docker简述

目录

• 什么是docker
  • docker的组成
  • docker的工作流程
• docker的发展史
• docker的优劣势
• docker对象
  • 镜像
  • 容器
• docker基本用法
• 存储驱动
  • AUFS
  • OverlayFS
  • DeviceMapper
  • docker registry

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什么是docker

容器一词的英文是container，其实container还有集装箱的意思，集装箱绝对是商业史上了不起的一项发明，大大降低了海洋贸易运输成本。让我们来看看集装箱的好处：

• 集装箱之间相互隔离
• 长期反复使用
• 快速装载和卸载
• 规格标准，在港口和船上都可以摆放

docker的组成

Docker 包括三个基本概念:

镜像（Image）：Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。

容器（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

仓库（Repository）：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。

docker的工作流程

实际上docker使用了常见的CS架构，也就是client-server模式，docker client负责处理用户输入的各种命令，比如docker build、docker run，真正工作的其实是server，也就是docker demon，值得注意的是，docker client和docker demon可以运行在同一台机器上。

接下来我们用几个命令来讲解一下docker的工作流程：

1，docker build

当我们写完dockerfile交给docker“编译”时使用这个命令，那么client在接收到请求后转发给docker daemon，接着docker daemon根据dockerfile创建出“可执行程序”image。

2，docker run

有了“可执行程序”image后就可以运行程序了，接下来使用命令docker run，docker daemon接收到该命令后找到具体的image，然后加载到内存开始执行，image执行起来就是所谓的container。

3，docker pull

其实docker build和docker run是两个最核心的命令，会用这两个命令基本上docker就可以用起来了，剩下的就是一些补充。

那么docker pull是什么意思呢？

我们之前说过，docker中image的概念就类似于“可执行程序”，我们可以从哪里下载到别人写好的应用程序呢？很简单，那就是APP Store，即应用商店。与之类似，既然image也是一种“可执行程序”，那么有没有"Docker Image Store"呢？答案是肯定的，这就是Docker Hub，docker官方的“应用商店”，你可以在这里下载到别人编写好的image，这样你就不用自己编写dockerfile了。

docker registry 可以用来存放各种image，公共的可以供任何人下载image的仓库就是docker Hub。那么该怎么从Docker Hub中下载image呢，就是这里的docker pull命令了。

因此，这个命令的实现也很简单，那就是用户通过docker client发送命令，docker daemon接收到命令后向docker registry发送image下载请求，下载后存放在本地，这样我们就可以使用image了。

docker的发展史

2010年，几个搞IT的年轻人在美国成立了一家公司 dotCloud

主要做一些pass的云计算服务，LXC有关的容器技术，容器技术被命名为Docker

2013年，Docker开源

2014年4月9日，Docker1.0发布

虚拟机属于虚拟化技术，Docker容器技术，也是一种虚拟化技术，Docker基于Go语言开发的

Docker的文档：Docker Documentation | Docker Documentation

Docker Hub镜像仓库地址：Docker Hub

docker的优劣势

使用docker的优劣：

• 删除一个容器不会影响其他容器
• 调试不便，占空间(每个容器中都必须自带调试工具，比如ps命令)
• 分发容易，真正意义上一次编写到处运行，比java的跨平台更彻底
• 部署容易，无论底层系统是什么，只要有docker，直接run就可以了
• 分层构建，联合挂载

docker对象

当你使用docker时，你是在创建和使用映像、容器、网络、卷、插件和其他对象。

镜像

映像是一个只读模板，带有创建docker容器的说明。

通常，一个映像基于另一个映像，并带有一些额外的定制。

您可以创建自己的映像，也可以只使用其他人创建并在注册表中发布的映像。

容器

容器是映像的可运行实例。

您可以使用docker API或CLI创建、运行、停止、移动或删除容器。

您可以将一个容器连接到一个或多个网络，将存储附加到它，甚至根据它的当前状态创建一个新的映像。

docker基本用法

docerde的安装

安装一些必要的系统工具

[root@YL yum.repos.d]#  yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
Extra Packages for Enterprise Linux 7 - x86_  34 kB/s | 4.7 kB     00:00    
Extra Packages for Enterprise Linux 7 - x86_ 784 kB/s |  17 MB     00:22    
Last metadata expiration check: 0:00:19 ago on Mon 08 Aug 2022 10:43:55 AM CST.
Package device-mapper-persistent-data-0.8.5-4.el8.x86_64 is already installed.
Package lvm2-8:2.03.11-0.2.20201103git8801a86.el8.x86_64 is already installed.
Dependencies resolved.
=============================================================================
 Package                         Arch     Version               Repo    Size
=============================================================================
.....
  lvm2-libs-8:2.03.12-10.el8.x86_64                                          
  python3-dnf-plugins-core-4.0.21-3.el8.noarch                               

Installed:
  yum-utils-4.0.21-3.el8.noarch                                              

Complete!

