Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Институт компьютерных наук и технологий
Высшая школа программной инженерии

Docker 学习笔记

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Docker

简介

Docker 是一种容器技术，解决软件跨环境迁移的问题。Docker 可以减少运维部署相关的成本。不需要写代码，基本都是 Linux 命令的操作。

Docker是一个开源的应用容器引擎，是一个快速交付应用、运行应用的技术，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化，容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker 概念：

Docker 是一个开源的应用容器引擎
基于 Go 语言实现
Docker 可以让开发者打包自己的应用以及环境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 机器上
容器使用沙箱机制，相互隔离
容器性能开销极低
==Docker 直接调用各个 Linux 系统发行版本的 Linux内核，而不是包含一整个操作系统==

Docker 如何解决依赖的兼容问题的？

将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。

虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，怎么解决这些问题呢？

Docker如何解决不同系统环境的问题？

Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)==函数库==一起打包
Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的Linux内核来运行

Docker 如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植==镜像==
Docker应用运行在==容器==中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

Docker 与虚拟机

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如图：

Docker和虚拟机的差异：

==docker是一个系统进程==；虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

架构

镜像和容器

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。镜像都是只读的，容器只能读镜像中的文件，不能进行写操作
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见，避免污染镜像。容器会以为自己是这个主机上唯一的进程

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

服务端（server）： Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
客户端（client）：通过命令或RestAPl向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

daemon - 是守护进程，控制开启关闭或者开始 Docker 容器

DockHub：一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为 DockerRegistry （镜像服务器）。我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

Docker 服务相关命令

守护进程 (daemon)

基于 CentOS 7

命令	说明
systemctl start docker	启动 Docker
systemctl status docker	docker 状态
systemctl stop docker	关闭 docker
systemctl restart docker	重启 docker
systemctl enable docker	开机自动启动 docker

镜像 (image)

镜像内部涵盖了一个最小操作系统和我们的程序及依赖包

镜像名称

首先来看下镜像的名称组成：

镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

如图：

这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像。

命令

命令	说明
`docker images`	查看本地镜像（列表）。输出表格中的 `latest` 代表最新版本
`docker search IMAGE_NAME`	搜索镜像（远程镜像库）
`docker pull IMAGE_NAME:TAG`	拉取镜像，不写版本`TAG`代表最新版 `latest`
`docker rmi IMAGE_ID 或者 IMAGE_NAME:TAG`	删除镜像（rm 代表 remove，i 代表 image）
`docker save -o 指定文件.tar IMAGE_NAME:TAG`	保存镜像（`-o`代表 output 至 tar 文件）
`docker load -i 读取的文件.tar`	读取镜像

可以使用命令组合，使用 "`"（Tab 键上面那个符号）可以在一个命令里使用另一个命令的结果。比如：

docker images -q 代表输出所有本地镜像的 id 号
docker rmi IMAGE_ID 代表删除一个镜像

他们“撇”组合之后的代表删除本地所有镜像：

 docker rmi `docker images -q`

容器 (container)

容器是通过镜像创建的，这节就是创建并操作容器

创建容器

docker run -参数 --name=容器自定义名字 -p 宿主机端口:容器端口 IMAGE:TAG /bin/bash

-i 保持容器始终运行，通常与-t 同时使用。加入-it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭。
-t 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与-i同时使用。

通过 -it 创建的容器，退出后会立刻关闭
-d 以守护(后台)模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用 docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭

通过 -id 创建的容器，退出后会不会关闭
-p 将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
/bin/bash 初始化指令可以替换成别的

-it 创建的容器一般称为交互式容器，-id 创建的容器一般称为守护式容器

查看容器

docker ps -参数

如果不加参数只输出正在运行的容器
-a 输出所有容器

其他命令

命令	说明
`docker run -参数 --name=容器自定义名字 IMAGE:TAG /bin/bash`	创建容器，并让其运行
`docker pause`	暂停容器（挂起进程）
`docker unpause`	取消暂停容器
`docker ps -参数`	查看所有运行容器及其状态
`docker start 容器名`	启动容器
`docker exec -it 容器名字 /bin/bash`	进入容器
`docker stop 容器名`	停止容器（杀死进程）
`docker rm 容器名或ID`	删除指定容器
`docker imspect 容器名`	查看容器信息
`docker logs 容器名`	查看日志，`-f` 代表持续跟踪（follow）日志，按 Ctrl+C 退出日志跟踪，但不会关闭容器

容器中的数据卷

配置可使用 SSH 的容器

https://www.cherryservers.com/blog/ssh-into-docker-container

创建 Dockerfile

注意：
- ubuntu 16.04 可以连接，而 latest 版本连不上。需要使用其他办法连接
- 要把以下文件中的密码 YOUR_PASSWORD 改成自己的
```
FROM ubuntu:16.04
RUN apt-get update && apt-get install -y openssh-server
RUN mkdir /var/run/sshd

# Set root password for SSH access (change 'YOUR_PASSWORD' to your desired password)
RUN echo 'root:YOUR_PASSWORD' | chpasswd
RUN sed -i 's/PermitRootLogin prohibit-password/PermitRootLogin yes/' /etc/ssh/sshd_config
RUN sed 's@session\s*required\s*pam_loginuid.so@session optional pam_loginuid.so@g' -i /etc/pam.d/sshd
EXPOSE 22
CMD ["/usr/sbin/sshd", "-D"]
```
- FROM ubuntu:16.04：将标准的 Ubuntu 16.04 镜像（可以在 Docker Hub 上找到）作为我们自定义 Docker 镜像的基础镜像。接下来的指令将在此基础镜像上构建。
- RUN apt-get update && apt-get install -y openssh-server：该命令更新容器内的包索引并安装 OpenSSH-server 包，这是 SSH 服务器功能所需的。
- RUN mkdir /var/run/sshd：用于在容器内部设置目录 /var/run/sshd。SSH 守护进程需要此目录才能正常运行。
- RUN echo 'root:your_password' | chpasswd：在容器内部设置 root 用户的密码。将 'your_password' 替换为你想要的密码。
- RUN sed -i 's/PermitRootLogin prohibit-password/PermitRootLogin yes/' /etc/ssh/sshd_config：修改 sshd_config 文件以启用 root 密码登录，这意味着允许 "root" 用户使用密码登录，而不是依赖 SSH 密钥等其他认证方法。
- RUN sed 's@session\s*required\s*pam_loginuid.so@session optional pam_loginuid.so@g' -i /etc/pam.d/sshd：修改 SSH 守护进程的可插拔认证模块配置，以防止与 systemd 可能出现的问题。
- EXPOSE 22：在容器中暴露端口 22，允许对容器内运行的 SSH 服务器进行 SSH 连接。
- CMD ["/usr/sbin/sshd", "-D"]：指定从此镜像启动容器时运行的默认命令。在这种情况下，它以前台模式启动 SSH 守护进程，并使用 -D 选项，允许容器在 SSH 服务器活动时保持运行。

通过 Dockerfile 构建镜像，然后创建并运行容器

docker build -t 镜像名字 .
docker run -id -p 主机端口:22 --name 容器名 镜像名
docker start 容器名

使用 SSH 工具进行连接

nekosilverfox/Docker