ubuntu 16.04 (+) Docker 安裝——入門實戰

轉自：https://blog.csdn.net/bskfnvjtlyzmv867/article/details/81044217

簡介

Docker是一種新興的虛擬化技術，能夠一定程度上的代替傳統虛擬機。不過，Docker 跟傳統的虛擬化方式相比具有衆多的優勢。我也將Docker類比於Python虛擬環境，可以有效的配置各個版本的開發環境，比如深度學習與Java環境。

其他的Docker簡介也不需要過多介紹，可以參考很流行的《Docker — 從入門到實踐》。關於博客，文末列出了最近在掘金上看到的一些入門類型文章。

優勢

本人主要想用來配置開發環境，由於實驗室機器系統環境版本等衝突的問題。

先用一張Docker — 從入門到實踐裏的圖整體感受一下其獨特的優勢：

由於本人才疏學淺，這裏便再節選一些原文中話具體描述Docker強大所在。個人感覺在入門完Docker再回頭重新認識一下下面所述的五個優勢相關解釋，會對Docker的認識有更深的理解。

更高效的利用系統資源：由於容器不需要進行硬件虛擬以及運行完整操作系統等額外開銷，Docker 對系統資源的利用率更高。無論是應用執行速度、內存損耗或者文件存儲速度，都要比傳統虛擬機技術更高效。因此，相比虛擬機技術，一個相同配置的主機，往往可以運行更多數量的應用。
更快速的啓動時間：傳統的虛擬機技術啓動應用服務往往需要數分鐘，而Docker 容器應用，由於直接運行於宿主內核，無需啓動完整的操作系統，因此可以做到秒級、甚至毫秒級的啓動時間。大大的節約了開發、測試、部署的時間。
一致的運行環境：開發過程中一個常見的問題是環境一致性問題。由於開發環境、測試環境、生產環境不一
致，導致有些bug 並未在開發過程中被發現。而Docker 的鏡像提供了除內核外完整的運行時環境，確保了應用運行環境一致性，從而不會再出現「這段代碼在我機器上沒問題啊」這類問題。
持續交付和部署：Docker是build once，run everywhere. 使用Docker 可以通過定製應用鏡像來實現持續集成、持續交付、部署。開發人員可以通過Dockerfile 來進行鏡像構建，並結合持續集成(Continuous Integration) 系統進行集成測試，而運維人員則可以直接在生產環境中快速部署該鏡像，甚至結合持續部署(Continuous Delivery/Deployment) 系統進行自動部署。
更輕鬆的遷移：Docker 使用的分層存儲以及鏡像的技術，使得應用重複部分的複用更爲容易，也使得應用的維護更新更加簡單，基於基礎鏡像進一步擴展鏡像也變得非常簡單。此外，Docker 團隊同各個開源項目團隊一起維護了一大批高質量的官方鏡像，既可以直接在生產環境使用，又可以作爲基礎進一步定製，大大的降低了應用服務的鏡像製作成本。使用Dockerfile 使鏡像構建透明化，不僅僅開發團隊可以理解應用運行環境，也方便運維團隊理解應用運行所需條件，幫助更好的生產環境中部署該鏡像。

II. Docker中基本概念

鏡像(Image)

鏡像，從認識上簡單的來說，就是面向對象中的類，相當於一個模板。從本質上來說，鏡像相當於一個文件系統。Docker 鏡像是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些爲運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會被改變。

容器(Container)

容器，從認識上來說，就是類創建的實例，就是依據鏡像這個模板創建出來的實體。容器的實質是進程，但與直接在宿主執行的進程不同，容器進程運行於屬於自己的獨立的命名空間。因此容器可以擁有自己的root 文件系統、自己的網絡配置、自己的進程空間，甚至自己的用戶ID 空間。容器內的進程是運行在一個隔離的環境裏，使用起來，就好像是在一個獨立於宿主的系統下操作一樣。這種特性使得容器封裝的應用比直接在宿主運行更加安全。

倉庫(Repository)

倉庫，從認識上來說，就好像軟件包上傳下載站，有各種軟件的不同版本被上傳供用戶下載。鏡像構建完成後，可以很容易的在當前宿主機上運行，但是，如果需要在其它服務器上使用這個鏡像，我們就需要一個集中的存儲、分發鏡像的服務，Docker Registry 就是這樣的服務。

Docker版本

Docker 劃分爲CE 和EE。CE 即社區版（免費，支持週期三個月），EE 即企業版，強調安全，付費使用。Docker在1.13 版本之後，從2017年的3月1日開始，版本命名規則變爲如下：

