Linux运维：docker(2)-镜像与容器

docker镜像概述

操作系统分为内核kernel和用户空间。对于Linux而言，内核(bootfs)启动后会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而docker镜像，就相当于是一个root文件系统(rootfs)。

• bootfs:用于系统引导的文件系统，包括bootloader和kernel,容器启动完成后会被卸载以节约内存资源
• rootfs:位于bootfs之上，表现为docker容器的根文件系统

镜像原理

镜像的root文件系统被设计为分层存储的架构。镜像在构建时，会一层一层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只会发生在自己这一层。

分层存储的特征使得镜像的复用，定制变得更加容易。可以使用构建好的镜像作为基础层，再进一步的添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。
简单来说，镜像是：

• 文件和metedata的集合(rootfs)
• 镜像是分层存储的，并且每一层都可以添加改变删除文件，成为一个新的镜像
• 不同镜像可以共享相同的layer(层)
• 镜像本身是read-only的

镜像获取

镜像的获取方式:

• 从镜像仓库(registry)获取
• 通过commit命令将容器保存为镜像
• 通过Dockerfile定制容器(推荐使用)
• 通过rootfs压缩包导入
• docker save和docker load命令

镜像管理

从Registry拉取镜像
在docker hub上有大量高质量的镜像可以使用，从镜像仓库拉取镜像的命令格式是:

docker pull [选项] [Docker Registry 地址[:端口号]/]仓库名[:标签]

镜像的名称格式

• Docker镜像仓库地址:<域名/IP>[:端口号]，默认地址是docker hub
• 仓库名:<用户名>/<软件名>，对于docker hub，如果不给出用户名，默认是library,也就是官方镜像
• 标签:标签一般是镜像的版本信息，不指定标签默认是latest

例如:docker pull centos

$ docker pull centos
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/centos
a02a4930cb5d: Pull complete 
Digest: sha256:184e5f35598e333bfa7de10d8fb1cebb5ee4df5bc0f970bf2b1e7c7345136426
Status: Downloaded newer image for centos:latest

这条命令没有给出镜像仓库地址，默认从Docker Hub上获取。而镜像名称是centos，因此会获取官方镜像library/centos中标签为latest的镜像

配置镜像加速器
因为docker hub地址是在国外，从国内拉取镜像仓库中的镜像会比较慢，此时可以配置镜像加速器。
目前Docker官方和国内的云服务商都有提供国内加速服务。

• Docker官方提供的中国加速器
• 阿里云加速器

配置阿里云加速器为例:
环境说明

系统环境:centos7

docker版本:Docker version 18.03.0-ce

创建目录文件

$ mkdir -p /etc/docker
$ vim /etc/docker/daemon.json

添加配置内容,配置内容在阿里云容器镜像服务中可以获取，每个阿里云账号都有自己的镜像加速器。

{
  "registry-mirrors": ["https://这里的配置每个人都有.mirror.aliyuncs.com"]
}

然后就是重新加载文件和重启docker,就可以了

$ systemctl daemon-reload
$ systemctl restart docker

列出镜像
列出本地镜像的命令是:

$ docker image ls

或者

$ docker images

删除镜像
删除本地镜像的命令:

$ docker image rm [选项] <镜像1> [<镜像2> ...]

镜像可以是镜像短ID，长ID，镜像名或者镜像摘要。
下面看$ docker images列出的镜像信息。

$ docker images
REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
centos                       latest              1e1148e4cc2c        2 months ago        202MB
busybox                      latest              59788edf1f3e        4 months ago        1.15MB
django-compose_web           latest              cfd70f0cb009        5 months ago        969MB
postgres                     latest              ac25c2bac3c4        5 months ago        228MB
my-compose_web               latest              4867e7c35cc9        5 months ago        86.5MB

其中REPOSITORY+TAG称为镜像名，IMAGE ID是镜像ID，取前几位就是镜像短ID。
比如用镜像名删除centos镜像:

$ docker image rm centos:latest
Untagged: centos:latest
Untagged: centos@sha256:184e5f35598e333bfa7de10d8fb1cebb5ee4df5bc0f970bf2b1e7c7345136426
Deleted: sha256:1e1148e4cc2c148c6890a18e3b2d2dde41a6745ceb4e5fe94a923d811bf82ddb
Deleted: sha256:071d8bd765171080d01682844524be57ac9883e53079b6ac66707e192ea25956

