概述

Docker 为什么出现

  1. 部署环境太过麻烦，容易出现开发和生产不一致
  2. 通过将项目和环境进行统一打包，在服务器上可以自动部署相同环境和项目

Docker 与 虚拟机

  1. 虚拟机：
    1. 虚拟一台完整电脑！笨重！
  2. Docker：
    1. 所有容器使用同一个操作系统内核(基于Docker安装的所在系统)
    2. 应用运行在不同容器中，相互独立
    3. 每个容器都有自己的系统环境文件

Docker 作用

  1. 打包镜像发布测试，一键运行
  2. 不同服务的环境高度一致
  3. 内核级别虚拟化，可以运行多个容器实例，性能高

Docker 组成

  1. 镜像（image）：
    • Docker 镜像就好比是模板，通过这个模板可以创建多个容器（与操作系统镜像同理）
  2. 容器（container）：
    1. Docker 容器，就好比是一个独立的操作系统，应用就运行在容器中
    2. 通过镜像创建的容器只包含了应用和应用所需的环境，操作系统内核还是使用的 Docker 所在的操作系统内核。
  3. 仓库（registry）：
    • 存放镜像的地方，类似于 github

安装

Linux

  1. 从 Docker 仓库安装
  2. Docker 引擎官方文档：（ubuntu）https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/
  3. 卸载旧版本：
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    sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
  4. 更新软件包
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    sudo apt-get update
  5. 安装软件包
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    sudo apt-get install \
        ca-certificates \
        curl \
        gnupg \
        lsb-release
  6. 添加 Docker 的官方 GPG 密钥
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    sudo mkdir -m 0755 -p /etc/apt/keyrings
    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
  7. 设置 Docker 仓库
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    echo \
      "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
      $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
  8. 更新软件包
    1
    sudo apt-get update
  9. 安装 Docker Engine、containerd 和 Docker Compose
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    sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
  10. 查看 Docker 版本信息
    1
    docker version

原理

底层原理

  1. Docker 是一个 Client-Server 结（C/S）构的系统
  2. Docker 的守护进程运行在主机上，通过 Socket 从客户端访问（守护进程：在后台运行的特殊进程，很多守护进程在系统引导的时候启动，并且一直运行直到系统关闭）
  3. Docker-Server 接收到 Docker-Client 指令，就会执行这个命令

镜像原理

镜像是什么

  • 镜像是一个 独立软件包 ，包含某个软件所需要的所有内容，包括代码、运行时的库、环境变量和配置文件

UnionFS（联合文件系统）

Union文件系统（UnionFS），是一种分层、可移植并且高性能的文件系统。

  1. 文件系统：每个程序的相关文件就称为一个文件系统
  2. 统一管理：同时管理多个文件系统，不同容器使用相同文件系统可以进行复用（下载时不会下载），减少资源消耗
  3. 联合挂载：他可以将多个文件系统层叠在一起（一层一层往上加），挂载到统一目录下，作为容器的完整文件系统（联合挂载点）
  4. 容器包含
    1. 一个基础镜像层（包含操作系统的文件系统和一些基础的工具和应用程序）
    2. 其他镜像层
    3. 增量层（容器中新增的文件和目录）

镜像加载原理

镜像的加载是分层进行加载的，按照联合文件系统规则，将不同文件系统进行分批下载层叠起来，最终形成所需的完整文件系统

镜像运行的流程

命令

参考文档：https://docs.docker.com/reference/

帮助命令

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docker version      # 显示 docker 的版本信息
docker info         # 显示 docker 的系统信息，包括镜像和容器数量
docker [命令] --help       # 帮助命令

镜像命令

本地查询

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docker images       # 查看本地主机上的镜像

# 列名解释
REPOSITORY      # 镜像的仓库源
TAG             # 镜像的标签
IMAGE ID        # 镜像的id
CREATED         # 镜像的创建时间
SIZE            # 镜像的大小

# 可选参数
-a, --all       # 列出所有镜像
-q, --quiet     # 只显示镜像的id

仓库搜索

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docker search [镜像名]      # 在 docker 仓库中搜索镜像

# 可选参数
docker search [镜像名] --filter=STARS=3000         # 搜索镜像 STARS 大于 3000 的

下载镜像

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docker pull [镜像名]        # 下载镜像
docker pull [镜像地址]      # 下载镜像

