Docker基础（狂神说Docker课程笔记）
课程链接
https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4?from=search&seid=18106350651153543104
Docker为什么出现？
- 开发和运维两套环境，而环境配置十分麻烦。
如在Windows上开发，要发布到Linux上运行。Docker给以上问题提出了解决方案：
Java --- Jar(环境）---打包项目带上环境（镜像）---Docker仓库（应用商店）---下载镜像---直接运行 - Docker的思想来自于集装箱，核心思想：隔离。
即将应用打包装箱，每个箱子是互相隔离的，可以将服务器利用到极致。
| 虚拟机 | Docker |
|---|---|
| linux centos原生镜像（一个电脑） | 隔离镜像（最核心的环境 +jdk +mysql等) |
| 需要开启多个虚拟机 | 运行镜像就可以了 |
| 几GB | 几MB |
官方文档
仓库地址
Docker能做什么？
传统虚拟机与Docker对比
Docker的优点
- 不模拟完整的操作系统，系统内核（kernel）非常小，更少的抽象层（GuestOS：如Centos）
- 容器内的应用直接运行在宿主机的内核，容器本身没有自己的内核，也没有虚拟硬件。
- 每个容器相互隔离，内部都有属于自己的文件系统，互不影响。
Docker实现DevOps（开发、运维）
- 应用更快速的交付和部署
打包镜像发布测试，一键运行；不再需要写大量帮助文档，安装程序 - 更便捷的升级和扩缩容？
部署应用就和搭积木一样 - 更简单的系统运维
开发和测试的环境高度一致 - 更高效的计算资源利用
内核级别的虚拟化，可以在一个物理机上运行很多的容器实例，服务器性能可以被压榨到极致。
Docker的基本组成
- 镜像（image）：镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件。它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。相当于一个模板，通过这个模板来创建容器服务，可以通过一个镜像创建多个容器。
- 容器（container）：独立运行一个或一组应用/基本命令有：启动，停止，删除等/可理解为一个简单的linux系统。
- 仓库（repository）：存放镜像的地方（公有/私有）
Docker运行原理
Docker是一个Client-Server结构的系统，以守护进程运行在主机上。通过Socket从客户端进行访问。
Docker的常用命令
帮助命令
docker --help # 帮助信息
docker info # 系统信息，包括镜像和容器的数量
帮助文档地址：https://docs.docker.com/engine/reference/
镜像命令
docker search 镜像名 # 搜索镜像
docker pull 镜像名 # 下载镜像
Docker采用联合文件系统，不同镜像的相同文件无需再次下载：
docker rmi 镜像名/id 删除镜像
容器命令
docker run [options] 镜像名/id [command] # 建立容器并启动：
[options]:
--name=容器名 # 命名容器以区分不同容器
-d # 在后台运行容器（必须有一个前台进程，否则进程会自动关闭）
-it # 使用交互方式运行，进入容器查看内容
-p 主机端口:容器端口 # 暴露指定容器端口
-P # 暴露容器所有端口
[command]:
/bin/bash # 控制台
Exit # 从容器中退回主机
CTRL+Q+P # 容器不停止退出
docker ps # 显示当前运行的容器
-a # 带出历史运行过的容器
docker rm 容器名/id # 删除指定容器
docker rm &(docker ps -aq) # 删除全部容器
其他命令
docker start/restart/stop/kill 容器名/id
docker logs -tf --tail 显示的日志条数 容器名/id # 查看日志
docker top 容器名/id # 查看容器中的进程信息
docker inspect 容器名/id # 查看镜像的元数据
docker exec -it 容器名/id /bin/bash # 通常容器以后台方式运行，需要进入其中修改配置：进入容器后开启一个新终端
docker attach 容器名/id # 进入容器正在执行的终端
docker cp 容器名/id:容器内路径 主机文件路径 # 从容器内拷贝文件到主机上
Docker镜像详解
UnionFS（联合文件系统）
- 联合文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。联合文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。
- 特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来只能看到一个文件系统。联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。
镜像加载原理
Docker的镜像实际由一层一层的文件系统组成：
- bootfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel。bootloader主要是引导加载kernel，完成后整个内核就都在内存中了。此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，系统卸载bootfs。可以被不同的Linux发行版公用。
- rootfs（root file system），包含典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同操作系统发行版（Ubuntu，Centos等）。因为底层直接用Host的kernel，rootfs只包含最基本的命令，工具和程序就可以了。
- 分层理解
所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的容器层。
容器在启动时会在镜像最外层上建立一层可读写的容器层（R/W），而镜像层是只读的（R/O）。
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[tag] # 编辑容器后提交容器成为一个新镜像
容器数据卷
什么是容器数据卷？