使用镜像短ID删除镜像：

$ docker image rm 59788ed
Untagged: busybox:latest
Untagged: busybox@sha256:2a03a6059f21e150ae84b0973863609494aad70f0a80eaeb64bddd8d92465812
Deleted: sha256:59788edf1f3e78cd0ebe6ce1446e9d10788225db3dedcfd1a59f764bad2b2690
Deleted: sha256:8a788232037eaf17794408ff3df6b922a1aedf9ef8de36afdae3ed0b0381907b

可以看到busybox这个镜像已经被删除。

也可以类似管道一样，结合其他命令的结果来删除镜像，比如docker image ls -q，先看看这个命令的执行结果。

$ docker image ls -q python
449d3495be0e
825141134528
825141134528
40792d8a2d6d

这个命令执行返回本地镜像中所有python镜像的镜像ID，有了ID就可以结合docker image rm来删除了。

docker image rm $(docker image ls -q)

这条命令对想要成批删除镜像很有帮助。
给镜像打标签
给镜像打标签的命令是docker tag 原镜像 新镜像名:标签，注意，打标签会新生成一个镜像，而且这个新的镜像ID和原镜像一样。
注意：镜像的唯一标识是其ID和摘要，一个镜像可以有多个标签。当删除镜像的时候，实际上是删除某个标签的镜像。

$ docker tag busybox busybox:version1
$ docker images
REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
busybox                      latest              d8233ab899d4        12 days ago         1.2MB
busybox                      version1            d8233ab899d4        12 days ago         1.2MB

启动镜像为容器
启动镜像为容器的命令，列举常用的一条命令：
docker run -itd (镜像名/ID/镜像摘要)

$ docker run -itd busybox
aa6ef78ae7b93704cbf9f99e184c2e2cb53924d693ca67c370fa74f52ff38d15

上面示例启动了busybox镜像为容器，不添加标签说明默认启动busybox:latest。
选项说明：

• -i表示让容器的标准输入打开，
• -t表示分配一个伪终端，
• -d表示后台启动。

要把-i -t -d 放到镜像名字前面。
查看运行状态的容器
查看容器运行状态使用docker ps只能查看运行中的容器,-a选项查看全部容器，包括未运行的容器。

$ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                  NAMES
aa6ef78ae7b9        busybox             "sh"                     23 minutes ago      Up 23 minutes                              thirsty_brattain
ee0034f44bc6        wordpress:latest    "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour    0.0.0.0:8000->80/tcp   wordpress-compose_wordpress_1
cbcb7baa5b2f        mysql:5.7           "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour    3306/tcp, 33060/tcp    wordpress-compose_db_1

$ docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS                     NAMES
aa6ef78ae7b9        busybox              "sh"                     23 minutes ago      Up 23 minutes                                         thirsty_brattain
341ea8ff6424        django-compose_web   "python3 manage.py r…"   5 months ago        Exited (137) 5 months ago                             django-compose_web_1
bffde084f040        django-compose_web   "django-admin.py sta…"   5 months ago        Exited (0) 5 months ago                               django-compose_web_run_1
0f68cb4ccae0        postgres             "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Exited (0) 5 months ago                               django-compose_db_1
ee0034f44bc6        wordpress:latest     "docker-entrypoint.s…"   5 months ago        Up About an hour            0.0.0.0:8000->80/tcp      wordpress-compose_wordpress_1

使用commit构建镜像

镜像是容器的基础，每次执行 docker run 的时候都会指定哪个镜像作为容器运行的基础。

镜像是多层存储，每一层是在前一层的基础上进行的修改；
而容器同样也是多层存储，是在以镜像为基础层，在其基础上加一层作为容器运行时的存储
层。
因此，在运行的容器对容器进行添加修改操作，也就是修改容器的存储层，docker提供了commit命令可以将容器存储层保存下来称为镜像。用例子看一下吧:
首先启动一个nginx镜像：

docker run --name webser -d -p 9000:80 nginx

这条命令会启动一个nginx镜像并命名为webser，把本地的9000端口映射到容器内的80端口，这样可以用浏览器去访问。

现在对这个webserver的默认界面进行修改。
进入容器，进行修改

$ docker exec -it webser bash
root@432bcf4daf84:/# echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
root@432bcf4daf84:/# exit

