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docker快速入门

2014年07月10日

1 前言

本文类似于一个知识点的总结,具体的细节请参见官方文档 https://docs.docker.com

如果你事先对docker并不了解,建议先完成http://www.slideshare.net/larrycai/learn-docker-in-90-minutes的内容,通过实际操作对docker有一个感性的认识。

文中提到的“docker主机”、“docker虚拟机”等可以认为是安装docker服务的linux主机/虚拟机。

2 docker概述

Docker是一个开源的引擎,可以轻松的为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的“容器”(应用的容器,就是为应用提供运行环境和资源)。从概念上讲,它有点像个虚拟机,允许多个应用使用单个强劲机器,同时保持每个应用各自不同的具体配置,不会干扰其他应用。但与虚拟机不同的是,应用原生地运行在 Linux 内核下,每个应用与其他应用隔离,在操作系统下面也隔离。

各位都用过虚拟机软件(例如Vmware等),想必都对其资源占用情况颇有微词。其提供的功能还是比较全的,基本上整了一台新的主机出来。但如果我们不需要那么多的功能,比如宿主机和虚拟机都限定为linux,那就有机会减少一些设计,最终减少资源占用,提高效率。docker就是这样,它只提供一部分“虚拟机”的功能,没有传统虚拟机全面,但比它们更高效。

4 docker操作

4.1 image和container

image和container是docker中很重要的两个概念,docker程序提供的docker命令,主要就是对这两个“实体”进行操作。

还记得上大学的时候,很流行用一键ghost装系统,GHO镜像还原到系统后,除了windows系统本身,还自动装好了许多软件,做了一些配置(比如将my documents设置到D盘),非常方便。docker中的image也有这么点意思。首先会有一个base image(类似于windows纯净版ISO),在base image的基础上做一些改动,比如装个软件啥的,就形成了新的有个人特色的image(类似上述的GHO),新的image的可以传给别人使用。

我们运行一个image,会产生一个container。就像我们用一键ghost还原一个GHO,就会有一个操作系统可以运行一样。container就是docker虚拟出来的linux,操作container和操作一般的linux系统是一样一样的。

4.2 image管理

4.2.1 什么是Dockerfile

Dockerfile是一个image的表示,可以通过Dockerfile来描述构建image的步骤。”说的接地气点,dockerfile类似于数据库的日志。根据日志我们知道数据库从时刻1到时刻2发生了什么,由此可以恢复或到达数据库某个时刻的状态。对应的,已知image1,我们在dockerfile中记录对image1的改动,便可以根据dockerfile 构建出image2。也因为dockerfile,image1和image2便具备了父子关系。有了父子关系,自然也可以搞出来兄弟关系,我们可以使用docker images --tree查看image之间的树形家族结构。

dockerfile方便了image的传播,只要是同一个base image,我们下载一个“日志文件”,便可以利用这个文件build出相应的image。“一个不包括恶意行为的dockerfile” + “一个可靠地base image” = “一个可靠好用的image”。

4.2.2 如何制作image

制作image有两种方式:

  1. 通过Dockerfile

    dockerfile记录了目标image所属的初始image,以及对初始image所做的操作及改动。通过dockerfile文件,我们可以docker build出一个新的image文件。dockerfile的语法可以参见相关文档。

  2. 通过commit container

    我们可以先docker run运行一个image,在对应的container中进行个性化更改,然后docker commit该container。contaienr可以跟踪我们对其做的改动,并在原来image的基础上生成新的image。

4.2.3 增删改查image

我们本地的image由docker命令来管理,下面是相关的一些命令:

  1. docker images,列出已有的images

    Alt text

  2. docker rmi redhat-base:6.4,删除image,前提所有运行该image的container已被删除掉
  3. docker build -t redhat-base:6.4 /path,根据path下的Dockerfile创建新的image
  4. docker tag redhat-base:6.4,更改某个image的tag

4.2.4 image库

docker的开发团队不只是要做一个软件,还想做一个社区。类似于程序猿通过github存储和分享代码,我们可以在docker hub上分享我们的dockfile或image,寻找并docker pull我们需要的image(这一点跟git很像)。下面是相关的一些操作:

  1. docker search larrycai/postgresql,查询docker hub中关于larrycai/postgresql的库
  2. docker pull larrycai/postgresql,从docker hub中拉取larrycai/postgresql到本地
  3. docker push larrycai/postgresql,将larrycai/postgresql上传到docker hub中

4.3 container管理

image和container的关系很像程序和进程之间的关系。

4.3.1 运行container

  • 简单运行,执行完命令后退出

      $ docker run redhat-base:6.4 echo "hello world"
    
  • 运行image并进入bash,通过bash控制container

      docker run -i -t redhat-base:6.4 /bin/bash
    
  • 运行image并对外映射端口

      docker run -i -t -p 2022:22 redhat-base:6.4 /bin/bash   由此,即可以在docker本机的2022端口访问container的22端口。
    
  • 以后台方式运行image

      docker run -d -p 41880:80 redhat-base:6.4 apache2ctl start FOREGROUND   这时,container运行后,将不提供tty与用户交互。用户可以通过docker主机的41880端口访问container的apache2服务。
    

    在新的版本中,用户可以通过docker exec -it container_id与后台容器交互。

4.3.2 增删改查container

docker run的作用是在一个全新的Docker容器(如果没有则创建)内部运行一条指令。

  1. docker ps -a,列出所有container

    Alt text

  2. docker rm dc126312903f,删除containerId对应的container
  3. docker start dc126312903f,启动一个已经exited的container
  4. docker attach dc126312903f,从docker主机进入一个已exited的container
  5. docker stop dc126312903f,停止一个正在运行的container

5 访问和文件共享

我们知道,传统的虚拟方式整出来一个完整的“计算机”,在一定配置下,虚拟出来的计算机之间以及虚拟机与宿主机之间可以自由的互相访问和文件共享(或传输),那么docker run出来的container如何实现这种效果呢?

