docker基础理论知识
Docker实现的两个基本理论知识
一、NameSpace:内核的实现技术，隔离机制。
●PID NameSpace:（隔离pid）每一个用户空间都有一个唯一的PID号，彼此之间不会干扰。从Linux2.6.24内核版本开始引入的，是一种最新的技术。
●Network NameSpace:真正起源于Linux2.6.29，实现与网络用户隔离的。（网络设备、网络线、端口资源隔离）
●User NameSpace:实现用户和用户组资源隔离的。Linux3.8
●IPC NameSpace: 进程间通信机制。多个用户之间的通信（信号量、消息队列和共享内存）也是隔离的。Linux 2.6.19
●UTC NameSpace: Linux 2.6.19 主机名和域名的隔离。
●Mount NameSpace: 实现挂载文件系统隔离的。Linux2.4.19
实现容器技术所需的API：
clone()克隆是实现线程的系统调用。
sents() 实现某个进程加入到某个NameSpace的。
unshare()非共享机制。进程脱离某个NameSpace。
二、CGroup: Linux Control GroupLinux2.6.24被收入到内核中去的。
内核级别，限制、控制与一个进程组群的资源；NameSpace实现上述6种隔离，CGroup实现在每个用户空间配配比资源。如每个用户空间之间的CPU个数，内存大小，以及硬件网络IO等
资源限制：CPU,内存，IO
功能：
Resouce limitation:资源限制；
Prioritization:优先级控制；
Accounting:审计和统计，主要为计费；
Control:挂起进程，恢复进程；
yum install libcgroup-tools
lssbusys -m
# lssubsys-m
cpuset /sys/fs/cgroup/cpuset
cpu,cpuacct /sys/fs/cgroup/cpu,cpuacct
memory /sys/fs/cgroup/memory
devices /sys/fs/cgroup/devices
freezer /sys/fs/cgroup/freezer
net_cls /sys/fs/cgroup/net_cls
blkio /sys/fs/cgroup/blkio
perf_event /sys/fs/cgroup/perf_event
hugetlb /sys/fs/cgroup/hugetlb CGroup的子系统（subsystem)：
blkio：设定块设备的IO限制；（主要是磁盘）
cpu: 设定CPU的限制；
cpuacct: 报告cgroup中所使用的CPU资源；
cpuset:为cgroup中的任务分配CPU和内存资源；
memory:设定内存的使用限制；
device:控制cgroup中的任务对设备的访问；
freezer:挂起或恢复cgroup中的任务；
net_cls:(classid),使用等级级别标识符来标记网络数据包，以实现基于tc完成对不同的cgroup中产生的流量控制;
perf_event:使用后使cgroup中的任务可以进行统一的性能测试；
hugetlb:对HugeTLB系统进行限制；
CGroups中的术语：
task(任务)：进程或线程
cgroup:一个独立的资源控制单位，可以包含一个或多个子系统；
subsystem:子系统
hierarchy:层级
三、AUFS: UnionFS 联合文件系统
UnioFS:把不同的物理位置的目录合并到同一个目录中。实现机制是叠加。类似于winpe,LVM
Another UFS.Alternative UFS,Adanced UFS (一个日本人写的）但是没有进入Linux内核中。
Docker是基于AUFS上的，在生产环境中没有AUFS的Docker是不建议使用的。centos不支持AUFS.
