理解Docker（1）：Docker安裝和基礎(chǔ)用法詳細介紹

更新時間：2016年11月11日 09:17:07 作者：SammyLiu

本篇文章主要是介紹了Docker 安裝和基礎(chǔ)用法，對于想要需要的Docker的同學(xué)可以了解一下。

Docker是一個用了一種新穎方式實現(xiàn)的超輕量虛擬機，在實現(xiàn)的原理和應(yīng)用上還是和VM有巨大差別，專業(yè)的叫法是應(yīng)用容器（Application Container）。（我個人還是喜歡稱虛擬機）

1. 安裝

1.1 在 Ubuntu 14.04 上安裝 Docker

前提要求：

內(nèi)核版本必須是3.10或者以上

依次執(zhí)行下面的步驟：

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates
sudo apt-key adv --keyserver hkp://p80.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-keys 58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D
編輯 /etc/apt/sources.list.d/docker.list 文件，添加 deb https://apt.dockerproject.org/repo ubuntu-trusty main
sudo apt-get update
sudo apt-get purge lxc-docker
apt-cache policy docker-engine
apt-get upgrade
sudo apt-get install linux-image-extra-$(uname -r) linux-image-extra-virtual
sudo apt-get install docker-engine

至此，安裝過程完成。

運行 sudo service docker start 啟動 Docker 守護進程。

運行 docker version 查看 Docker 版本

root@devstack:/home/sammy# docker --version
Docker version 1.12.1, build 23cf638

啟動第一個容器：

啟動第一個Docker 容器 docker run hello-world

root@devstack:/home/sammy# docker run hello-world

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

它的運行成功也表明前面的安裝步驟都運行正確了。

以上內(nèi)容參考自 Docker 官網(wǎng)：https://docs.docker.com/engine/installation/linux/ubuntulinux/

1.2 Docker 到目前（2016/09/16）為止的版本歷史

2. Docker 的基本操作

2.1 Docker 容器的狀態(tài)機

一個容器在某個時刻可能處于以下幾種狀態(tài)之一：

created：已經(jīng)被創(chuàng)建（使用 docker ps -a 命令可以列出）但是還沒有被啟動（使用 docker ps 命令還無法列出）
running：運行中
paused：容器的進程被暫停了
restarting：容器的進程正在重啟過程中
exited：上圖中的 stopped 狀態(tài)，表示容器之前運行過但是現(xiàn)在處于停止狀態(tài)（要區(qū)別于 created 狀態(tài)，它是指一個新創(chuàng)出的尚未運行過的容器）。可以通過 start 命令使其重新進入 running 狀態(tài)
destroyed：容器被刪除了，再也不存在了

你可以在 docker inspect 命令的輸出中查看其詳細狀態(tài)：

"State": {
   "Status": "running",
   "Running": true,
   "Paused": false,
   "Restarting": false,
   "OOMKilled": false,
   "Dead": false,
   "Pid": 4597,
   "ExitCode": 0,
   "Error": "",
   "StartedAt": "2016-09-16T08:09:34.53403504Z",
   "FinishedAt": "2016-09-16T08:06:44.365106765Z"
  }

2.2 Docker 命令概述

我們可以把Docker 的命令大概地分類如下：

鏡像操作：
 build  Build an image from a Dockerfile
 commit Create a new image from a container's changes
 images List images
 load  Load an image from a tar archive or STDIN
 pull  Pull an image or a repository from a registry
 push  Push an image or a repository to a registry
 rmi  Remove one or more images
 search Search the Docker Hub for images
 tag  Tag an image into a repository
 save  Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)
 history 顯示某鏡像的歷史
 inspect 獲取鏡像的詳細信息

 容器及其中應(yīng)用的生命周期操作：
 create Create a new container （創(chuàng)建一個容器）  
 kill  Kill one or more running containers
 inspect Return low-level information on a container, image or task
 pause  Pause all processes within one or more containers
 ps  List containers
 rm  Remove one or more containers （刪除一個或者多個容器）
 rename Rename a container
 restart Restart a container
 run  Run a command in a new container （創(chuàng)建并啟動一個容器）
 start  Start one or more stopped containers （啟動一個處于停止狀態(tài)的容器）
 stats  Display a live stream of container(s) resource usage statistics （顯示容器實時的資源消耗信息）
 stop  Stop one or more running containers （停止一個處于運行狀態(tài)的容器）
 top  Display the running processes of a container
 unpause Unpause all processes within one or more containers
 update Update configuration of one or more containers
 wait  Block until a container stops, then print its exit code
 attach Attach to a running container
 exec  Run a command in a running container
 port  List port mappings or a specific mapping for the container
 logs  獲取容器的日志 
 
