一 Docker概述

1.1 IT架构的演进：

裸金属 → 虚拟机 → 容器→ 函数化、代码化

云计算涌现出很多改变传统IT架构和运维方式的新技术，比如虚拟机、容器、微服务、Serverless（无服务），无论这些技术应用在哪些场景，降低成本、提升效率是云服务永恒的主题。

1.运行物理机，也称为裸金属

2.虚拟机VM，可以在一台物理机上创建多个虚拟机，并把物理配置分发成多个虚拟配置

缺点：性能损耗大，大约损耗50%

容器（常用软件：docker、podman、rocket、container）

容器内部自身有一个小型操作系统

Docker的Logo

Docker的Logo设计为蓝色鲸鱼，拖着许多集装箱。
鲸鱼可看作为宿主机，集装箱可理解为相互隔离的容器，每个集装箱中都包含自己的应用程序。

1.2 Docker是什么？

是一个开源的应用容器引擎，基于go语言开发并遵循了apache2.0协议开源
是在Linux容器里运行应用的开源工具
是一种轻量级的“虚拟机”
Docker的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。

（Docker是创建容器的工具。应用运行在容器中，每个容器都有一致的运行环境，所以可以在任何主机中运行。即实现“一次封装，到处运行”的目的。）

Docker的设计宗旨：

Docker的设计宗旨：Build,Ship and Run Any App,Anywhere

即通过对应用组件的封装、发布、部署、运行等生命周期的管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”的目的。这里的组件，既可以是一个应用，也可以是一套服务，甚至是一个完整的操作系统。
docker是创建容器的工具。应用运行在容器中，每个容器都有一致的运行环境，所以可以在任何主机中运行。即实现“一次封装，到处运行”的目的。

1.3 容器的特点

容器化越来越受欢迎，因为容器是：

灵活：即使是最复杂的应用也可以集装箱化。
轻量级：容器利用并共享主机内核。
可互换：可以即时部署更新和升级。
便携式：可以在本地构建，部署到云，并在任何地方运行。
可扩展：可以增加并自动分发容器副本。
可堆叠：可以垂直和即时堆叠服务。

1.4 Docker容器与虚拟机的区别

容器是在linux上本机运行，并与其他容器共享主机的内核，它运行的是一个独立的进程，不占用共他任何可执行文件的内存，非常轻量。

虚拟机运行的是一个完整的操作系统，每个虚拟机使用独立的内核，通过虚拟机管理程序对主机资源进行虚拟访问，相比之下需要的资源更多。

特性	Docker容器	虚拟机
内核的使用	共享内核	独立内核
启动速度	秒级（相当于启动一个进程）	分钟级（启动操作系统）
计算能力损耗	几乎无	损耗50%左右
能力	接近原生	弱于
系统支持量（单机）	上千个	几十个
隔离性	次元隔离/限制	完全隔离（因为是独立的操作系统）
操作系统	主要支持Linux	几乎所有（KVM）
封装程度	只打包项目代理和依赖关系，共享宿主机内核	完整的操作系统，与宿主机隔离

KVM 虚拟化详解 - 知乎 (zhihu.com)

docker就相当于宿主机的一个进程，所以损耗微乎其微。
虚拟机和操作系统之间是hypervisor，虚拟化管理程序，虚拟化各种硬件资源，这中间就会有资源损耗。

1.5 容器在内核中支持2种重要技术

docker本质就是宿主机的一个进程，docker是通过 namespace 实现资源隔离，通过 cgroup 实现资源限制（限制硬件资源，限制2个容器相互之间抢资源），通过写时复制技术（copy-on-write）实现了高效的文件操作（类似虚拟机的磁盘比如分配500g并不是实际占用物理磁盘500g）。

linux六大namespace（命名空间）：

namespace	系统调用参数	隔离内容
UTS	CLONE_NEWUTS	主机名和域名
IPC	CLONE_NEWWIPS	信号量，消息队列和共享内存
PID	CLONE_NEWPID	进程编号
NETWORK	CLONE_NEWNET	网络设备，网络栈，端口等
MOUNT	CLONE_NEWNS	挂载点（文件系统）
USER	CLONE_NEWUSER	用户和用户组（3.8以后的内核才支持）

微信图片_20221117165215.jpg

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1.6 Docker核心概念

1）镜像

Docker的镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为一个面向 Docker 容器引擎的只读模板。
通过镜像启动一个容器，一个镜像是一个可执行的包，其中包括运行应用程序所需要的所有内容包含代码，运行时间，库、环境变量、和配置文件。

2）容器

Docker的容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止和删除。所创建的每一个容器都是相互隔离、互不可见，以保证平台的安全性。
可以把容器看做是要给简易版的linux环境（包括root用户权限、镜像空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