Device mapper: 类似于AUFS
Linux2.6内核引入的最重要的技术之一，用于在内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制；
Mapped Device
Mapping Table
Target Device
不建议在生产环境中应用。
四、Docker核心组件：
Docker:
2013,GOApache 2.0,dotCloud
基于C/S架构
Docker daemon
Docker daemon是Docker最核心的后台进程，它负责响应来自Docker clinet的请求，然后将这些请求翻译成系统调用完成容器管理的操作。
DockerClinet
Docker clinet是一个返泛称，用来向指定的Docker daemon发起请求，执行相应的容器管理操作。
Graph
graph组件负责维护已下载的镜像信息及他们之前的关系。
GraphDB
Docker daemon通过GraphDB记录它维护的所有容器（节点）以及它们之间的link关系（边），这也就是为什么这里采用了一个图结构来保存这些数据。
Driver
Docker daemon负责将用户请求转译成系统调用，进而创建和管理容器的核心进程。而在具体事项过程中，为了将这些系统调用抽象成容器管理驱动、网络管理驱动、文件存储驱动3种，分别对应为execdriver、networkdriver和graphdriver
centos6.5还是使用的是lxc:linux containers,
centos7已经全部替换成了libcontainer
几个核心组件概念：
image:镜像文件是只读的，用来创建container，一个镜像可以运行多个container;镜像文件可以通过Dockfile文件创建，也可以从docker hub/registry下载
repository
公共仓库：Docker hub/registry
私有仓库：docker registry
docker contanier:docker的运行实例。容器是一个隔离环境；
另外两个组件：
docker link: 容器网络等。
docker volume:容器实现数据持久机制。
五、docker安装
本文直接使用centos7来安装
Docker 软件包已经包括在默认的 CentOS-Extras 软件源里。因此想要安装 docker，只需要运行下面的 yum 命令：
# yum install docker 启动 Docker 服务
# systemctl start docker.service
# systemctl enable docker.service docker search:查找docker centos官方镜像。
# docker search centos
INDEX NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
docker.io docker.io/centos The official build of CentOS. 2777
docker.io docker.io/ansible/centos7-ansible Ansible on Centos7 90
docker.io docker.io/jdeathe/centos-ssh CentOS-6 6.8 x86_64 / CentOS-7 7.2.1511 x8... 43
docker.io docker.io/jdeathe/centos-ssh-apache-php CentOS-6 6.8 x86_64 - Apache / PHP / PHP M... 22
docker.io docker.io/nimmis/java-centos This is docker images of CentOS 7 with dif... 17
docker.io docker.io/consol/centos-xfce-vnc Centos container with "headless" VNC sessi... 14
docker.io docker.io/gluster/gluster-centos Official GlusterFS Image [ CentOS7 +Glus... 13
docker.io docker.io/million12/centos-supervisor Base CentOS-7 with supervisord launcher, h... 12
docker.io docker.io/nickistre/centos-lamp LAMP on centos setup 8
docker.io docker.io/torusware/speedus-centos Always updated official CentOS docker imag... 8
docker.io docker.io/kinogmt/centos-ssh CentOS with SSH 6
docker.io docker.io/egyptianbman/docker-centos-nginx-php A simple and highly configurable docker co... 5
docker.io docker.io/nathonfowlie/centos-jre Latest CentOS image with the JRE pre-insta... 4
docker.io docker.io/centos/mariadb55-centos7 3
docker.io docker.io/centos/tools Docker image that has systems administrati... 3
docker.io docker.io/consol/sakuli-centos-xfce Sakuli JavaScript based end-2-end testing ... 2
docker.io docker.io/blacklabelops/centos CentOS Base Image! Built and Updates Daily! 1
docker.io docker.io/darksheer/centos Base Centos Image -- Updated hourly 1
docker.io docker.io/harisekhon/centos-java Java on CentOS (OpenJDK, tags jre/jdk7-8) 1
docker.io docker.io/harisekhon/centos-scala Scala + CentOS (OpenJDK tags 2.10-jre7 - 2... 1
docker.io docker.io/timhughes/centos Centos with systemd installed and running 1
docker.io docker.io/januswel/centos yum update-ed CentOS image 0
docker.io docker.io/repositoryjp/centos Docker Image for CentOS. 0
docker.io docker.io/smartentry/centos centos with smartentry 0
docker.io docker.io/ustclug/centos USTC centos 0 douker pull 拉取镜像文件到本地
下载一个busybox镜像到本地，默认版本是latest
# docker pull busybox
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/busybox ...
latest: Pulling from docker.io/library/busybox
56bec22e3559: Pull complete
Digest: sha256:29f5d56d12684887bdfa50dcd29fc31eea4aaf4ad3bec43daf19026a7ce69912
Status: Downloaded newer image for docker.io/busybox:latest 下载一个centos镜像到本地，默认版本是latest
# docker pull centos
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/centos ...