 容器文件系統(tǒng)操作：
 cp  Copy files/folders between a container and the local filesystem
 diff  Inspect changes on a container's filesystem
 export Export a container's filesystem as a tar archive
 import Import the contents from a tarball to create a filesystem image
 
 Docker registry 操作：
 login  Log in to a Docker registry.
 logout Log out from a Docker registry.
 
 Volume 操作
 volume Manage Docker volumes
 
 網(wǎng)絡(luò)操作
 network Manage Docker networks
 
 Swarm 相關(guān)操作
 swarm  Manage Docker Swarm
 service Manage Docker services
 node  Manage Docker Swarm nodes  
 
 系統(tǒng)操作： 
 version Show the Docker version information
 events Get real time events from the server (持續(xù)返回docker 事件)
 info  Display system-wide information （顯示Docker 主機系統(tǒng)范圍內(nèi)的信息）

比較有意思的幾個命令：

（1）容器從生到死整個生命周期

root@devstack:/home/sammy# docker create --name web31 training/webapp python app.py #創(chuàng)建名字為 web31 的容器
7465f4cb7c49555af32929bd1bc4213f5e72643c0116450e495b71c7ec128502
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' web31 #其狀態(tài)為 created
created
root@devstack:/home/sammy# docker start web31 #啟動容器
web31
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' web31 #其狀態(tài)為 running
running
root@devstack:/home/sammy# docker pause web31 #暫停容器
web31
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' web31
paused
root@devstack:/home/sammy# docker unpause web31 #繼續(xù)容器
web31
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' web31
running
root@devstack:/home/sammy# docker rename web31 newweb31 #重命名
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' newweb31
running
root@devstack:/home/sammy# docker top newweb31 #在容器中運行 top 命令
UID     PID     PPID    C     STIME    TTY     TIME    CMD
root    5009    4979    0     16:28    ?     00:00:00   python app.py
root@devstack:/home/sammy# docker logs newweb31 #獲取容器的日志
 * Running on http://0.0.0.0:5000/ (Press CTRL+C to quit)
root@devstack:/home/sammy# docker stop newweb31 #停止容器
newweb31
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' newweb31
exited
root@devstack:/home/sammy# docker rm newweb31 #刪除容器
newweb31
root@devstack:/home/sammy# docker inspect --format='{{.State.Status}}' newweb31
Error: No such image, container or task: newweb31

（2） docker stop 和 docker kill

在docker stop 命令執(zhí)行的時候，會先向容器中PID為1的進程發(fā)送系統(tǒng)信號 SIGTERM，然后等待容器中的應(yīng)用程序終止執(zhí)行，如果等待時間達到設(shè)定的超時時間（默認為 10秒，用戶可以指定特定超時時長），會繼續(xù)發(fā)送SIGKILL的系統(tǒng)信號強行kill掉進程。在容器中的應(yīng)用程序，可以選擇忽略和不處理SIGTERM信號，不過一旦達到超時時間，程序就會被系統(tǒng)強行kill掉，因為SIGKILL信號是直接發(fā)往系統(tǒng)內(nèi)核的，應(yīng)用程序沒有機會去處理它。

比如運行 docker stop web5 -t 20 命令后：

2016-09-16T16:01:18.206540853+08:00 container kill b3256ef1400a7f6a6f242e377a77af5e25d3b12237c4ee7c2e9b31a5f6437868 (image=training/webapp, name=web5, signal=15)
2016-09-16T16:01:38.212352224+08:00 container kill b3256ef1400a7f6a6f242e377a77af5e25d3b12237c4ee7c2e9b31a5f6437868 (image=training/webapp, name=web5, signal=9)
2016-09-16T16:01:38.235021315+08:00 container die b3256ef1400a7f6a6f242e377a77af5e25d3b12237c4ee7c2e9b31a5f6437868 (exitCode=137, image=training/webapp, name=web5)

