Docker学习笔记02

亦凉 2022-09-04 06:45 221阅读 0赞

### Docker学习笔记02 ###

*  Docker镜像详解
 *   *  UnionFS（联合文件系统）
     *  Docker镜像加载原理
     *  commit 镜像
 *  容器数据卷
 *   *  什么是容器数据卷
     *  作用
     *  使用
     *   *  指定路径挂载
         *  默认路径挂载
     *  
     *   *  卷的权限
 *  Dockerfile
 *   *   *  dockerfile命令
         *  使用 Dockerfile 定制镜像
         *  开始构建镜像
 *  Docker 容器互联
 *   *  新建网络
     *  新建容器连接到该网络
     *  不同网络间联通
 *  Springboot项目打包Docker镜像
 *  参考

# Docker镜像详解 #

## UnionFS（联合文件系统） ##

我们下载的时候看到的一层层就是这个!  
UnionFS (联合文件系统）: Union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**(unite several directories into a single virtualfilesystem)。Union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

## Docker镜像加载原理 ##

docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。  
bootis(boot file system)主要包含bootloader和kernel,bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之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，此时系统也会卸载bootfs。  
黑屏±–开机进入系统  
rootfs (root fle system)，在boots之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev, /proc, /bin, /etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu , Centos等等。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

为什么每个容器都很小呢？

对于一个精简的OS , rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的kerne|T自己只需要提供rootfs就可以了。由此可见对于不同的linux发行版, bootfs基本是一致的, rootfs会有差别,因此不同的发行版可以公用bootfs。

分层理解

可以观察一下下载一个镜像的时候的日志输出，会发现镜像资源是一层一层的在下载的。

![在这里插入图片描述][d8a467a5e2fc42d49bb86c80462f50b2.png_pic_center]

为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？  
最大的好处莫过于是资源共享了。比方说有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份 base 镜像，同时内存中也只需要加载一份 base 镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。（只需要去下载没有的层。）  
我们可以通过 docker inspect命令从 查看镜像分层  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

*  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镜像层。
 *  Docker 镜像都是**只读**的，当**容器启动**时，**一个新的可写层被加载到镜像的顶部**
 *  这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层

## commit 镜像 ##

创建镜像有两种方式，一种是再由镜像创建的容器的基础上做了修改后（通常是增加更多东西），然后讲该容器commit提交成一个镜像，之后就可以根据这个新的镜像直接创建容器。还有一种是根据Dockerfile来创建镜像，这个后面讲。

docker commit 提交容器成为一个新的副本

docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器id 目标镜像名\[tag\]

*  **案例：**
    
     *  **问题**：在 tomcat 容器的 webapps 下是没有文件的 ，每次启动的时候都要将 webapps.dist 目录下的内容拷贝到 webapps 目录下（cp -r webapps.dist/\* webapps/）
     *  **解决方案**：自己打包一个镜像，方便以后使用
    
    之前的实战中已经将webapps.dist 目录下的内容拷贝到 webapps 目录下了，现在只需要将该容器commit成一个镜像之后使用就可以了。
    
    在宿主机上执行命令：docker commit -a=“yh” -m=“add webappps content” 9179ed315114 yh/tomcat:v2
    
    实践如下：
    
        [root@muyi ~]# docker commit -a="yh" -m="add webappps content" 9179ed315114 yh/tomcat:v2
        sha256:18e6806965319e6ad7860afaf8a7b3226b30aa433ade2c253a8b9744826d9bfe
        [root@muyi ~]# docker images
        REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
        yh/tomcat             v2        18e680696531   6 seconds ago   673MB
        tomcat                9.0       710ec5c56683   3 days ago      668MB
        nginx                 latest    08b152afcfae   2 weeks ago     133MB
        mysql                 5.7       8cf625070931   2 weeks ago     448MB
        portainer/portainer   latest    580c0e4e98b0   4 months ago    79.1MB
        hello-world           latest    d1165f221234   5 months ago    13.3kB
        centos                latest    300e315adb2f   8 months ago    209MB
        elasticsearch         7.6.2     f29a1ee41030   16 months ago   791MB

到了这里常用的操作基本都会了，剩下的还有一些比较复杂的内容：

容器数据卷、DockersFile、Docker网络

# 容器数据卷 #

## 什么是容器数据卷 ##

docker的理念将运行的环境打包形成容器运行，运行可以伴随容器，但是我们对数据的要求是希望持久化，容器之间可以共享数据，Docker容器产生的数据，如果不通过docker commit生成新的镜像，使得数据作为容器的一部分保存下来，那么当容器被删除之后，数据也就没了，为了能够保存数据，在docker容器中使用卷。卷就是目录或者文件，存在于一个或者多个容器中，但是不属于联合文件系统，因此能够绕过Union File System提供一些用于持久化数据或共享数据的特点