# 可选参数
docker pull [镜像名] [:版本号]      # 下载指定版本镜像

删除镜像

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docker rmi -f [容器id]                   # 删除指定镜像
docker rmi -f [容器id_1] [容器id_2]      # 删除多个镜像
docker rmi -f $(dockeer images -aq)     # 删除所有镜像

容器命令

新建容器、启动

  • 使用 -d 后台运行方式，必须要有一个前台进程，docker 没有发现应用，就会自动停止
  • nginx 容器启动后，发现自己没有提供服务，就会立即停止，就是没有程序了
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docker run [可选参数] [镜像名] [命令]

# 可选参数
--name="容器名"         # 容器名字
-d                     # 后台方式运行，不会进入容器，不能交互（常用于在容器内部运行长期任务或守护进程，容器中运行了命令后立即返回主机命令行）
-it [容器名] [执行的shell]  # 使用交互方式创建容器，会进入容器，可进行交互（可以和容器进行交互，常用于进入容器内部进行操作，如在容器中启动 Bash Shell）
-p(大写)                # 指定容器端口 [-p 主机端口:容器端口] [-P ip:主机端口:容器端口] [-P 容器端口]
-P(小写)                # 随机指定端口
--rm                    # 容器退出时删除容器
-e ["环境变量名=环境变量值"]     # 设置容器的环境变量
-v [linux目录地址:容器中目录地址]        # 将容器中的目录同步到 linux 服务器对应目录上，在 linux 上即可修改容器中文件

进入正在运行的容器

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docker exec -it [容器id] [/bin/bash]    # 进入正在运行的容器，并开启一个新的终端（常用）
docker attach [容器id]                  # 进入正在运行的容器，打开正在执行的终端（如果容器没有运行的终端，就无法进入）

修改容器名称

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docker rename [旧容器名称] [新容器名称]   # 修改容器名称

从容器中拷贝文件到主机

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docker cp [容器id] : [容器内路径] [目的地主机路径]      # 从容器中拷贝文件到主机（从主机端进行执行）

退出容器

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exit            # 停止容器并退出
ctrl + p + q    # 容器不停止，退出

查看运行容器

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--------------start------------------------------------
docker ps               # 列出所有正在运行的容器

# 可选参数
-a                      # 列出停止的容器和正在运行的容器（所有容器）
-n=[数字]               # 列出最近创建的n个容器
-q                      # 只显示编号
---------------end-------------------------------------

---------------start-----------------------------------
docker container ls     # 列出所有正在运行的容器（有更多参数和选项）

# 可选参数
-a                      # 列出停止的容器和正在运行的容器（所有容器）
---------------end-------------------------------------

删除容器

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docker rm [容器id]           # 删除指定容器（不能删除运行中的容器，强制删除用 -f）
docker rm -f $(docker ps -aq)   # 删除所有容器

启动、停止容器

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docker start [容器id]       # 启动容器
docker restart [容器id]     # 重启容器
docker stop [容器id]        # 停止当前正在运行容器
docker kill [容器id]        # 强制停止当前正在运行容器

提交容器

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docker commit -a="用户名" -m="描述信息" [容器id] [镜像别名:版本号]      # 将运行的容器提交成为一个镜像

查看容器数据卷

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docker volume ls     # 查看 linux 服务器中容器挂载的所有数据卷
docker volume inspect 数据卷名      # 查看 linux 服务器中容器挂载数据卷的信息

操作命令

查看容器日志

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docker logs -f -t [容器id]                      # 查看全部日志
docker logs -f -t --tail [日志数量] [容器id]    # 查看最近数量日志

查看容器内存

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docker stats            # 查看各容器当前所占内存
docker stats [容器id]   # 查看指定容器当前所占内存

查看容器进程

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docker top [容器id]     # 查看容器所有进程

查看容器的相关数据

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docker inspect [容器id]     # 查看容器的镜像配置信息

容器数据卷

  1. 名词解释【数据卷】：数据卷通常指的是一个独立的存储设备或分区，可以将数据从应用程序和主机系统中分离开来，实现数据在不同环境和应用程序之间的共享和传递。
  2. 作用：将数据与容器进行分离，实现数据的共享
  3. 原理：将容器内的目录同步到 Linux 服务器上对应目录，修改 linux 对应目录内容，容器中对应目录也改变
  4. 容器删除挂载到本地的数据卷将不受影响