为了实现数据持久化，使容器之间可以共享数据。可以将容器内的目录，挂载到宿主机上或其他容器内，实现同步和共享的操作。即使将容器删除，挂载到本地的数据卷也不会丢失。
使用容器数据卷
使用命令：
dokcer run -it -v 主机内目录:容器内目录 镜像名/id
将容器内目录挂载到主机内目录上，通过docker inspect命令查看该容器即可以看到挂载信息：
建立挂载关系后，只要使用命令在主机内新建一个文件：
touch /home/mountdir/test.txt
就会在容器内的挂载目录下发现相同的文件（test.txt），从而实现了容器和主机的文件同步和共享：
匿名挂载
docker run -d -v 容器内目录 镜像名/id # 匿名挂载
匿名挂载后，使用docker volume ls命令查看所有挂载的卷：
每一个VOLUME NAME对应一个挂载的卷，由于挂载时未指定主机目录，因此无法直接找到目录。
具名挂载
docker run -d -v 卷名：容器内目录 镜像名/id # 具名挂载
可以发现挂载的卷：volume01，并通过docker volume inspect 卷名 命令找到主机内目录：
所有docker容器内的卷，在未指定主机内目录时，都在：/var/lib/docker/volumes/卷名/_data 下，可通过具名挂载可以方便的找到卷，因此广泛使用这种方式进行挂载。
数据卷容器
docker run -it --name container02 --volumes from container01 镜像名/id # 将两个容器进行挂载
DockerFile
Dockerfile是用来构建docker镜像的文件
构建步骤：
编写一个dockerfile文件,随后运行命令：
docker build -f 文件路径 -t 标签 . # 文件名为Dockerfile时可省略且最后的.不要忽略
docker run # 运行镜像
docker push # 发布镜像
dockerfile命令
| 命令 | 效果 |
|---|---|
| FROM | 基础镜像：Centos/Ubuntu |
| MAINTAINER | 镜像作者+邮箱 |
| RUN | 镜像构建的时候需要运行的命令 |
| ADD | 为镜像添加内容（压缩包） |
| WORKDIR | 镜像工作目录（进入容器时的目录） |
| VOLUME | 挂载的目录 |
| EXPOSE | 暴露端口配置 |
| CMD/ENTRYPOINT | 指定这个容器启动时要运行的命令（CMD替代先前命令，ENTRYPOINT在先前命令后追加） |
| COPY | 类似于ADD，将文件拷贝到镜像中 |
| ENV | 构建时设置环境变量 |
构建过程
- 每个保留关键字（指令）都必须是大写字母
- 从上到下顺序执行
- "#" 表示注释
- 每一个指令都会创建提交一个新的镜像层并提交
构建实例
Docker网络
理解Doker0
通过命令ip addr查看本地ip地址，我们发现除了本机回环地址和埃里远的内网地址外，还多了一个网卡：Docker0，这是Docker服务启动后自动生成的。
而如果进入一个正在后台运行的tomcat容器，同样使用ip addr命令，发现容器得到了一个新的网络：12: eth@if13，ip地址：172.17.0.2。这是Docker在容器启动时为其分配的。
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思考一个问题：此时我们的linux主机可以ping通容器内部（172.17.0.2）吗？（注意与容器暴露端口相区分）
- linux可以ping通docker容器内部，因为docker0的ip地址为172.17.0.1，容器为172.17.0.2。
- 原理：我们每启动一个docker容器，docker就会给容器分配一个默认的可用ip，我们只要安装了docker，就会有一个网卡docker0(bridge)。网卡采用桥接模式，并使用veth-pair技术（veth-pair就是一堆虚拟设备接口，成对出现，一段连着协议，一段彼此相连，充当一个桥梁。）。
- 这时我们退出容器，回到主机再次观察主机的ip地址：
我们惊奇地发现了一个新网络13: vethda1df4b@if12，对应容器内网络地址的12: eth@if13。 - 容器和容器之间是可以互相ping通的：容器1→Docker0→容器2
docker中的所有网络接口都是虚拟的 ，转发效率高。删除容器后，对应的网桥也随之删除。
--link
若编写一个微服务并连接数据库，如果数据库ip改变，如何根据容器名而不是ip访问容器？显然，直接使用容器名是无法ping通容器内部的：
这时我们可以在容器启动命令中加入一个选项：--link，使得我们可以根据容器名来访问容器。
docker run -d -P --link 容器名/id 镜像名/id
然而反向就不可以ping通，这是因为--link的本质是把需要连接的容器名/id写入启动容器的配置文件中，即增加了一个ip和容器名/id的映射：
目前已经不建议使用这种方式。
自定义网络
我们使用命令：
docker network ls # 查看所有的docker网络
docker中的网络模式有：
- bridge：桥接（docker默认）/
- none：不配置网络 /
- host：和宿主机共享网络
docker run 命令默认带有一个参数--net bridge，此处的bridge指的就是docker0。如果我们不想使用docker0，那如何创建一个新的网络呢？
docker network create --driver 网络模式 --subnet 子网ip --gateway 网关 网络名
我们不仅在docker network ls命令下发现了这个新创建的网络newnet，还可以使用docker network inspect命令查看其详细信息，包括了我们创建时定义的子网ip和网关：
只要两个容器启动时都通过 --net，选用了同一个已创建的网络，不同容器间即可通过ip地址或容器名/id连通:
网络连通
对于建立在不同网络下(docker0, newnet)的两个容器tomcat01和tomcat02，他们的网段不同，因此是无法彼此ping通容器内部的：
这时我们需要通过docker network connect命令打通容器与网络之间的连接：
docker network connect 网络名 容器名/id
这个功能类似于将一个容器赋予多个ip地址，同样可以用docker network inspect命令查看网络连通后，该网络的变化：
原本newnet网络中只含有tomcat02，现在增加了tomcat01，因此可以连通。