## 作用 ##

卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立与容器的生命周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。  
特点：  
  1. 数据卷可以在容器之间共享和重用数据。  
  2. 卷的更改可以直接生效。容器的配置就可以直接在主机中编写而不需要进入容器了。  
  3. 数据卷的更改不会包含在镜像的更新中。  
  4. 数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止。  
容器的持久化  
容器间继承+共享数据

## 使用 ##

### 指定路径挂载 ###

docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录 镜像名

eg:

docker run -it -v /home/ceshi:/home centos /bin/bash

在/home/目录下新创建一个文件夹ceshi，然后与centos镜像新建的容器的/home目录**双向绑定**。一方修改后会立即同步，即使容器停止了，我们在主机中做了修改也会同步。

查看数据卷是否挂载成功。

docker inspect 容器ID，其中有Binds信息就成功了，

![在这里插入图片描述][7d399b09028a4477bcd0023fb0b676f4.png_pic_center]

实战安装mysql5.7

查看数据卷用dockers volume ls

[root@muyi home]# docker volume ls
    DRIVER    VOLUME NAME
    local     97443f8a2f7d76036e354fa3efcc624ffa1cfa59748002cf1d0f8fc2bb329396

使用docker inspect VOLUME NAME 能够查看该卷挂载在哪里。

[root@muyi home]# docker inspect 97443f8a2f7d76036e354fa3efcc624ffa1cfa59748002cf1d0f8fc2bb329396 
    [
        { 
            "CreatedAt": "2021-08-10T20:04:38+08:00",
            "Driver": "local",
            "Labels": null,
            "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/97443f8a2f7d76036e354fa3efcc624ffa1cfa59748002cf1d0f8fc2bb329396/_data",
            "Name": "97443f8a2f7d76036e354fa3efcc624ffa1cfa59748002cf1d0f8fc2bb329396",
            "Options": null,
            "Scope": "local"
        }
    ]

### 默认路径挂载 ###

##  ##

**匿名挂载**

\-v 容器内路径

docker run -d -P --name nginx01 -v /etc/nginx nginx

安装后通过 docker volume ls 查看所有数据卷的情况

具名挂载 （挂载时写上卷名与容器内路径）

docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx nginx

docker volume ls时就会会先卷名

**查看挂载目录**

方式一：

通过docker inspect+容器名 nginx02，查看宿主机juming-nginx 的完整路径

方式二：

也可以 docker volume inspect +宿主机挂载路径 juming-nginx 就能直接看到完整路径

所有的docker容器内的卷，没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volume/xxx/\_data

我们通过具名挂载可以方便的找到我们的一个卷，大多数情况都使用具名挂载

\#如何确定是具名挂载还是匿名挂载，还是指定路径挂载  
\-v 容器内路径 \#匿名挂载  
\-v 卷名：容器内路径 \#具名挂载  
\-v /宿主机路径：容器内路径 \#指定路径挂载

### 卷的权限 ###

通过 -v 容器路径：ro rw 改变读写权限

ro \#只读  
rw \#可读可写

docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx:ro nginx

只要看到ro 就说明这个路径智能通过宿主机来操作，容器 内部都是无法操作.(-P大写P表示的是匿名端口映射)

从容器上挂载，这样会更加方便 ,新创建的容器和之前的容器共享一个容器数据卷。

docker run -d -P --name nginx03 --volume-from nginx02 nginx

以上方式是在命令行中执行的，可以在dockerfile中写volume，这样就会直接创建了。

# Dockerfile #

可以在dockerhub中搜索一些镜像，然后点击其版本会跳转到github上对应的Dockerfile，可以参考他们的格式。

[Docker Dockerfile | 菜鸟教程 (runoob.com)][Docker Dockerfile _ _ _runoob.com]

构建镜像的方式有两种：一种是基于容器制作，另一种就是通过Dockerfile。

Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件，文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。