3）仓库

Docker仓库是用来集中保存镜像的地方，当创建了自己的镜像之后，可以使用push命令将它上传到公有仓库（Public）或者私有仓库（Private）。当下次要在另外一台机器上使用这个镜像时，只需从仓库获取。
Docker 的镜像、容器、日志等内容全部都默认存储在 /var/lib/docker 目录下。

输入docker的命令先发给客户端，客户端将命令转给服务端微信图片_20221117173613.png

二安装Docker

2.1 Yum安装Docker

目前 Docker 只能支持 64 位系统。

QQ截图20221117222135.png

 #关闭防火墙和selinux
 systemctl stop firewalld.service
 setenforce 0
 
 #安装依赖包
 yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
 --------------------------------------------------------------------------------------------
 #yum-utils：提供了 yum-config-manager 工具。
 #device mapper： 是Linux内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制，
 它为实现用于存储资源管理的块设备驱动提供了一个高度模块化的内核架构。
 #device mapper存储驱动程序需要 device-mapper-persistent-data 和 lvm2。
 --------------------------------------------------------------------------------------------
 
 #设置阿里云镜像源
 yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
 
 #安装 Docker-CE并设置为开机自动启动
 yum install -y docker-ce      #docker-ce-cli、containerd.io 会作为依赖包被安装
 
 systemctl start docker.service
 systemctl enable docker.service 
 --------------------------------------------------------------------------------------------
 #安装好的docker系统有两个程序，docker服务端和docker客户端，其中docker服务端是一个服务进程，负责管理所有容器。
 #docker客户端则扮演着docker服务端的远程控制器，可以用来控制docker服务端进程。大部分情况下docker服务端和客户端运行在一台机器上

QQ截图20221117222300.png

2.2 查看Docker信息

 #查看 docker 版本信息
 docker version
 #注意：Yum安装默认安装最新版本

#docker信息查看  
docker info

三 Docker的镜像管理命令

3.1 搜索镜像

 格式：docker search 关键字（镜像名称或仓库名）
 
 docker search nginx        #搜索nginx的镜像
 
 docker search clearlinux   #搜索指定仓库clearlinux中的镜像

例一： 例二：

例三：

3.2 获取镜像（下载镜像）

 格式：docker pull 镜像名称[:标签]
 #如果下载镜像时不指定标签，则默认会下载仓库中最新版本的镜像，即选择标签为 latest 的镜像。
 
 docker pull nginx   #下载nginx镜像

指定标签，下载需要的版本

3.3 镜像加速下载

阿里云网页地址：account.aliyun.com/login/login…

mkdir -p /etc/docker 
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF' 
{ 
   "registry-mirrors": ["https://ynpb2o5g.mirror.aliyuncs.com"] 
} 
EOF

systemctl daemon-reload   #重新加载docker
systemctl restart docker  #重启docker

docker info  #查看是否启用了镜像加载

3.4 查看本地有哪些镜像

镜像下载后存放在 /var/lib/docker

 #查看下载到本地的所有镜像
docker images

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
nginx        latest    88736fe82739   4 days ago      142MB
centos       7         eeb6ee3f44bd   14 months ago   204MB

 ------------------------------------------------------------------------------------
 #注释：
 REPOSITORY：镜像属于的仓库；
 TAG：镜像的标签信息，标记同一个仓库中的不同镜像；
 IMAGE ID：镜像的唯一ID 号，唯一标识一个镜像；
 CREATED：镜像创建时间；
 VIRTUAL SIZE：镜像大小；
 ------------------------------------------------------------------------------------
 
 #镜像下载后存放在 /var/lib/docker 
 #查看下载的镜像文件信息
 cat /var/lib/docker/image/overlay2/repositories.json

3.5 查看镜像的详细信息（获取容器/镜像的元数据）

 格式：docker inspect 镜像ID号/容器ID     #根据镜像的唯一标识 ID 号，获取镜像详细信息
 
 docker inspect 295c7be07902

3.6 镜像层解释

镜像层数量可能会很多，所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统。如果不同层中有一个相同路径的文件，比如/a，上层的/a会覆盖下层的/a，也就是说用户只能访问到上层中的文件/a。在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统。

文件操作说明：

文件操作	说明
添加问价	在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中
读取文件	在容器中读取某个文件时，docker会从上往下依次在各个镜像层中查找此文件
修改文件	在容器中修改已存在的文件时，docker会从上往下依次在各镜像层中查找此文件。一旦找到，立即将其复制到容器层，然后修改
删除文件	在容器中删除文件时，docker也会从上往下依次在镜像层中查找此文件，找到后，会在容器层中记录此删除操作，（只是记录删除操作）

容器层记录对镜像的修改，所有镜像层都只是只读的，一会对容器修改，所有镜像可以被多个容器共享

3.7 为本地的镜像添加新的标签

添加标签后，镜像的ID号并不会改变。

 格式：docker tag 名称:[标签] [仓库名/]名称:[新标签]
 
