fd9861
  [root@node1 ~]# docker ps  -a 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
  [root@node1 ~]# docker ps 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
  2bca1aa3d38d        busybox:latest      "/bin/sh"           4 minutes ago       Up 4 minutes                            naughty_goldberg
 [root@node1 ~]# docker
  docker                  docker-containerd-ctr   dockerd                 docker-proxy
  docker-containerd       docker-containerd-shim  docker-init             docker-runc
 [root@node1 ~]# docker commit 2bca1aa3d38d centos:newuser
  sha256:08d1d05a6e490c31b0e4e3ffb9532a25bb3d9e8f588b30990338f1ae64b34286
 [root@node1 ~]# docker
  docker                  docker-containerd-ctr   dockerd                 docker-proxy
  docker-containerd       docker-containerd-shim  docker-init             docker-runc
 [root@node1 ~]# docker images
  REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
  centos              newuser             08d1d05a6e49        9 seconds ago       1.11MB
  busybox             latest              00f017a8c2a6        3 weeks ago         1.11MB
 [root@node1 ~]# docker run -it --rm centos:newuser /bin/sh
  / # 
 [root@node1 ~]# docker kill fee1da85d418
  fee1da85d418
 [root@node1 ~]# docker ps -a 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
linux Kernel --> libcontainer --> (execdriver、networkdriver)--> Docker Daemon (GraphDB) --> API server --> 用户

在docker 之外有个重要存储还需要GraphDB GraphDB也称为图式数据库

Docker应用:

  镜像:包含了启动Docker容器所需要的文件系统层给及其内容;

  基于UninFS采用分层结构实现;

   bootfs,rootfs

  registry:用于保存镜像的元数据,保存docker镜像层次结构和元数据;

  reposistory:由具有某个功能的镜像的所有相关版本构建成的集合;

  index:管理用户的账号、访问权限、镜像及镜像标签等等相关的;

  graph:从registry中下载的Docker镜像需要保存在本地,此功能即由graph完成;

   /var/lib/docker/graph;

  与镜像相关的命令:

   docker images  列出本地的镜像

   docker search   搜索

   docker pull  下载镜像

   docker push   上传镜像

   docker login   登录

   docker logout  登出

  创建镜像:commint,build

  删除本地镜像: rmi

 容器:也可以想象成一个虚拟机

  独立运行的一个或一组应用,以及它们运行的环境

 命令:

  run,kill,stop,start,restart ,log,export,import

 启动方法:

  通过镜像创建一个新的容器: run

  启动一个处于停止状态的容器: start

  容器本来就是应用的,当应用结束时,程序也会结束的;

 [root@node1 ~]# docker run busybox:latest /bin/echo "hello world"
  hello world
 
 [root@node1 ~]# docker run -it --name=busybox busybox:latest /bin/sh
 [root@node1 ~]# docker stop busybox ##正常停止一个容器,相当于正常关机

  busybox
 run命令:
  –name= Assign a name to the container
  -i,–interactive=false Keep STDIN open even if not attached
  it,-tty=false Alocate a pseudo-TTY
  –net=default Set the Network for the container

  步骤:

   检查本地是否存在指定的镜像,不存在则从registry下载;

   利用镜像启动容器

   分配一个文件系统,并且在只读的镜像层之外,挂载一个可读写层;

   从宿主机配置的网桥口中,桥接一个虚拟接口给此容器;

   从地址池中分配一个地址容器;

   执行用户指定的应用程序;

   程序执行完成后,容器即终止;

   logs命令:获取一个容器的日志,获取其输出信息;

   对于交互式模式启动的容器,终止可以使用exit 命令或ctrl+d组合键;

   attach  附加至一个运行中的容器;

 [root@node1 ~]# docker start 31a67d66b2c2
 [root@node1 ~]# docker attach busybox
 [root@node1 ~]# docker run busybox:latest /bin/echo "hello world"
 [root@node1 ~]# docker ps -a 
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
  d35a2673722e        busybox:latest      "/bin/echo 'hello ..."   13 seconds ago      Exited (0) 12 seconds 
 [root@node1 ~]# docker start d35a2673722e  
  d35a2673722e
 [root@node1 ~]# docker logs  cabd0e52f8f8 ##可以查看执行命令后的输出信息
  hello world
  hello world
  hello world
 / # exit 终止当前容器  或者ctrl +d 
 attach 
 [root@node1 ~]# docker start -i busybox  ##启动一个交互式一个接口
 [root@node1 ~]# docker start busybox 
 [root@node1 ~]# docker attach busybox   ##附加至一个运行中的容器;
 / # 

 Docker Hub:

 registry有两种;

 docker hub:

 private registry

 # docker login

 # docker push busybox:latest

 [root@node2 yum.repos.d]# yum -y install docker-registry
 上条命令实质上安装的是另外的一个包
 [root@node2 yum.repos.d]# yum -y installdocker-distribution-2.6.0-1.el7.x86_64
 [root@node1 yum.repos.d]# systemctl start docker-distribution.service 
 [root@node1 yum.repos.d]# ss -tnl | grep 5000
 LISTEN     0      128         :::5000                    :::* 
 [root@node1 yum.repos.d]# docker images 
 REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
 centos              newuser             08d1d05a6e49        2 weeks ago         1.11MB
 centos              latest              98d35105a391        5 weeks ago         192MB
 busybox             latest              00f017a8c2a6        6 weeks ago         1.11MB
 [root@node1 yum.repos.d]# 
 [root@node1 yum.repos.d]# docker tag 08d1d05a6e49  192.168.99.15:5000/centos:1.2.1 给一个镜像打标签 
 [root@node1 yum.repos.d]# docker push 192.168.99.15:5000/centos:1.2.1 

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