### dockerfile命令 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>FROM</td> 
   <td>指令用于指定其后构建新镜像所使用的基础镜像。FROM 指令必是 Dockerfile 文件中的首条命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RUN</td> 
   <td>在镜像的构建过程中执行特定的命令，并生成一个中间镜像。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>COPY</td> 
   <td>将从构建上下文目录中 &lt;源路径&gt; 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的<code>&lt;目标路径&gt;</code>位置。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ADD</td> 
   <td>ADD 指令和 COPY 的格式和性质基本一致。但是在 COPY 基础上增加了一些功能。比如<code>&lt;源路径&gt;</code>可以是一个 URL，这种情况下，Docker 引擎会试图去下载这个链接的文件放到<code>&lt;目标路径&gt;</code>去。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ENV</td> 
   <td>设置环境变量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EXPOSE</td> 
   <td>为构建的镜像设置监听端口，使容器在运行时监听</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>VOLUME</td> 
   <td>OLUME用于创建挂载点，即向基于所构建镜像创始的容器添加卷：</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>WORKDIR</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>USER</td> 
   <td>USER 用于指定运行镜像所使用的用户：可以使用用户名、UID 或 GID，或是两者的组合。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CMD</td> 
   <td>用于指定在容器启动时所要执行的命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ENTRYPOINT</td> 
   <td>ENTRYPOINT 用于给容器配置一个可执行程序。ENTRYPOINT 与 CMD 非常类似，不同的是通过<code>docker run</code>执行的命令不会覆盖 ENTRYPOINT，而<code>docker run</code>命令中指定的任何参数，都会被当做参数再次传递给 ENTRYPOINT。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LABEL</td> 
   <td>LABEL用于为镜像添加元数据，元数以键值对的形式指定：</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ONBUILD</td> 
   <td>ONBUILD用于设置镜像触发器：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。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 使用 Dockerfile 定制镜像 ###

**编写Dockerfile**

在一个空目录下，新建一个名为 Dockerfile 文件，并在文件内添加以下内容：

From centos
    MAINTAINER yh<515294355@qq.com>
    ENV MYPATH /usr/local
    WORKDIR $MYPATH
    
    RUN yum -y install vim
    RUN yum -y install net-tools
    
    EXPOSE 80
    
    CMD echo $MYPATH
    CMD echo "---end---"
    CMD /bin/bash
    
    LABEL version="version01"

> RUN指令每次都会构建一个中间层镜像

### 开始构建镜像 ###

docker build -f Dockerfile -t mycentos:0.1 .

其中-f指定dockerfile文件，如果dockerfile文件名就是Dockerfile ，那么可以省略-f Dockerfile。

\-t是给构建的镜像设置tag。

**.** 代表本次执行的上下文路径，

之后我们就可以查看我们自己构建的镜像了。

[root@muyi dockerfile]# docker images
    REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
    mycentos              0.1       76af58bb2371   8 minutes ago   303MB

现在使用我们自己的镜像创建容器

docker run -it mycentos:0.1

查看镜像构建的步骤

docker history 镜像id

Docker网络连接原理：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

只要安装docker，使用ip addr查看ip时就会看见docker0这个网卡。

docker守护进程就是通过docker0为docker容器提供网络连接的各种服务。docker0 就是Linux的虚拟网桥。网桥是OSI七层模型中的数据链路层的东西。

docker守护进程在一个容器启动时，实际上它要创建网络连接的两端。一端是在容器中的网络设备，而另一端是在运行docker守护进程的主机上打开一个名为veth\*的一个接口，用来实现docker这个网桥与容器的网络通信。

在同一宿主机下，docker的容器是通过虚拟网桥来进行连接的。那么在默认情况下，**在同一宿主机中运行的容器都是可以互相连接的**。

# Docker 容器互联 #

第一部分学习的端口映射相当于是容器和外部环境互联，使得容器能被外部访问。

这部分要学习的是容器之间相互访问。

默认情况下，**在同一宿主机中运行的容器都是可以互相连接的**。但是要基于ip，如果想要基于容器名来ping通，则需要使用其它方式，最开始的方式是在创建容器时使用–link 容器1Id 给创建的这个容器连接 容器1，但是使用link方式的话，实际上就是创建这个容器的时候在其host文件中添加了对容器1的映射，如果ip地址一换就不行了。

随着 Docker 网络的完善，强烈建议大家将容器加入自定义的 Docker 网络来连接多个容器，而不是使用 `--link` 参数。

## 新建网络 ##

下面先创建一个新的 Docker 网络。

$ docker network create -d bridge my-net

查看所有网络

docker network ls

![在这里插入图片描述][73f7bc64e8e24479a3dce6a42382134f.png_pic_center]

