什么是Docker
我们在理解 docker 之前，首先我们得先区分清楚两个概念，容器和虚拟机。
我们用的传统虚拟机如 VMware ， VisualBox 之类的需要模拟整台机器包括硬件，每台虚拟机都需要有自己的操作系统，虚拟机一旦被开启，预分配给它的资源将全部被占用。每一台虚拟机包括应用，必要的二进制和库，以及一个完整的用户操作系统。
而容器技术是和我们的宿主机共享硬件资源及操作系统，可以实现资源的动态分配。容器包含应用和其所有的依赖包，但是与其他容器共享内核。容器在宿主机操作系统中，在用户空间以分离的进程运行。
容器技术是实现操作系统虚拟化的一种途径，可以让您在资源受到隔离的进程中运行应用程序及其依赖关系。通过使用容器，我们可以轻松打包应用程序的代码、配置和依赖关系，将其变成容易使用的构建块，从而实现环境一致性、运营效率、开发人员生产力和版本控制等诸多目标。容器可以帮助保证应用程序快速、可靠、一致地部署，其间不受部署环境的影响。容器还赋予我们对资源更多的精细化控制能力，让我们的基础设施效率更高。通过下面这幅图我们可以很直观的反映出这两者的区别所在。
Docker 属于 Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案。
而 Linux 容器是 Linux 发展出了另一种虚拟化技术，简单来讲， Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离，相当于是在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。
Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker ，就不用担心环境问题。
总体来说， Docker 的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。
Docker的优势
- Docker相比于传统虚拟化方式具有更多的优势：
- docker 启动快速属于秒级别。虚拟机通常需要几分钟去启动
- docker 需要的资源更少， docker 在操作系统级别进行虚拟化， docker 容器和内核交互，几乎没有性能损耗，性能优于通过 Hypervisor 层与内核层的虚拟化
- docker 更轻量， docker 的架构可以共用一个内核与共享应用程序库，所占内存极小。同样的硬件环境， Docker 运行的镜像数远多于虚拟机数量，对系统的利用率非常高
- 与虚拟机相比， docker 隔离性更弱， docker 属于进程之间的隔离，虚拟机可实现系统级别隔离
- 安全性： docker 的安全性也更弱。 Docker 的租户 root 和宿主机 root 等同，一旦容器内的用户从普通用户权限提升为root权限，它就直接具备了宿主机的root权限，进而可进行无限制的操作。虚拟机租户 root 权限和宿主机的 root 虚拟机权限是分离的，并且虚拟机利用如 Intel 的 VT-d 和 VT-x 的 ring-1 硬件隔离技术，这种隔离技术可以防止虚拟机突破和彼此交互，而容器至今还没有任何形式的硬件隔离，这使得容器容易受到攻击
- 可管理性： docker 的集中化管理工具还不算成熟。各种虚拟化技术都有成熟的管理工具，例如 VMware vCenter 提供完备的虚拟机管理能力
- 高可用和可恢复性： docker 对业务的高可用支持是通过快速重新部署实现的。虚拟化具备负载均衡，高可用，容错，迁移和数据保护等经过生产实践检验的成熟保障机制， VMware 可承诺虚拟机 99.999% 高可用，保证业务连续性
- 快速创建、删除：虚拟化创建是分钟级别的， Docker 容器创建是秒级别的， Docker 的快速迭代性，决定了无论是开发、测试、部署都可以节约大量时间
- 交付、部署：虚拟机可以通过镜像实现环境交付的一致性，但镜像分发无法体系化。 Docker 在 Dockerfile 中记录了容器构建过程，可在集群中实现快速分发和快速部署
| 特性 | 容器 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 启动 | 秒级 | 分钟级 |
| 硬盘使用 | 一般为MB | 一般为GB |
| 性能 | 接近原生 | 弱于 |
| 系统支持量 | 单机支持上千个容器 | 一般是几十个 |
Docker的三个基本概念
Docker 中包括三个基本的概念：
- Image(镜像)
- Container(容器)
- Repository(仓库)
镜像是 Docker 运行容器的前提，仓库是存放镜像的场所，可见镜像更是 Docker 的核心。
Image (镜像)
Docker 镜像可以看作是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
镜像（Image）就是一堆只读层（read-only layer）的统一视角，也许这个定义有些难以理解，下面的这张图能够帮助读者理解镜像的定义。
多个只读层，它们重叠在一起。除了最下面一层，其它层都会有一个指针指向下一层。这些层是Docker 内部的实现细节，并且能够在主机的文件系统上访问到。统一文件系统 (union file system) 技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。我们可以在图片的右边看到这个视角的形式。
Container (容器)
- 容器 (container) 的定义和镜像 (image) 几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。
- 由于容器的定义并没有提及是否要运行容器，所以实际上，容器 = 镜像 + 读写层。
Repository (仓库)
一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry (仓库注册服务器)就是这样的服务。有时候会把仓库 (Repository) 和仓库注册服务器 (Registry) 混为一谈，并不严格区分。Docker 仓库的概念跟 Git 类似，注册服务器可以理解为 GitHub 这样的托管服务。实际上，一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库 (Repository) ，每个仓库可以包含多个标签 (Tag)，每个标签对应着一个镜像。所以说，镜像仓库是 Docker 用来集中存放镜像文件的地方类似于我们之前常用的代码仓库。