指定数据卷位置

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docker run -it -v linux目录地址:容器中目录地址 镜像名 /bin/bash                              # 将容器内的目录同步到 Linux 服务器上对应目录
docker run -it -v linux目录地址:容器中目录地址 -v linux目录2:容器中目录2 镜像名 /bin/bash     # 同时挂载多个目录

默认数据卷位置

说明：默认不指定 linux 服务器中挂载容器数据卷的位置，其数据卷默认放置在 /var/lib/docker/volumes/数据卷名/_data

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docker run -d -v 容器中目录地址 镜像名       # 【匿名挂载】将容器数据卷挂载到 linux 中默认位置，但是卷名是一串不可读字符
docker run -d -v 卷名:容器中目录地址 镜像名  # 【具名挂载】将容器数据卷挂载到 linux 中默认位置，可以通过卷名查看数据卷信息

设置容器对卷的权限

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docker run -d -v 卷名:容器中目录地址:ro 镜像名        # 【ro】容器只读卷内容
docker run -d -v 卷名:容器中目录地址:rw 镜像名        # 【rw】容器可读可写卷内容

数据卷容器

说明

  1. 数据卷容器本身不会存储数据，但它会将一个或多个数据卷挂载到容器中，从而实现容器与主机之间的数据共享。
  2. 当其他容器通过挂载这些数据卷来访问这些数据时，实际上是访问了这个数据卷容器中挂载的卷中的数据。
  3. 数据卷容器的作用是管理这些数据卷，包括创建、删除和管理数据卷的生命周期。
  4. 因此，删除数据卷容器不会影响已经挂载了这些数据卷的其他容器。

用法

  1. 容器挂载了数据卷（挂载方式同上）
  2. 创建其他容器时，使用目标容器上挂载的数据卷【目标容器就是数据卷容器】
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docker run -it --name docker01 -v test 镜像名                     # 新建容器 docker01 ，容器中 test 目录挂载匿名数据卷
docker run -it --name docker02 --volumes-from docker01 镜像名     # 新建容器 docker02 , docker02 在容器中创建与 docker01 相同目录，并挂载同一数据卷

DockerFile

dockerFile 是一种文本格式的脚本文件，用于构建 Docker 镜像。

编写 dockerfile 的指令

指令都需要大写

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FROM             # 基础镜像，构建新镜像所基于的基础镜像
MAINTAINER       # 镜像是谁写的，姓名+邮箱
RUN              # 镜像构建的时候需要运行的命令
ADD              # 复制文件，用来将构建环境（linux服务器）中的文件复制到镜像中，可以自动解压缩 tar 包（如jdk/tomcat压缩包）
COPY             # 复制文件，和 ADD 类似，但是不会自动解压缩
WORKDIR          # 工作目录，用来指定容器中的工作目录【工作目录：在此目录下执行命令或程序，这个目录就叫工作目录】
VOLUME           # 给容器挂载数据卷，将容器中的目录挂载到主机上
EXPOSE           # 容器对外开放的端口，用来指定容器运行时需要对外开放的端口
CMD              # 容器启动时要运行的命【如果 Dockerfile 中有多个 CMD 指令，则只有最后一个生效】【docker run 命令中提供了命令，那么新命令会覆盖 CMD 定义命令的命令】
ENTRYPOINT       # 容器启动时要运行的命令【如果 Dockerfile 中有多个 ENTRYPOINT 指令，则只有最后一个生效】【docker run 命令中提供了新命令，那么新命令会追加到 ENTRYPOINT 定义命令之后执行】
ONBUILD          # 构架一个被继承 DockerFile 这个时候就会运行 ONBUILD 的指令。触发指令
ENV              # 环境变量，用来设置容器中的环境变量
USER             # 指定用户，用来指定在容器中执行命令时使用的用户名或 UID
ARG              # 参数，用来在构建镜像时传递参数，可以在构建过程中使用这些参数

通过 dockerfile 创建镜像指令

如果 dockerfile 文件名定义为 Dockerfile 则在工作目录构建镜像时，不需要指定 dockerfile文件名

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docker build -f dockerfile文件名 -t 镜像名[:版本号] .       # 注意最后有一个点 .