項目	說明
版本格式	YY.MM
Stable版本	每個季度發行
Edge版本	每個月髮型

Docker CE 每月發佈一個Edge 版本(17.03, 17.04, 17.05…)，每三個月發佈一個Stable 版本(17.03, 17.06, 17.09…)，Docker EE 和Stable 版本號保持一致，但每個版本提供一年維護。

分層存儲

因爲鏡像包含操作系統完整的root 文件系統，其體積往往是龐大的，因此在Docker設計時，就充分利用Union FS 的技術，將其設計爲分層存儲的架構。所以嚴格來說，鏡像並非是像一個ISO 那樣的打包文件，鏡像只是一個虛擬的概念，其實際體現並非由一個文件組成，而是由一組文件系統組成，或者說，由多層文件系統聯合組成。

鏡像構建時，會一層層構建，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爲該文件已刪除。在最終容器運行的時候，雖然不會看到這個文件，但是實際上該文件會一直跟隨鏡像。因此，在構建鏡像的時候，需要額外小心，每一層儘量只包含該層需要添加的東西，任何額外的東西應該在該層構建結束前清理掉。

分層存儲的特徵還使得鏡像的複用、定製變的更爲容易。甚至可以用之前構建好的鏡像作爲基礎層，然後進一步添加新的層，以定製自己所需的內容，構建新的鏡像。

III. 安裝Docker

Win10

下載：https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/

Docker支持64 位版本的Windows 10 Pro，且必須開啓Hyper-V。開啓方式爲：打開“控制面板”->“程序”-> “啓動或關閉Windows功能”，找到Hyper-V並勾選，確定重啓電腦。

安裝下載好的Docker for Windows Installer.exe，如下：

鑑於國內網絡問題，後續拉取Docker鏡像十分緩慢，需要配置國內鏡像加速，在系統右下角托盤Docker 圖標內右鍵菜單選擇Settings，打開配置窗口後左側導航菜單選擇Daemon，在Registry mirrors 一欄中填寫加速器地址
https://registry.docker-cn.com ，之後點擊Apply保存後Docker就會重啓並應用配置的鏡像地址了。

Ubuntu16.04+

在Ubuntu系統中安裝較爲簡單，官方提供了腳本供我們進行安裝。

sudo apt install curl
curl -fsSL get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh --mirror Aliyun

執行這個命令後，腳本就會自動的將一切準備工作做好，並且把Docker CE 的Edge版本安裝在系統中。

啓動Docker CE

sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker

建立docker 用戶組

默認情況下，docker 命令會使用Unix socket 與Docker 引擎通訊。而只有root 用戶和docker 組的用戶纔可以訪問Docker 引擎的Unix socket。出於安全考慮，一般Ubuntu系統上不會直接使用root 用戶。因此，更好地做法是將需要使用docker 的用戶加入docker用戶組。

# 建立docker組
sudo groupadd docker
# 將當前用戶加入docker組
sudo usermod -aG docker $USER

註銷當前用戶，重新登錄Ubuntu，輸入docker info，此時可以直接出現信息。

配置國內鏡像加速

在/etc/docker/daemon.json 中寫入如下內容（如果文件不存在請新建該文件）

{
    "registry-mirrors": [
        "https://registry.docker-cn.com"
    ]
}

重新啓動服務

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

IV. Docker的C/S模式

Docker 採用了C/S 架構，包括客戶端和服務端。Docker 守護進程（Daemon）作爲服務端
接受來自客戶端的請求，並處理這些請求（創建、運行、分發容器）。

Docker 守護進程一般在宿主主機後臺運行，等待接收來自客戶端的消息；Docker 客戶端則爲用戶提供一系列可執行命令，用戶用這些命令實現跟Docker 守護進程交互。我們之前在Win10的命令行中便是最主要的客戶端：

Docker也爲我們提供了Remote API來操作Docker的守護進程，也意味着我們可以通過自己的程序來控制Docker的運行。客戶端和服務端既可以運行在一個機器上，也可通過socket 或者RESTful API 來進行通信：

至於Docker的客戶端與守護進程之間的通信，其連接方式爲socket連接。主要有三種socket連接方式：

unix:///var/run/docker.sock
tcp://host:port
fd://socketfd

完整的Docker的C/S連接方式的本質可以一般表示爲如下：

V. 使用Docker

容器的基操

啓動一次操作容器：docker run IMAGE_NAME [COMMAND] [ARG…]

例如，啓動一個容器輸出hello world。由於剛裝上Docker，沒有任何鏡像，所以會先下載一個最新的ubuntu18.04的docker鏡像。一次操作容器在處理完操作後會立即關閉容器。

docker run ubuntu echo 'hello world'