通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签就常用于对应该软件的各个版本 。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，将以 latest 作为默认标签.。
仓库又可以分为两种形式：
- public(公有仓库)
- private(私有仓库)
Docker 的架构：
- Docker 使用 C/S 结构，即客户端/服务器体系结构。 Docker 客户端与 Docker 服务器进行交互，Docker服务端负责构建、运行和分发 Docker 镜像。 Docker 客户端和服务端可以运行在一台机器上，也可以通过 RESTful 、 stock 或网络接口与远程 Docker 服务端进行通信。
Docker 客户端、服务端和 Docker 仓库（即 Docker Hub 和 Docker Cloud ），默认情况下Docker 会在 Docker 中央仓库寻找镜像文件，这种利用仓库管理镜像的设计理念类似于 Git ，当然这个仓库是可以通过修改配置来指定的，甚至我们可以创建我们自己的私有仓库。
docker安装
Ubuntu 安装 Docker
- 卸载旧版本，旧版本的 Docker 称为 docker 或者 docker-engine ，使用以下命令卸载旧版本：
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io
- 使用 APT 镜像源 安装，由于官方源使用 HTTPS 以确保软件下载过程中不被篡改。因此，我们首先需要添加使用 HTTPS 传输的软件包以及 CA 证书：
sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
- 配置 apt 源，鉴于国内网络问题，建议配置使用国内源。为了确认所下载软件包的合法性，需要添加软件源的 GPG 密钥：
curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
- 然后，需要向 source.list 中添加 Docker 软件源：
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
- 安装 Docker CE，更新 apt 软件包缓存，并安装 docker-ce ：
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce
- 启动 Docker CE
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker
CentOS7
首先配置overlayFS:
1. echo "overlay" > /etc/modules-load.d/overlay.conf
2. reboot
3. lsmod | grep over
安装
1. yum update
2. 卸载旧版，有的话
yum -y remove docker docker-common docker-selinux docker-engine
3. yum install -y yum-utils
4. yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
5. yum install docker-ce -y
Docker常用指令
| 操作 | 命令 | 说明 |
|---|---|---|
| 检索 | docker search | 关键字 如：docker search redis,会在docker hub上检索镜像的详细信息 |
| 拉取 | docker pull 镜像名:tag | tag是可选的，tag表示标签，通常是软件的版本号，默认是 latest(即最新版) |
| 列表 | docker images | 查看所有本地镜像 |
| 删除 | docker rmi image-id | 删除指定的本地镜像 |
| 运行 | docker run --name container-name -d image-name:tag | 如:docker run --name myredis –d redis --name：自定义容器名 -d：表示后台运行 image-name:指定运行的镜像名称 tag:镜像的版本 |
| 列表 | docker ps（查看运行中的容器） | 加上-a；可以查看所有容器 |
| 停止 | docker stop container-name/container-id | 停止当前运行的指定容器 |
| 启动 | docker start container-name/container-id | 启动容器 |
| 删除 | docker rm container-id | 删除指定容器 |
| 停止所有容器 | docker stop $(docker ps -aq) | 停止所有的容器 |
| 删除所有容器 | docker rm -v ${docker ps -aq} | 删除所有容器 |
| 端口映射 | -p 6379:6379 如:docker run --name myredis -d -p 6379:6379 docker.io/redis | -p:主机端口映射到容器内部的端口 |
| 容器日志 | docker logs container-name/container-id | 查看该容器的日志 |
Dockerfile
Dockerfile的基本结构
- Dockerfile 一般分为四部分：
- 基础镜像信息
- 维护者信息
- 镜像操作指令和容器启动时执行指令
- '#'为 Dockerfile 中的注释。
Dockerfile文件说明
- Docker以从上到下的顺序运行Dockerfile的指令。为了指定基本映像，第一条指令必须是FROM。一个声明以＃字符开头则被视为注释。可以在Docker文件中使用RUN，CMD，FROM，EXPOSE，ENV等指令。
Dockerfile构建指令
docker build -t 镜像名称 .