这里面有个bridge名字的网络，该网络实际上就是docker01所在的网络，如果如果我们创建容器时不声明其所属网络，则默认会加到这个默认网络中。

## 新建容器连接到该网络 ##

新建两个容器：tomcat01，tomcat02

docker run -itd  --name tomcat01 --network my-net  tomcat:9.0 /bin/bash
    docker run -itd  --name tomcat02 --network my-net  tomcat:9.0 /bin/bash

进入tomcat01，然后ping tomcat02，检验是否连接成功

docker exec -it tomcat01 /bin/bash
    ping tomcat02

![在这里插入图片描述][d1866bf17edd48c78713091d99181874.png_pic_center]

发现ping成功。

这里我又新创建了tomcat03，tomcat04并加到该网络my-net中，然后使用docker network inspect my-net命令可以查看my-net中的所有容器网络信息：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

发现他们都在一个网段内，ip地址从该网段内的2开始，因为1被分给网关了。

好处：

不同的集群创建不同的网络，保证容器间网络隔离。

如mysql集群一个网络，redis集群一个网络。

## 不同网络间联通 ##

既然会为容器创建不同的网络，那么不同的网络间如何通信呢？

首先，由于不同网络内的容器属于不同的网段，不能直接相连

这里我创建一个新的容器tomcat05，不指定其network，这样就会加入到默认网络bridge中，和docker01一个网段内，它和tomcat01-04就属于不同网段，不能直接通信。

docker run -itd --name tomcat05 tomcat:9.0 /bin/bash

然后进入该容器，ping 容器tomcat02的ip ：172.18.0.2，结果如下，证实不同network内的容器不能直连。

![在这里插入图片描述][9ea8b9dde65d485791f58f2d65f328f6.png_pic_center]

要想相连需要以下命令：

docker network connect \[OPTIONS\] NETWORK CONTAINER

实践：现在我们将tomcat05连接到my-net中，

docker network connect my-net tomcat05

然后再ping就发现ping通了，而且我们inspect tomcat05容器，会发现其network一栏中同时包括两个网络，相当于这个容器同时处于两个网络中。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

# Springboot项目打包Docker镜像 #

1.编写springboot项目

2.打包应用

maven里面的package打包，然后该目录下生成jar文件。

3.编写Dockerfile（根目录编写Dockerfile文件）

FROM java:8
    COPY *.jar /app.jar
    CMD ["--server.port=8080"]
    EXPOSE 8080
    ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

4.构建镜像（）

然后将Dockerfile文件和jar包放在一个空目录下，执行

docker build . t my-image .

之后就创建了这个镜像。

5.发布运行

docker run -d - P --name my-web-app my-image

运行之后查看该容器的IP地址

docker ps

然后根据ip地址去访问。如果是容器所在主机访问就直接curl localhost:容器映射端口即可

所以学习docker之后，交付给别的项目可以就是一个镜像。

多个镜像如何处理？Docker Compose | 菜鸟教程 (runoob.com)\](https://www.runoob.com/docker/docker-compose.html)

集权部署Swarm：[Swarm 集群管理 | 菜鸟教程 (runoob.com)][Swarm _ _ _ _runoob.com]

# 参考 #

https://www.runoob.com/docker/docker-container-connection.html  
https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4?p=39

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20220829/64eeef84cf4948af94b32f510c6fa16e.png
[d8a467a5e2fc42d49bb86c80462f50b2.png_pic_center]: /images/20220829/29c5badfb162448c8f705e1fbcbcec60.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20220829/130cba74527e4afeb1c9054e1125f70e.png
[7d399b09028a4477bcd0023fb0b676f4.png_pic_center]: /images/20220829/66d67890d2fa4fa98d592d8e773d0940.png
[Docker Dockerfile _ _ _runoob.com]: https://www.runoob.com/docker/docker-dockerfile.html
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20220829/c9395b2f136740aebc4267c887f35b4a.png
[73f7bc64e8e24479a3dce6a42382134f.png_pic_center]: /images/20220829/a96de9af4b324f478239711bc396749d.png
[d1866bf17edd48c78713091d99181874.png_pic_center]: /images/20220829/f84b4ca3e1eb405bb1db7085b330ac88.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20220829/0b291eb066214ec89cb4c7e942ca6aed.png
[9ea8b9dde65d485791f58f2d65f328f6.png_pic_center]: /images/20220829/5779b697442a40eebfced6b782f545f4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdoYW8yMDE2MDcwMzAxMDE_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20220829/d863c4ef8c3f4e02b59beedbe1cf7217.png
[Swarm _ _ _ _runoob.com]: https://www.runoob.com/docker/docker-swarm.html