啓動交互式容器：docker run -t -i –name=自定義名稱 IMAGE_NAME /bin/bash

-i –interactive=true | false，默認是false

-t –tty=true | false，默認是false

–name 給啓動的容器自定義名稱，方便後續的容器選擇操作

啓動交互式的容器，就是類似虛擬機、雲主機的操作方式，操作完一個命令後仍然可以繼續：

docker run -i -t ubuntu /bin/bash

查看容器：docker ps [-a] [-l]

省略列出正在運行的容器

-a all 列出所有容器

-l latest 列出最近的容器

查看指定容器：docker inspect name | id

name指代具體的容器名稱，id則是容器的唯一id標識。inspect命令可以詳細的展示出容器的具體信息。

docker inspect haha

重新啓動停止的容器：docker start [-i] 容器名

實際使用時，沒必要每次都重新啓動一個新的容器，我們可以重新啓動之前創建的容器，現實情況也需要我們這樣使用。

docker start -i haha

刪除停止的容器：docker rm name | id

docker rm thirsty_kepler
docker rm upbeat_albattani

守護式容器

交互式容器在運行完命令退出後即停止，而實際中我們常常需要能夠長時間運行，即使退出也能後臺運行的容器，而守護式容器具備這一功能。守護式容器具有：

能夠長期運行；
沒有交互式會話；
適合於運行應用程序和服務。

以守護形式運行容器

我們執行完需要的操作退出容器時，不要使用exit退出，可以利用Ctrl+P Ctrl+Q代替，以守護式形式推出容器。

附加到運行中的容器

退出正在運行的容器，想要再次進入，需要使用attach命令：docker attach name | id

docker attach haha

啓動守護式容器

啓動守護式容器，可以在後臺爲我們執行操作：docker run -d IMAGE_NAME [COMMAND] [ARG…]

當命令在後臺執行完畢，容器還是會關閉。這裏防止容器立刻退出，寫一個腳本循環輸出“hello world”。

docker run --name hiahia -d ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"

查看容器日誌

當守護式容器在後臺運行時，我們可以利用docker的日誌命令查看其輸出：docker logs [-f] [-t] [–tail] IMAGE_NAME

-f –follows=true | false，默認是false，顯示更新

-t –timestamps=true | false，默認是false，顯示時間戳

–tail=“all” | 行數，顯示最新行數的日誌

查看容器內進程

對運行的容器查看其進程：docker top IMAGE_NAME

運行中容器啓動新進程

Docker的理念是一個容器運行一個服務，但是往往需要對一個服務進行監控，所以也需要在已經運行服務的容器啓動新的進程：docker exec [-d] [-i] [-t] IMAGE_NAME [COMMAND] [ARG…]

docker exec -i -t hiahia /bin/bash

停止守護式容器

發送信號停止容器：docker stop 容器名

強制停止：docker kill 容器名

VI. 案例：在容器中部署靜態網站

容器的端口映射

命令：run [-P] [-p]

-P，–publish-all=true | false，大寫的P表示爲容器暴露的所有端口進行映射；

-p，–publish=[]，小寫的p表示爲容器指定的端口進行映射，有四種形式：

containerPort：只指定容器的端口，宿主機端口隨機映射；
hostPort:containerPort：同時指定容器與宿主機端口一一映射；
ip::containerPort：指定ip和容器的端口；
ip:hostPort:containerPort：指定ip、宿主機端口以及容器端口。

例如：

docker run -p 80 -i -t ubuntu /bin/bash
docker run -p 8080:80 -i -t ubuntu /bin/bash
docker run -p 0.0.0.0::80 -i -t ubuntu /bin/bash
docker run -p 0.0.0.0:8080:80 -i -t ubuntu /bin/bash

容器中部署Nginx服務

準備環境：

# 1. 創建映射80端口的交互式容器
docker run -p 80 --name web -i -t ubuntu /bin/bash
# 2. 更新源
apt-get update
# 3. 安裝Nginx
apt-get install -y nginx
# 4. 安裝Vim
apt-get install -y vim

創建靜態頁面：

mkdir -p /var/www/html
cd /var/www/html
vim index.html

修改Nginx配置文件:

# 查看Nginx安裝位置
whereis nginx
# 修改配置文件
vim /etc/nginx/sites-enabled/default

運行Nginx:

# 啓動nginx
nginx
# 查看進程
ps -ef

驗證網站訪問：

# 退出容器
Ctrl+P Ctrl+Q
# 查看容器進程
docker top web
# 查看容器端口映射情況
docker port web

通過宿主機地址加映射端口訪問：

VII. 鏡像基操

查看刪除鏡像

列出鏡像：docker images [OPTIONS] [REPOSITORY]

-a，–all=false，顯示所有鏡像

-f，–filter=[]，顯示時過濾條件

–no-trunc=false，指定不使用截斷的形式顯示數據

-q，–quiet=false，只顯示鏡像的唯一id

查看鏡像：docker inspect [OPTIONS] CONTAINER|IMAGE [CONTAINER|IMAGE]