能看到：

首先 docker 向容器發(fā)出 SIGTERM 信號（signal=15）
等待20秒（01:18 到 01:38）
再發(fā)送 SIGKILL 系統(tǒng)信號（signal = 9）
然后容器被殺掉了（die）

而 docker kill 命令會直接發(fā)出SIGKILL的系統(tǒng)信號，以強行終止容器中程序的運行。運行 docker kill web5 命令后：

2016-09-16T16:06:44.351086471+08:00 container kill b3256ef1400a7f6a6f242e377a77af5e25d3b12237c4ee7c2e9b31a5f6437868 (image=training/webapp, name=web5, signal=9)
2016-09-16T16:06:44.365116100+08:00 container die b3256ef1400a7f6a6f242e377a77af5e25d3b12237c4ee7c2e9b31a5f6437868 (exitCode=137, image=training/webapp, name=web5)
可見直接發(fā)出的是 SIGKILL 信號，容器立馬就被殺掉了。

（3）使用 docker cp 在 host 和 container 之間拷貝文件或者目錄

root@devstack:/home/sammy# docker cp /home/sammy/mydockerbuild/Dockerfile web5:/webapp #從 host 拷貝文件到 container 里面
root@devstack:/home/sammy#
root@devstack:/home/sammy# docker cp web5:/webapp/Dockerfile /home/sammy/Dockerfile #從 container 里面拷貝文件到 host 上
root@devstack:/home/sammy# ls /home/sammy
chroot devstack Dockerfile mongodbdocker mydockerbuild webapp

（4）docker export 和 import

docker export：將一個容器的文件系統(tǒng)打包為一個壓縮文件

root@devstack:/home/sammy# docker export web5 -o ./web5
root@devstack:/home/sammy# ls
chroot devstack Dockerfile mongodbdocker mydockerbuild web5 webapp

docker import：從一個壓縮文件創(chuàng)建一個鏡像

root@devstack:/home/sammy# docker import web5 web5img -m "imported on 0916"
sha256:745bb258be0a69a517367667646148bb2f662565bb3d222b50c0c22e5274a926
root@devstack:/home/sammy# docker history web5img
IMAGE    CREATED    CREATED BY   SIZE    COMMENT
745bb258be0a  6 seconds ago       324 MB    imported on 0916

2.3 docker run 命令

docker run 命令會創(chuàng)建一個容器并啟動它，它也是包含很多的參數(shù)，按照用途將它們分類如下：

cgroups 和 namespace 相關(guān)：
  --blkio-weight value   Block IO (relative weight), between 10 and 1000
  --blkio-weight-device value Block IO weight (relative device weight) (default [])
  --cgroup-parent string  Optional parent cgroup for the container
  --cpu-percent int    CPU percent (Windows only)
  --cpu-period int    Limit CPU CFS (Completely Fair Scheduler) period
  --cpu-quota int    Limit CPU CFS (Completely Fair Scheduler) quota
 -c, --cpu-shares int    CPU shares (relative weight)
  --cpuset-cpus string   CPUs in which to allow execution (0-3, 0,1)
  --cpuset-mems string   MEMs in which to allow execution (0-3, 0,1)
  --device-read-bps value  Limit read rate (bytes per second) from a device (default [])
  --device-read-iops value  Limit read rate (IO per second) from a device (default [])
  --device-write-bps value  Limit write rate (bytes per second) to a device (default [])
  --device-write-iops value  Limit write rate (IO per second) to a device (default [])
  --ipc string     IPC namespace to use
 -m, --memory string    Memory limit
  --memory-reservation string Memory soft limit
  --memory-swap string   Swap limit equal to memory plus swap: '-1' to enable unlimited swap
  --memory-swappiness int  Tune container memory swappiness (0 to 100) (default -1)
  --kernel-memory string  Kernel memory limit
 -u, --user string     Username or UID (format: <name|uid>[:<group|gid>])
  --userns string    User namespace to use
  --uts string     UTS namespace to use
 -h, --hostname string    Container host name
  --pid string     PID namespace to use
  --pids-limit int    Tune container pids limit (set -1 for unlimited)
  --isolation string   Container isolation technology
  --io-maxbandwidth string  Maximum IO bandwidth limit for the system drive (Windows only)
  --io-maxiops uint    Maximum IOps limit for the system drive (Windows only)
 
 linux process capabilities 相關(guān)參數(shù)：
  --cap-add value    Add Linux capabilities (default [])
  --cap-drop value    Drop Linux capabilities (default [])
 