latest: Pulling from docker.io/library/centos
8d30e94188e7: Pull complete
Digest: sha256:2ae0d2c881c7123870114fb9cc7afabd1e31f9888dac8286884f6cf59373ed9b
Status: Downloaded newer image for docker.io/centos:latest docker images:列出本地镜像
# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/busybox latest e02e811dd08f 3 weeks ago 1.093 MB
docker.io/centos latest 980e0e4c79ec 7 weeks ago 196.7 MB docker run：运行一个容器在交互模式下
# docker run -it busybox:latest /bin/sh
/ # ls
bin dev etc homeprocrootrun sys tmp usr var
/ # docker run:运行一个hello world程序，可以看到运行完成后，容器就终止了。应用结束了，容器就结束了。使命就完成了。
# docker run busybox:latest /bin/echo "hello world"
hello world
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
7b6f1bb9540c busybox:latest "/bin/echo 'hello wor" 21 seconds ago Exited (0) 20 seconds ago trusting_swanson run其他参数用法
docker run --name 给容器启用一个名字
-i，--interactive=false Keep STDIN open even if not attached 启动交互式模式
-t, tty=false启动一个伪终端
-d --detach=false 以守护进程后台运行程序
例子：启动一个名字叫做busybox，镜像为busybox:latest的终端
# docker run -it --name=busybox busybox:latest /bin/sh
/ # 例子停止容器：
# docker stop busybox
busybox
root@docker-vm ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
73f8bba68272 busybox:latest "/bin/sh" 3 minutes ago Exited (137) 28 seconds ago busybox 启动容器，并进入一个启动的容器中
attach：关联和附加至一个运行中的容器
# docker start 73f8bba68272
73f8bba68272
# docker attach 73f8bba68272 或者用
# docker start -i 73f8bba68272
/ # ifconfig
eth0 Link encap:EthernetHWaddr 02:42:AC:11:00:02
inet addr:172.17.0.2Bcast:0.0.0.0Mask:255.255.0.0
inet6 addr: fe80::42:acff:fe11:2/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICASTMTU:1500Metric:1
RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:648 (648.0 B)TX bytes:648 (648.0 B)
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1Mask:255.0.0.0
inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNINGMTU:65536Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:0 (0.0 B)TX bytes:0 (0.0 B)
总结run使用过程：
1、检查本地是否存在指定的镜像，不存在则从registry下载；
2、利用镜像启动容器
3、分配一个文件系统，并且在只读的镜像层之外挂载一个可读写层；
4、从宿主机配置的网络接口桥接一个虚拟接口
5、从地址池中分配一个地址给容器；
6、执行用户指定的应用程序；
7、程序执行完成后，容器即终止；
对于交互式模式启动的容器，终止可使用exit命令或者crtl+d
logs命令：获取一个容器的日志，获取其输出信息；
# docker logs 73f8bba68272
/ # ifconfig
eth0 Link encap:EthernetHWaddr 02:42:AC:11:00:02
inet addr:172.17.0.2Bcast:0.0.0.0Mask:255.255.0.0
inet6 addr: fe80::42:acff:fe11:2/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICASTMTU:1500Metric:1
RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:648 (648.0 B)TX bytes:648 (648.0 B)
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1Mask:255.0.0.0
inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNINGMTU:65536Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:0 (0.0 B)TX bytes:0 (0.0 B)
/ # ps
PID USER TIME COMMAND
1 root 0:00 /bin/sh
7 root 0:00 ps
docker ps:列出当前宿主机中运行的容器
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
731525df2a5d busybox:latest "/bin/sh" About a minute ago Up About a minute goofy_mcclintock docker 常用命令：
环境相关info,version
# docker info
Containers: 1
Running: 0
Paused: 0
Stopped: 1
Images: 1
Server Version: 1.10.3 #docker版本号
Storage Driver: devicemapper
Pool Name: docker-253:0-135130169-pool
Pool Blocksize: 65.54 kB
Base Device Size: 10.74 GB
Backing Filesystem: xfs
Data file: /dev/loop0
Metadata file: /dev/loop1
Data Space Used: 22.48 MB
Data Space Total: 107.4 GB
Data Space Available: 52.49 GB
Metadata Space Used: 593.9 kB
Metadata Space Total: 2.147 GB
Metadata Space Available: 2.147 GB
Udev Sync Supported: true
Deferred Removal Enabled: false
Deferred Deletion Enabled: false
Deferred Deleted Device Count: 0
Data loop file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data
WARNING: Usage of loopback devices is strongly discouraged for production use. Either use `--storage-opt dm.thinpooldev` or use `--storage-opt dm.no_warn_on_loop_devices=true` to suppress this warning.
