Docker 最初的2小時(Docker從入門到入門)

2021-12-09 CSDN

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最初的2小時,你會愛上Docker,對原理和使用流程有個最基本的理解,避免滿世界無頭蒼蠅式找資料。本人反對暴風驟雨式多管齊下狂轟濫炸的學習方式,提倡迭代學習法,就是先知道怎麼玩,有個感性認識,再深入學習高級用法,深層原理,一輪輪迭代。堅決反對一上來就搞幾百頁厚的東西把人腦子弄亂。

Docker是什麼?

KVM, Virtualbox, Vmware是虛擬出機器,讓每個實例看到一個單獨的機器;而Docker是虛擬出作業系統,實現應用之間的隔離,讓各個應用覺得自己有一個自己的作業系統,而且彼此之間隔離。假設沒有Docker,然後有進程1和進程2,它們的運行將類似下圖,進程1和進程2共享kernel,它們是同一OS下2個進程,因此必須擁有不同PID,但是又共享網卡,共享IP位址,看到一樣的根文件系統(不chroot的情況下)等,可以用Linux IPC手段進程間通信。


有Docker的情況下,假設進程1和進程2運行於不同的容器,那麼進程1和進程2都覺得自己和對方沒有半毛錢關係,都覺得自己擁有自己的根文件系統,自己的網卡等,然後進程1和進程2的PID還可以一樣,比如假設2個都是100。但是,此100非彼100。


Virtualbox等虛擬機的思路則完全不一樣,如果進程1和進程2運行於不同的虛擬機,則作業系統都是雙份的,它們感覺自己在不同的虛擬電腦上面跑。


由於可見,Docker達到了類似虛擬機的效果,但是又沒有虛擬機的開銷,它虛擬的層次更加高。Docker不虛擬機器,僅僅虛擬應用的運行環境。

為什麼Docker也可以「虛擬化」?

虛擬化,本質上一種虛幻,給你一種幻覺,讓你覺得擁有的很多甚至擁有全世界,哪怕你實際是一隻螻蟻。

經過本人多年研究,虛擬化的技術分為2種,一種是虛擬一個世界,第二個是虛擬一個氛圍。

比如我們在現實生活裡面是個屌絲,但是在虛擬人生的遊戲裡面,我們可以是王思聰++,集美貌智慧財富正義於一生。虛擬人生的遊戲,構建一個整個的新世界,這個世界,人人有房住,天下沒有賊。那麼這個就是硬體都變了,你的內核都變了。這個是Virtualbox,KVM這種虛擬出一個新世界的思路。

虛擬一個氛圍,是Docker的做法。例如貴公司的Linux部門以前只有3,4個工程師,然後有一個manager,後來有30個人了,你就可以分什麼內核組、驅動組、應用組等更多的組,然後又多出幾個manager。這種組,類似於名稱空間,在每一個單獨名稱空間的manager,都覺得自己是個manager,於是他會爽那麼一點點。

最開始是這樣的:


後來是這樣的:


如果這樣還不夠,還可以搞音效卡驅動組manager,網卡驅動組manager,反正可以不停地搞。大家在各自的Container裡面佔山為王。

Docker就是這樣的名稱空間讓各自在同樣的Linux平臺上面各自暗爽,裝到你自己的容器裡面爽。

安裝Docker

如果是Windows主機,可以下載docker-toolbox一路安裝,安裝過程中如果提示什麼錯,可以把360等類似軟體關閉。Windows安裝好Docker後,使用Docker Quickstart Terminal運行。


如果是Ubuntu,可以按照https://docs.docker.com/engine/installation/linux/ubuntu/網頁進行安裝。最簡單的Ubuntu 16.04就是命令:sudo apt-get update&& apt-get install docker。

Ubuntu安裝Docker後,可以把當前用戶加到Docker用戶組以便當前用戶也有權限操作Docker client和host之間的通信socket(之後請重啟Docker相關服務):

為了裝逼需要,我們在Docker Hub網頁註冊一個用戶名,我註冊的用戶名是21cnbao。這樣以後,就可以自己提交自己的image了。


Docker的架構

Docker中可能涉及到3個機器或者更多機器,一個運行Docker命令的client, 一個包含images並以容器(container)形式運行image的主機,一個Docker的images倉庫。client與Docker host上面的Docker daemon通信。當然Docker client和host可以運行於一臺機器(我們做實驗的時候是一臺),默認的Docker倉庫是Docker Hub。


一般的流程中,client發pull命令從倉庫把image拉到Docker host,然後通過run命令指揮image到host上面弄一個container來跑這個image。

當然也可以是相反的流程,client 通過build命令在host上面創建一個自己的image,然後通過push命令把image推到倉庫。之後這個image可以被別的人或者自己pull。

image到底是個什麼鬼?