从另一个角度看,我们虚拟出了一个linux系统container,可不是让它吃干饭的。那么,为完成计算任务,这个linux系统必然要能够处理输入文件,外界也要能够访问其提供的服务。因此,访问并和container文件共享是使用docker的一个重要方面。

5.1 docker主机和container之间的联系

contaienr主要通过暴露端口对外提供服务。

  1. 4.3.1部分已经讲到了docker主机和container之间可以进行端口映射。以container运行apache服务为例,执行命令

    docker run -i -t -p 9080:80 imageName /bin/bash

    我们便可以通过docker主机上的9080端口来访问container的apache服务。

除使用-p明确指定外。我们创建容器时,可以使用-P标志来自动映射container对外暴露的任意网络端口到我们Docker主机上介于49000到49900之间的随机高位端口。

  1. 除端口映射外,docker主机与container还可以进行文件共享,执行命令

    docker run -i -t -p 9080:80 -v /home/docker/git:/root/git imageName /bin/bash

    对docker主机上/home/docker/git的更改将同步到container的/root/git目录(或者container直接操作的就是/home/docker/git目录),反之亦然。

Volumes enable data to survive container restarts and to be shared among the applications within the container(这句对volumn的用途的解释的非常精辟).

5.2 container之间的联系

  1. docker提供container linking功能。
    • 运行一个db container docker run -i -t --name db -P imageName /bin/bash
    • 再运行一个app container docker run -i -t --name app --link db:db imageName /bin/bash

    由此,app container将能够获取db container的环境变量值,db container的相关信息也将添加到app contaienr的/etc/hosts文件下,两个container也因此可以协同工作。关于container linking具体信息请参见https://docs.docker.com/userguide/dockerlinks/

  2. contaienr之间的文件共享 container之间进行文件共享有多种方式,最简单地一种就是,两个contaienr和所在docker主机共享同一个文件。

6 一些细节

6.1 docker如何和windows宿主机文件共享

virtualbox使用docker自带的iso无法使docker虚拟机与windows主机共享文件,一老外不服,自己维护了一个网站https://medium.com/boot2docker-lightweight-linux-for-docker/boot2docker-together-with-virtualbox-guest-additions-da1e3ab2465c,我们可以从这里下载到docker相应版本的iso,使用这里的iso,docker虚拟机与windows主机可以share folder。前文提到docker虚拟机可以与container文件共享,再结合此处,我们便可以实现windows、docker主机和container之间的文件共享。

6.2 container网络访问问题

一个比较郁闷的事是container有时会无法访问网络,这是docker的一个bug。所以,每次出现问题时,就得有劳大家亲自操刀,在docker下执行:

$ sudo udhcpc
$ sudo /etc/init.d/docker restart

在大多数情况下可以解决这个问题。如果不愉快还是发生了,亲,重启虚拟机吧!

这个问题在新版本中已解决!

7 我们可以用docker做什么

这是一个很开放的问题,这里我揣测几点:

  1. 更高维度的可移植性。计算机界的先驱们呕心沥血的解决了程序的可移植性,比如java的“一次编写,处处运行”。但随着系统越来越复杂,节点越来越多,配置越来越多,移植一套系统到新的环境上也慢慢成为一个“很有含量”的工作。举个最简单的例子,笔者为了在github上写这个博客,需要一套装有jekyll环境的系统。jekyll依赖ruby和其它不知道干啥的程序,windows下安装jekyll,那是各种坑。linux下,配repo源,install各种程序,别说不好找这样的网页来参考,就算找到了,各种莫名其妙的错,你懂的呀!最后,我找了一个配好jekyll环境的image,docker run一下,直接ok!我是写博客的,可不是来搭环境的。

  2. 启动一个虚拟机需要多长时间?一个真实的linux启动一次需要多长时间?你的笔记本可以同时运行几个虚拟机?运行了虚拟机之后,还能流畅的运行其他程序么?要不要体验一下一两秒中进入“虚拟机”感觉?要不要看看同时运行十几个“虚拟机”是什么样子?你想不想用自己的笔记本搭一个小集群?

  3. 隔离性。系统“污染”问题,笔者有一个redhat虚拟机,平时用来运行hadoop,其jdk是根据源码安装的sun版本。后因工作需要装另外一个软件,该软件默认依赖openjdk。jdk版本不同,导致我下次使用hadoop时产生了很多困扰。如果使用docekr,这个新的软件便可以安装在一个container中,对现有环境没有任何影响。so,这便是docker提供应用隔离的好处所在。

8 其它

docker daemon 默认以root用户运行,如果非root用户想使用docker,则需要将非root用户添加到docker group(通常会在安装docker时创建),重启OS后生效。