重新访问可以看到改变。

我们修改了这个容器的存储层，接下来就可以使用commit命令来保存为镜像了。
docker commit的命令格式是：
docker commit [选项] <容器ID或容器名> [<仓库名>[:<标签>]]
将上面修改的nginx容器保存提交为镜像:

$ docker commit -a "mori" -m "修改了默认网页" webser nginx:v2
sha256:25d8d84191b7e2ecbfb3c387797c47c1fa631386c418f63b78ab88067f62e365

-a也就是author，上面-a也可以改成--author,指定作者信息
-m是--message,可以改成--message ，说明
webser是容器名称，也可以是容器id，容器id通过docker ps查看
nginx:v2就是保存的镜像名称。

$ docker images
REPOSITORY                   TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
nginx                        v2                  25d8d84191b7        6 minutes ago       109MB

可以看到镜像已经保存在本地了。接下来停止刚刚启动的nginx容器

$ docker stop webser

再启动新保存的镜像nginx:v2

$ docker run --name webser2 -d -p 9000:80 nginx:v2

浏览器访问，结果不是nginx默认网页，而是修改后的界面。

注意：docker commit虽然可以很好理解镜像的构成，但是尽量不要用，虽然上面只是简单修改了网页文件，但是使用docker diff webser 可以发现有很多文件被改动或者添加，这会使镜像变得臃肿。

通过压缩包导入创建镜像

首先去下载一个压缩包
http://openvz.org/Download/te... //下载速度不快，我下载了一个centos6的模板

下载完导入该镜像的命令为：

$ cat centos-6-x86-minimal.tar.gz|docker import - centos6

docker images查看导入的镜像

把现有镜像，导出为一个文件：

$ docker save -o moli_nginx.tar nginx 

我们还可以用该文件恢复本地镜像：

$ docker load --input  moli_nginx.tar  #或者
$ docker load <  moli_nginx.tar

镜像构建之Dockerfile

Dockerfile是什么？
Dockerfile是用来构建docker镜像的镜像文件，是由一系列命令和参数构成的脚本。
构建步骤

• 手动编写一个Dockerfile文件(这个文件最好创建在一个空白目录下)，必须符合Dockerfile文件规范
• 有了这个文件后，使用docker build命令生成一个自定义的镜像
• 然后就docker run

这个Dockerfile文件长什么样？
以centos为例，文件内容如下：

FROM scratch
ADD centos-7-docker.tar.xz /

LABEL org.label-schema.schema-version="1.0" \
    org.label-schema.name="CentOS Base Image" \
    org.label-schema.vendor="CentOS" \
    org.label-schema.license="GPLv2" \
    org.label-schema.build-date="20181205"

CMD ["/bin/bash"]

所谓定制镜像，也就是在一定镜像的基础上，而FROM指令的作用就是指定基础镜像。基础镜像是必须指定的，而且必须是Dockerfile文件的第一条指定。关于其他指令见下面。

Dockerfile文件中常见的指令

指令	说明
FROM	指定基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的
MAINTAINER	镜像维护者的姓名和邮箱地址
RUN	容器构建时需要运行的命令
EXPOSE	当前容器对外暴露的端口
WORKDIR	指定在创建容器后，终端默认登录进来的工作目录，一个落脚点
ENV	用来在构建镜像过程中设置环境变量，这个变量可以被后续的RUN命令，WORKDIR命令使用
ADD	将宿主机目录下的文件拷贝进镜像并且ADD命令会自动处理URL和解压tar压缩包
COPY	类似ADD命令，拷贝目录文件到镜像中
VOLUME	容器数据卷，用于数据保存和持久化工作
CMD	指定一个容器启动时要运行的命令，Dockerfile中可以有多个CMD，但只有最后一个生效，CMD会被docker run之后的参数替换掉
ENTRYPOINT	和CMD类似，都是指定一个容器启动时要运行的命令，不过他不会被替换，而是追加
ONBUILD	当构建一个被继承的Dockerfile时运行命令，父镜像在被子继承后父镜像的onbuild被触发