Docker鏡像是一個特殊的文件系統,提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外,還包含了一些為運行時準備的一些配置參數(如匿名卷、環境變量、用戶等)。image為特定目的而生,比如弄了個nginx的image後,這個image就把nginx的東西包羅萬象了,無論是張三、王五、六麻子還是七癩子,無論它是什麼電腦,什麼作業系統,只要支持Docker,它把這個nginx的image下載下來後,拿Docker run命令就可以弄容器跑nginx了。這樣,用戶就不用裝nginx以及它依賴的一切包了(通常裝一個軟體弄依賴也能把你弄地煩躁死了)。這樣看起來,Docker實在是居家旅行,殺人越貨之必備良器也!

 

鏡像構建時,會一層層疊加,前一層是後一層的基礎。


每一層構建完就不會再發生改變,後一層上的任何改變只發生在自己這一層。比如,刪除前一層文件的操作,實際不是真的刪除前一層的文件,而是僅在當前層標記為該文件已刪除。所以這個很類似Git裡面這一次提交相對於上一次提交的diff:


這些疊加的最後一層就是container,所以你在container裡面改了文件,其實不會進image。

一次完整的Docker實作

說了那麼多後,我們必須親自動手玩了。下面把pull,run,build,push都玩一次,破除神秘感。一個典型的運行流程如下:

1. client用pull命令從倉庫把image拉到Docker host

docker pull的格式是:

docker pull[選項] [Docker Registry地址]  <倉庫名>:<標籤名>

默認地址是 DockerHub。 倉庫名:這裡的倉庫名是兩段式名稱,既 / ,「/」前面一般是用戶名。對於 Docker Hub,如果不給出用戶名,則默認為 library ,也就是官方鏡像。

下載 Ubuntu14.04的image(以Ubuntu為例):

運行docker images命令看看下載的images:

2. 在Docker host上面運行Ubuntu 14.04於containers

我們現在運行Ubuntu14.04中的bash shell,因為Docker運行image於容器時,需要指定主進程(本例的主進程為bash)。

在終端1上面運行

在終端2上面運行


這樣我們就運行了Ubuntu14.04這個image的2次實例(得到2個容器), Linux下面的ps命令是看進程的,Docker下面就是看image的實例容器了。

image和container之間的關係類似程序與進程之間的關係,一個靜若處子,一個動如脫兔。比如程序QQ,運行一次就是1個QQ進程,再運行一個QQ就是第2個QQ進程。同樣道理,一個image也可以運行多份container。

3. 構建自己的image


現在想在Ubuntu 14.04中增加vim和gcc,構建一個增量image,因為目前的Ubuntu image裡面沒有這樣的命令:


於是在Ubuntu 14.04這個image基礎上面,疊加一層,然後把它提交到Docker hub的21cnbao的倉庫。

我們需要在客戶端電腦上面創建一個Dockerfile文件(該文件用於描述image),以實現在現有的Ubuntu 14.04上面做增量的目的。


用vim編輯Dockerfile,添加如下內容:

RUN 指令的含義是在指定在源image內執行一條命令,本例更新APT 緩存,並且安裝vim和 gcc以形成一個增量image。

下面build這個image:


下面運行21cnbao/myubuntu 14.04這個鏡像:

  

發現gcc和vim都有了:

4. 通過docker push把image提交到倉庫


在Docker hub上面創建一個倉庫myubuntu,該倉庫創建後,全名將為21cnbao/myubuntu。

下面push這個image到Docker Hub,之前我們需要登錄到Docker Hub:

下面開始push:

通過Docker Hub進哥的倉庫看一眼,發現大功告成了。



2小時結束,相信你已經愛上Docker。相愛容易相處難,痛苦才剛剛開始。人生若只如初見,何事秋風悲畫扇。等閒變卻故人心,卻道故人心易變。

 

後面如果有時間,再完成一個《Docker 相處的8小時》。

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