 容器運行模式和環(huán)境相關(guān)：
 -d, --detach      Run container in background and print container ID
 -e, --env value     Set environment variables (default [])
  --env-file value    Read in a file of environment variables (default [])
 
 DNS 相關(guān)：
  --dns value     Set custom DNS servers (default [])
  --dns-opt value    Set DNS options (default [])
  --dns-search value   Set custom DNS search domains (default [])
 
 健康檢查相關(guān)：
  --health-cmd string   Command to run to check health
  --health-interval duration Time between running the check
  --health-retries int   Consecutive failures needed to report unhealthy
  --health-timeout duration  Maximum time to allow one check to run
  --no-healthcheck    Disable any container-specified HEALTHCHECK
  
 IP 和端口：
  --ip string     Container IPv4 address (e.g. 172.30.100.104)
  --ip6 string     Container IPv6 address (e.g. 2001:db8::33)
 -p, --publish value    Publish a container's port(s) to the host (default [])
 -P, --publish-all     Publish all exposed ports to random ports
  --expose value    Expose a port or a range of ports (default [])
  --mac-address string   Container MAC address (e.g. 92:d0:c6:0a:29:33)
  --add-host value    Add a custom host-to-IP mapping (host:ip) (default [])
  
 Volume 相關(guān)：
 -v, --volume value    Bind mount a volume (default [])
  --volume-driver string  Optional volume driver for the container
  --volumes-from value   Mount volumes from the specified container(s) (default [])
  --storage-opt value   Storage driver options for the container (default [])
 
 Network 有關(guān)：
  --network string    Connect a container to a network (default "default")
  --network-alias value   Add network-scoped alias for the container (default [])
  --link value     Add link to another container (default [])
  --link-local-ip value   Container IPv4/IPv6 link-local addresses (default [])
 
 日志有關(guān)：
  --log-driver string   Logging driver for the container
  --log-opt value    Log driver options (default [])
 
 交互性有關(guān)：
 -a, --attach value    Attach to STDIN, STDOUT or STDERR (default [])
 -i, --interactive     Keep STDIN open even if not attached
 
 OOM 有關(guān)： 
  --oom-kill-disable   Disable OOM Killer
  --oom-score-adj int   Tune host's OOM preferences (-1000 to 1000)
 
 其它（待更進一步分類）：
  --cidfile string    Write the container ID to the file
  --detach-keys string   Override the key sequence for detaching a container
  --device value    Add a host device to the container (default [])
  --disable-content-trust  Skip image verification (default true)
  --entrypoint string   Overwrite the default ENTRYPOINT of the image
  --group-add value    Add additional groups to join (default [])
  --help      Print usage
 -l, --label value     Set meta data on a container (default [])
  --label-file value   Read in a line delimited file of labels (default [])
  --name string     Assign a name to the container
  --privileged     Give extended privileges to this container
  --read-only     Mount the container's root filesystem as read only
  --restart string    Restart policy to apply when a container exits (default "no")
  --rm       Automatically remove the container when it exits
  --runtime string    Runtime to use for this container
  --security-opt value   Security Options (default [])
  --shm-size string    Size of /dev/shm, default value is 64MB
  --sig-proxy     Proxy received signals to the process (default true)
  --stop-signal string   Signal to stop a container, SIGTERM by default (default "SIGTERM")
  --sysctl value    Sysctl options (default map[])
  --tmpfs value     Mount a tmpfs directory (default [])
 -t, --tty       Allocate a pseudo-TTY
  --ulimit value    Ulimit options (default [])
 -w, --workdir string    Working directory inside the container

具體的內(nèi)容以后會有專門文件分析。

3. Doker 平臺的基本構(gòu)成
Docker 平臺基本上由三部分組成：