添加软件源信息
[root@YL yum.repos.d]# yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
Adding repo from: https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
[root@YL yum.repos.d]# sed -i 's+download.docker.com+mirrors.aliyun.com/docker-ce+' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

更新并安装docker-ce
[root@YL yum.repos.d]# dnf -y install docker-ce
Docker CE Stable - x86_64                     62 kB/s |  26 kB     00:00    
Dependencies resolved.
=============================================================================
 Package                      Arch   Version          Repository        Size
=============================================================================
Installing:
 docker-ce                    x86_64 3:20.10.17-3.el8 docker-ce-stable  22 M
开启docker
[root@YL yum.repos.d]# service docker start
Redirecting to /bin/systemctl start docker.service

docker加速器的配置

[root@YL yum.repos.d]# tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
> {
>   "registry-mirrors": ["https://vju7tnsy.mirror.aliyuncs.com"]
> }
> EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://vju7tnsy.mirror.aliyuncs.com"]
}
[root@YL yum.repos.d]# systemctl  daemon-reload 
[root@YL yum.repos.d]# systemctl  restart docker

docker的常用命令

命令	功能
docker search	Search the Docker Hub for images //搜索
docker pull	Pull an image or a repository from a registry //拉取
docker images	List images //列出
docker create	Create a new conntainer //创建
docker start	Start one or more stopped containers //启动一个或多个已停止的容器
docker run	Run a command in a new container //在新容器中运行命令
docker attach	Attach to a runninng container //连接到运行容器
docker ps	List containers //列出容器
docker logs	Fetch the logs of a container //获取容器的日志
docker restart	Restart a container //重启容器
docker stop	Stop one or more running containers //停止一个或多个正在运行的容器
docker kill	Kill one or more running containers //杀死一个或多个容器
docker rm	Remove onne or more containers //删除一个或多个容器
docker exec	Run a command in a running container //在正在运行的容器中运行命令
docker info	Display system-wide information //显示系统范围的信息
docker inspect	Return low-level information on Docker objects //返回有关docker对象的低级信息

以面向对象形式的方式

管理命令：

app* Docker应用程序

builder 生成器管理生成

buildx* Docker 创建

config 管理Docker配置

container 管理容器

context 管理上下文

image 管理镜像

manifest 管理Docker映像清单和清单列表

network 管理网络

node 管理群集节点

plugin 管理插件

scan* Docker扫描

secret 管理Docker机密

service 管理服务

stack 管理Docker堆栈

swarm 管理swarm

system 管理Docker

trust 管理Docker映像上的信任

volume 管理卷

存储驱动

docker提供了多种存储驱动来实现不同的方式存储镜像，下面是常用的几种存储驱动：

• AUFS
• OverlayFS
• Devicemapper
• Btrfs
• VFS

AUFS

AUFS（AnotherUnionFS）是一种Union FS，是文件级的存储驱动。AUFS是一个能透明覆盖一个或多个现有文件系统的层状文件系统，把多层合并成文件系统的单层表示。简单来说就是支持将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下的文件系统。这种文件系统可以一层一层地叠加修改文件。无论底下有多少层都是只读的，只有最上层的文件系统是可写的。当需要修改一个文件时，AUFS创建该文件的一个副本，使用CoW将文件从只读层复制到可写层进行修改，结果也保存在可写层。在Docker中，底下的只读层就是image，可写层就是Container。

AUFS文件系统据说有3W行代码，而ext4文件系统却只有4000-5000行左右代码，这些代码是要被整合进内核的，后来AUFS申请要被合并进内核代码的时候，linuz觉得它这代码太过臃肿，于是拒绝了。因此AUFS这个文件系统一直以来就不是linux内核中自有的文件系统，想用AUFS这个文件系统的话，必须自己向内核打补丁并去编译使用它，但redhat系列的操作系统一向以稳定著称，不会干这种出格的事，所以在redhat系列操作系统中使用AUFS并无可能。而ubuntu上的docker默认使用的就是AUFS。

OverlayFS

Overlay是Linux内核3.18后支持的，也是一种Union FS，和AUFS的多层不同的是Overlay只有两层：一个upper文件系统和一个lower文件系统，分别代表Docker的镜像层和容器层。当需要修改一个文件时，使用CoW将文件从只读的lower复制到可写的upper进行修改，结果也保存在upper层。在Docker中，底下的只读层就是image，可写层就是Container。目前最新的OverlayFS为Overlay2。

AUFS和Overlay都是联合文件系统，但AUFS有多层，而Overlay只有两层，所以在做写时复制操作时，如果文件比较大且存在比较低的层，则AUSF会慢一些。而且Overlay并入了linux kernel mainline，AUFS没有。目前AUFS已基本被淘汰。

DeviceMapper

Device mapper是Linux内核2.6.9后支持的，提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制，在该机制下，用户可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略。AUFS和OverlayFS都是文件级存储，而Device mapper是块级存储，所有的操作都是直接对块进行操作，而不是文件。Device mapper驱动会先在块设备上创建一个资源池，然后在资源池上创建一个带有文件系统的基本设备，所有镜像都是这个基本设备的快照，而容器则是镜像的快照。所以在容器里看到文件系统是资源池上基本设备的文件系统的快照，并没有为容器分配空间。当要写入一个新文件时，在容器的镜像内为其分配新的块并写入数据，这个叫用时分配。当要修改已有文件时，再使用CoW为容器快照分配块空间，将要修改的数据复制到在容器快照中新的块里再进行修改。

OverlayFS是文件级存储，Device mapper是块级存储，当文件特别大而修改的内容很小，Overlay不管修改的内容大小都会复制整个文件，对大文件进行修改显然要比小文件要消耗更多的时间，而块级无论是大文件还是小文件都只复制需要修改的块，并不是整个文件，在这种场景下，显然device mapper要快一些。因为块级的是直接访问逻辑盘，适合IO密集的场景。而对于程序内部复杂，大并发但少IO的场景，Overlay的性能相对要强一些。

docker registry

启动容器时，docker daemon会试图从本地获取相关的镜像，本地镜像不存在时，其将从Registry中下载该镜像并保存到本地。

Registry用于保存docker镜像，包括镜像的层次结构和元数据。用户可以自建Registry，亦可使用官方的Docker Hub。