查看镜像的构建流程

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docker history 镜像名id（名）    # 可以查看镜像的构建顺序

发布镜像

发布到 DockerHub

  1. DockerHub 注册账号 https://hub.docker.com/
  2. linux 登录 DockerHub
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    docker login -u 用户名    # 输入用户名登录
  3. 提交镜像
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    docker push 自定义镜像名[:版本号]   # 命名规则 【用户名/自定义镜像名:版本号】
  4. 退出登录 docker logout

发布到阿里云镜像服务

  1. 登录阿里云 https://www.aliyun.com/
  2. 目录
    1. 产品
    2. 容器与中间件
    3. 容器镜像服务 ACR
    4. 管理控制台
    5. 个人实例
    6. 镜像仓库
    7. 创建镜像仓库
      • 选择本地仓库
  3. 根据创建的仓库下操作指南，登录和提交镜像

打包镜像（离线版）

将 Docker 镜像保存到本地文件中，以及从本地文件中加载 Docker 镜像

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docker save -o 地址/压缩包名.tar 镜像名:版本号        # 将镜像打包到指定压缩包
docker load -i 压缩包名.tar                          # 从压缩包中添加 docker 镜像

Docker网络

原理

容器间和宿主主机可以相互通信

  1. docker 容器和宿主主机之间可以相互 ping 通
  2. docker 容器之间也可以相互通信

容器间通信的原理

docker 容器之间可以相互通信的原理，是使用了 veth-pair 技术

veth-pair：成对 的虚拟以太网设备（Virtual Ethernet Device），其中一个设备连接到 Linux 系统的网络命名空间中，另一个设备则连接到另一个网络命名空间中。这使得两个网络命名空间之间可以进行通信。
网络命名空间：每一个网络命名空间都有自己独立的网络资源，互相之间隔离，就像在不同的主机上一样。

  1. linux 上安装好了docker之后，linux 就会有一个 docker0 的虚拟网桥，该网桥连接了主机上的物理网卡和所有运行的 Docker 容器。【网桥：用于连接多个网络，实现不同网络间的数据转发】
  2. 容器实例化之后，容器内会有一个 虚拟网卡 veth1-1，同时宿主主机 linux 上也会新添一个 虚拟网卡 veth1-2，这两个网卡是通过 veth-pair 技术实现的，因此两个网卡可以相互通信
  3. 虚拟网卡 veth1-2 通过 docker0 虚拟网桥 可以与宿主主机linux物理网卡进行通信。
  4. 其他 docker 容器在宿主主机上生成的 虚拟网卡 veth，通过 docker0 虚拟网桥 可以相互通信，信息再通过 veth-pair 传输到容器中
  5. 容器删除后，相关的 veth-pair 都会自动删除
  1. 作用：不通过ip，使用容器名进行数据传输或ping
  2. 原理：在容器1中修改host文件，将向容器名2的请求，转发到容器2的ip
  3. 已经不建议使用
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docker run -d -P --name 容器名1 --link 容器名2 镜像名    # 配置通过容器名进行数据传输
docker exec -it 容器名1 ping 容器名2                    # 测试传输数据【成功】

自定义网络

优势：

  1. 同一网络下的容器可以相互通信
  2. 通信方式可以直接使用容器名，不用使用IP
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docker network ls                                     # 查看所有网络
docker network inspect 网络名                         # 查看网络的配置信息
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# 容器使用指定网络
docker run -d --name 容器名 镜像名                     # 启动容器默认使用 bridge 网络【如下】
docker run -d --name 容器名 --net bridge 镜像名        # 等同于不指定网络的默认启动方式【如上】【宿主主机默认网络名 bridge】
docker run -d --name 容器名 --net 网络名 镜像名        # 使用自定义网络
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# 创建网络
docker network create --driver bridge(网络模式) --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 网络名称

# 参数说明
--subnet       # 定义子网范围 【192.168.0.0/16】192.168.0.0——192.168.255.255
--gateway      # 定义网关

# 网络模式
bridge       # 桥接模式（默认）
none         # 不配置网络
host         # 和linux共享网络
container    # 容器间网络连通（用的少）

网络连通

作用：一个网络中的容器，希望与另一个网络的容器通信
原理：给容器配置另一个网络，即：一个容器配置两个或多个不同网段的IP

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docker network connect 网络名 容器名      # 将容器添加到新网络中

Docker Compose

Docker Swarm

CI/CD Jenkins