"."表示当前目录
docker build -f /data/Dockerfile
-f 指定构建目录
FROM 指定基础镜像，必须为第一个命令
格式：
  FROM <image>
  FROM <image>:<tag>
  FROM <image>@<digest>
示例：
  FROM mysql:5.6
注：
  tag或digest是可选的，如果不使用这两个值时，会使用latest版本的基础镜像
MAINTAINER: 维护者信息
格式：
MAINTAINER <name>
示例：
MAINTAINER Jasper Xu
MAINTAINER sorex@163.com
MAINTAINER Jasper Xu <sorex@163.com>
RUN：构建镜像时执行的命令
RUN用于在镜像容器中执行命令，其有以下两种命令执行方式：
shell执行
格式：
RUN <command>
exec执行
格式：
RUN ["executable", "param1", "param2"]
示例：
RUN ["executable", "param1", "param2"]
RUN apk update
RUN ["/etc/execfile", "arg1", "arg1"]
注：
  RUN指令创建的中间镜像会被缓存，并会在下次构建中使用。如果不想使用这些缓存镜像，可以在构建时指定--no-cache参数，如：docker build --no-cache
ADD：将本地文件添加到容器中，tar类型文件会自动解压(网络压缩资源不会被解压)，可以访问网络资源，类似wget
格式：
ADD <src>... <dest>
ADD ["<src>",... "<dest>"] 用于支持包含空格的路径
示例：
ADD hom* /mydir/ # 添加所有以"hom"开头的文件
ADD hom?.txt /mydir/ # ? 替代一个单字符,例如："home.txt"
ADD test relativeDir/ # 添加 "test" 到 `WORKDIR`/relativeDir/
ADD test /absoluteDir/ # 添加 "test" 到 /absoluteDir/
COPY：功能类似ADD，但是是不会自动解压文件，也不能访问网络资源
CMD：构建容器后调用，也就是在容器启动时才进行调用。
格式：
CMD ["executable","param1","param2"] (执行可执行文件，优先)
CMD ["param1","param2"] (设置了ENTRYPOINT，则直接调用ENTRYPOINT添加参数)
CMD command param1 param2 (执行shell内部命令)
示例：
CMD echo "This is a test." | wc -
CMD ["/usr/bin/wc","--help"]
注：
  CMD不同于RUN，CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令，而RUN用于指定镜像构建时所要执行的命令。
ENTRYPOINT：配置容器，使其可执行化。配合CMD可省去"application"，只使用参数。
格式：
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (可执行文件, 优先)
ENTRYPOINT command param1 param2 (shell内部命令)
示例：
FROM ubuntu
ENTRYPOINT ["top", "-b"]
CMD ["-c"]
注：
   ENTRYPOINT与CMD非常类似，不同的是通过docker run执行的命令不会覆盖ENTRYPOINT，而docker run命令中指定的任何参数，都会被当做参数再次传递给ENTRYPOINT。Dockerfile中只允许有一个ENTRYPOINT命令，多指定时会覆盖前面的设置，而只执行最后的ENTRYPOINT指令。
LABEL：用于为镜像添加元数据
格式：
LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...