 示例：
 docker tag nginx:latest mynginx:1.23       #为nginx镜像添加web标签
 docker tag nginx:latest 仓库名/mynginx:1.23   #为镜像添加库标识，方便上传到官方仓库，因为上传镜像时必须指定仓库
 docker images | grep nginx

3.8 删除镜像

注意：如果该镜像已经被容器使用，正确的做法是先删除依赖该镜像的所有容器，再去删除镜像。

 格式：
 docker rmi 镜像名:标签      #删除指定标签
 docker rmi 镜像ID -f       #删除指定镜像

3.9 批量删除镜像

 docker images        #查看本地所有镜像
 docker images -q     #查看本地有哪些镜像，只显示镜像ID
 docker rmi $(docker images -q) -f    #批量删除本地所有镜像

4.0 导出镜像：将镜像保存成为本地文件

将镜像保存成为本地文件，实际是将镜像打包成一个tar包。

 格式：docker save -o 存储文件名 存储的镜像
 docker save -o mynginx.tar nginx:latest     #打包镜像命名为mynginx.tar存在当前目录下
 ls -lh

4.1 载入镜像：将镜像文件导入到镜像库中

 格式：
 docker load < 存出的文件
 或者
 docker load -i 存出的文件

docker2将镜像文件导入到镜像库中

4.2 上传镜像（将镜像上传到官方仓库）

默认上传到 docker Hub 官方公共仓库，需要注册使用公共仓库的账号，hub.docker.com 。默认上传到公有仓库，其他人可以下载仓库中的镜像。如果想设置成私有仓库（仅自己可见），不允许其他人下载，需要付费。

可以使用 docker login 命令来输入用户名、密码和邮箱来完成注册和登录。docker logout 命令进行登出。

在上传镜像之前，还需要先对本地镜像添加新的标签，在镜像名称前加上仓库名，然后再使用 docker push 命令进行上传。

 docker tag nginx:latest anli995/nginx:1.14  #添加新的标签，在镜像名称前加上仓库名，anli995为仓库名称
 
 docker login            #登录公共仓库
  Username：  #账号
  password：  #密码

查看自己账户中刚才上传的镜像

可以使用自己的账号下载镜像

五总结

5.1 基础总结

docker 是什么？
是go语言开发的开源的容器引擎
是在容器里运行应用的工具，可以看作是一种轻量级的“虚拟机”
可以实现容器应用的一次封装，到处运行

docker容器    和             虚拟机  区别
共享宿主机内核                拥有独立的操作系统内核
启动速度快，秒级              分钟级
性能接近原生，几乎无损耗       通过hypervisor对主机进行访问，会多占用一些资，性能源弱于容器，最多损耗50% 
单机容量成百上千个             几十个
namespace资源隔离，cgroup资源限制   完全隔离

namespace：UTS（主机名，域名）    IPC（信息量，消息队列和共享内存）    PID（进程编号）     NOUNT（挂载点）     NETWORK（网络设备，网络栈，端口）      USER（用户）
cgroup ：容器能够使用的资源的上限


物理机    裸金属
虚拟机   VMware     Workstation(个人级）     VMware  Sphere+ESXL(企业级)    KVM（基于Linux内核）    OpenStack（基于KVM）    公有云/专有云/混合云
容器   docker   podman   rocker   containerd
容器编排   K8S    docker swarm

docker核心概念：
镜像：创建容器的基础，就是一个可执行的压缩包，是一个只读模板，包含运行应用程序所需要的所有资源
容器：基于镜像创建的运行实例，容器间相互隔离
仓库：用于集中存放镜像的地方，可分为公有仓库和私有仓库

5.2 docker 管理镜像的命令

命令	含义
docker search <仓库/镜像名>	搜索镜像
docker pull <仓库/镜像名>	下载镜像
docker images	查看本地的所有镜像
docker images -q	只显示本地所有镜像的ID号
docker inspect <镜像ID/容器ID>	查看镜像的详细信息（获取镜像/容器的元数据）
docker tag 名称:[标签] [仓库名/]名称:[新标签]	为本地的镜像添加新的标签
docker rmi < 镜像名称:标签>	删除镜像的某个标签
docker rmi <镜像ID> -f	删除指定镜像
docker rmi $(docker images -q)	删除本地所有镜像
docker save -o 镜像文件.tar 镜像名称:标签	存出镜像：将镜像保存为本地文件
docker load -i[或<] 镜像文件	载入镜像：将镜像文件导入到镜像库中
docker login	登录公共仓库docker hub
docker push 仓库名/镜像名:标签	上传镜像（将镜像上传到官方仓库）
docker logout	登出docker hub

【云原生Docker篇】 Docker 基本管理