Metadata loop file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/metadata
Library Version: 1.02.107-RHEL7 (2015-10-14)
Execution Driver: native-0.2
Logging Driver: journald
Plugins:
Volume: local
Network: null host bridge
Kernel Version: 3.10.0-327.el7.x86_64 #kernel版本信息
Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
OSType: linux
Architecture: x86_64
Number of Docker Hooks: 2
CPUs: 24 #cpu核心数
Total Memory: 125.7 GiB #主机内存大小
Name: docker-vm
ID: Z4Q6:MROS:ES5N:SYVJ:HOKQ:BOMI:DXRZ:PX7L:AMF4:OMO4:3YMC:TBLC
WARNING: bridge-nf-call-iptables is disabled
WARNING: bridge-nf-call-ip6tables is disabled
Registries: docker.io (secure) docker version列出版本相关信息
# docker version
Client:
Version: 1.10.3
API version: 1.22
Package version: docker-common-1.10.3-46.el7.centos.14.x86_64
Go version: go1.6.3
Git commit: cb079f6-unsupported
Built: Fri Sep 16 13:24:25 2016
OS/Arch: linux/amd64
Server:
Version: 1.10.3
API version: 1.22
Package version: docker-common-1.10.3-46.el7.centos.14.x86_64
Go version: go1.6.3
Git commit: cb079f6-unsupported
Built: Fri Sep 16 13:24:25 2016
OS/Arch: linux/amd64 系统维护相关：images,inspect,bulid,commit,pause/unpause,ps,rm,rmi,run,start/stop/restart,top,kill
日志信息相关：event,history,logs
Docker hub服务相关:login,logout,pull,push.search
例子：docker kill 一个容器
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
cfe1c1f31d40 centos:latest "/bin/bash" 3 minutes ago Up 3 minutes admiring_almeida
# docker killcfe1c1f31d40
cfe1c1f31d40
# docker ps
CONTAINER ID IMAGE 例子:docker ps -a 列出所有镜像文件，包括已退出的镜像
root@docker-vm ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
cfe1c1f31d40 centos:latest "/bin/bash" 9 minutes ago Exited (137) 6 minutes ago admiring_almeida
731525df2a5d busybox:latest "/bin/sh" 23 minutes ago Exited (0) 31 minutes ago goofy_mcclintock docker run --rm 当容器退出时自动删除此容器
# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
cfe1c1f31d40 centos:latest "/bin/bash" 9 minutes ago Exited (137) 6 minutes ago admiring_almeida
731525df2a5d busybox:latest "/bin/sh" 23 minutes ago Exited (0) 31 minutes ago goofy_mcclintock
# docker rm 731525df2a5d
731525df2a5d
# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
cfe1c1f31d40 centos:latest "/bin/bash" 13 minutes ago Exited (137) 9 minutes ago admiring_almeida docker commit创建一个修改后的容器镜像。创建一个用户
# docker run -it centos:latest /bin/bash
# useradd bjia
# id bjia
uid=1000(bjia) gid=1000(bjia) groups=1000(bjia)
# docker ps #查看这个镜像的ID
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
7cef59f68ead centos:latest "/bin/bash" 9 minutes ago Up 8 minutes grave_pike
# docker commit7cef59f68ead centos:newuser#创建一个名叫centos:newuser的容器镜像。
sha256:8c65e1448eb970ee1173a4b2f67ac31164ac94109e8b3ba1c2cef2addc4188fb
# docker images #查看后已经创建了新的newuser的镜像。
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos newuser 8c65e1448eb9 9 seconds ago 196.7 MB
docker.io/busybox latest e02e811dd08f 3 weeks ago 1.093 MB
docker.io/centos latest 980e0e4c79ec 7 weeks ago 196.7 MB 停止和删除之前的centos容器
# docker kill 7cef59f68ead
7cef59f68ead
# docker rm 7cef59f68ead 创建一个刚刚建立id=bjia的centos容器。可以看到bjia这个用户存在的。这就是commit的作用
# docker run -it --rm centos:newuser /bin/bash
# id bjia
uid=1000(bjia) gid=1000(bjia) groups=1000(bjia)
六、docker私有仓库
在另外一台机器上安装docker-registry
# yum -y install docker-registry
#启动服务
# systemctl start docker-registry.service
默认监听在5000端口上。
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 128 *:5000 *:*
LISTEN 0 128 对一个本地的镜像打一个TAG，名字叫busybox:1.2.1
# docker images;
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/registry latest c9bd19d022f6 2 weeks ago 33.27 MB
docker.io/busybox latest e02e811dd08f 4 weeks ago 1.093 MB
# docker tag e02e811dd08f 192.168.254.17:5000/busybox:1.2.1 push一个镜像到私有仓库,直接push会报错，如下：
# docker push 192.168.254.17:5000/busybox:1.2.1
The push refers to a repository
unable to ping registry endpoint https://192.168.254.17:5000/v0/
v2 ping attempt failed with error: Get https://192.168.254.17:5000/v2/: dial tcp 192.168.254.17:5000: getsockopt: no route to host
v1 ping attempt failed with error: Get https://192.168.254.17:5000/v1/_ping: dial tcp 192.168.254.17:5000: getsockopt: no route to host 因为默认使用https协议进行连接。如果不想用https访问可以如下修改
vim /etc/sysconfig/docker
ADD_REGISTRY='--add-registry 192.168.254.17:5000'#添加一个仓库IP地址和端口
INSECURE_REGISTRY='--insecure-registry 192.168.254.17:5000' #启用非安全方式连接
# systemctl restart docker#重启服务生
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