示例：
  LABEL version="1.0" description="这是一个Web服务器" by="IT笔录"
注：
  使用LABEL指定元数据时，一条LABEL指定可以指定一或多条元数据，指定多条元数据时不同元数据之间通过空格分隔。推荐将所有的元数据通过一条LABEL指令指定，以免生成过多的中间镜像。
ENV：设置环境变量
格式：
ENV <key> <value> #<key>之后的所有内容均会被视为其<value>的组成部分，因此，一次只能设置一个变量
ENV <key>=<value> ... #可以设置多个变量，每个变量为一个"<key>=<value>"的键值对，如果<key>中包含空格，可以使用\来进行转义，也可以通过""来进行标示；另外，反斜线也可以用于续行
示例：
ENV myName John Doe
ENV myDog Rex The Dog
ENV myCat=fluffy
EXPOSE：指定于外界交互的端口
格式：
EXPOSE <port> [<port>...]
示例：
EXPOSE 80 443
EXPOSE 8080
EXPOSE 11211/tcp 11211/udp
注：
  EXPOSE并不会让容器的端口访问到主机。要使其可访问，需要在docker run运行容器时通过-p来发布这些端口，或通过-P参数来发布EXPOSE导出的所有端口
VOLUME：用于指定持久化目录
格式：
VOLUME ["/path/to/dir"]
示例：
VOLUME ["/data"]
VOLUME ["/var/www", "/var/log/apache2", "/etc/apache2"
注：
  一个卷可以存在于一个或多个容器的指定目录，该目录可以绕过联合文件系统，并具有以下功能：
卷可以容器间共享和重用
容器并不一定要和其它容器共享卷
修改卷后会立即生效
对卷的修改不会对镜像产生影响
卷会一直存在，直到没有任何容器在使用它
WORKDIR：工作目录，类似于cd命令
格式：
WORKDIR /path/to/workdir
示例：
WORKDIR /a (这时工作目录为/a)
WORKDIR b (这时工作目录为/a/b)
WORKDIR c (这时工作目录为/a/b/c)
注：
  通过WORKDIR设置工作目录后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY等命令都会在该目录下执行。在使用docker run运行容器时，可以通过-w参数覆盖构建时所设置的工作目录。
USER:指定运行容器时的用户名或 UID，后续的 RUN 也会使用指定用户。使用USER指定用户时，可以使用用户名、UID或GID，或是两者的组合。当服务不需要管理员权限时，可以通过该命令指定运行用户。并且可以在之前创建所需要的用户
格式:
  USER user
  USER user:group
  USER uid
  USER uid:gid
  USER user:gid
  USER uid:group
示例：
  USER www
注：
  使用USER指定用户后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT都将使用该用户。镜像构建完成后，通过docker run运行容器时，可以通过-u参数来覆盖所指定的用户。
ARG：用于指定传递给构建运行时的变量
格式：
ARG <name>[=<default value>]
示例：
ARG site
ARG build_user=www
ONBUILD：用于设置镜像触发器
格式：
  ONBUILD [INSTRUCTION]
示例：
  ONBUILD ADD . /app/src
  ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
注：
  当所构建的镜像被用做其它镜像的基础镜像，该镜像中的触发器将会被钥触发
example
# This my first nginx Dockerfile
# Version 1.0
# Base images 基础镜像
FROM centos
#MAINTAINER 维护者信息
MAINTAINER tianfeiyu
#ENV 设置环境变量
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
#ADD 文件放在当前目录下，拷过去会自动解压
ADD nginx-1.8.0.tar.gz /usr/local/
ADD epel-release-latest-7.noarch.rpm /usr/local/
#RUN 执行以下命令
RUN rpm -ivh /usr/local/epel-release-latest-7.noarch.rpm
RUN yum install -y wget lftp gcc gcc-c++ make openssl-devel pcre-devel pcre && yum clean all
RUN useradd -s /sbin/nologin -M www
#WORKDIR 相当于cd
WORKDIR /usr/local/nginx-1.8.0
RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-pcre && make && make install
RUN echo "daemon off;" >> /etc/nginx.conf
#EXPOSE 映射端口
EXPOSE 80
#CMD 运行以下命令
CMD ["nginx"]