-f，–format=“”

刪除鏡像：docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE]

-f，–force=false，強制刪除鏡像

–no-prune=false，保留未打標籤的父鏡像

虛懸鏡像：既沒有倉庫名，也沒有標籤，均爲\

獲取推送鏡像

查找鏡像：docker search [OPTIONS] TEAM

–automated=false，僅顯示自動化構建的鏡像

–no-trunc=false，不以截斷的方式輸出

–filter，添加過濾條件

拉取鏡像：docker pull [OPTIONS] NAME [:TAG]

-a，–all-tags=false，下載所有的鏡像（包含所有TAG）

推送鏡像：docker push NAME [:TAG]

Docker允許上傳我們自己構建的鏡像，需要註冊DockerHub的賬戶。也可以上傳到阿里雲，地址：https://cr.console.aliyun.com/#/namespace/index

構建鏡像

構建Docker鏡像，可以保存對容器的修改，並且再次使用。構建鏡像提供了自定義鏡像的能力，以軟件的形式打包並分發服務及其運行環境。Docker中提供了兩種方式來構建鏡像：

通過容器構建：docker commit
通過Dockerfile：docker build

使用commit命令構建鏡像

命令：docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

參數：-a，–author=“”，指定鏡像的作者信息

-m，–message=“”，提交信息

-p，–pause=true，commit時是否暫停容器

使用Dockerfile文件構建鏡像

Docker允許我們利用一個類似配置文件的形式來進行構建自定義鏡像，在文件中可以指定原始的鏡像，自定義鏡像的維護人信息，對原始鏡像採取的操作以及暴露的端口等信息。比如：

# Sample Dockerfile
FROM ubuntu:16.04
MAINTAINER wgp "[email protected]"
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
EXPOSE 80

命令：docker build [OPTIONS] DockerFile_PATH | URL | -

參數：–force-rm=false

–no-cache=false

–pull=false

-q，quite=false，構建時不輸出信息

–rm=true

-t，tag=“”，指定輸出的鏡像名稱信息

VIII. 鏡像遷移

我們製作好的鏡像，一般會遷移或分享給其他需要的人。Docker提供了幾種將我們的鏡像遷移、分享給其他人的方式。推薦鏡像遷移應該直接使用Docker Registry，無論是直接使用Docker Hub還是使用內網私有Registry都可以。使用鏡像頻率不高，鏡像數量不多的情況下，我們可以選擇以下兩種方式。

上傳Docker Hub

首先，需要在Docker Hub上申請註冊一個帳號（人機驗證時需要科學上網）。然後我們需要創建倉庫，指定倉庫名稱。

在終端中登錄你的Docker Hub賬戶，輸入docker login，輸入用戶名密碼即可登錄成功。

查看需要上傳的鏡像，並將選擇的鏡像打上標籤，標籤名需和Docker Hub上新建的倉庫名稱一致，否則上傳失敗。給鏡像打標籤的命令如下。

docker tag <existing-image> <hub-user>/<repo-name>[:<tag>]

其中existing-image代表本地待上傳的鏡像名加tag，後面<hub-user>/<repo-name>[:<tag>]則是爲上傳更改的標籤名，tag不指定則爲latest。

可以看到，我們重新爲ubuntu:16.04的鏡像打上標籤，觀察IMAGE ID可知，同一鏡像可以擁有不同的標籤名。接下來，我們利用push命令直接上傳鏡像。

docker push <hub-user>/<repo-name>:<tag>

如圖，我們已經上傳成功。由於之前介紹的分層存儲系統，我們這裏是直接對已有的ubuntu鏡像進行上傳，只是重新打了標籤，所以真正上傳的只是變化的部分。

導出文件互傳

Docker 還提供了 docker load 和 docker save 命令，用以將鏡像保存爲一個tar文件。比如這次我們將ubuntu:latest這個鏡像保存爲tar文件。

查看本地磁盤，即可看見名爲ubuntu18.04的tar包。我們可以將其拷貝給其他PC，利用load命令重新導入。

ubuntu 16.04 (+) Docker 安裝——入門實戰

簡介

優勢

II. Docker中基本概念

鏡像(Image)

容器(Container)

倉庫(Repository)

Docker版本

分層存儲

III. 安裝Docker

Win10

Ubuntu16.04+

IV. Docker的C/S模式

V. 使用Docker

容器的基操

守護式容器

VI. 案例：在容器中部署靜態網站

容器的端口映射

容器中部署Nginx服務

VII. 鏡像基操

查看刪除鏡像

獲取推送鏡像

構建鏡像

VIII. 鏡像遷移

上傳Docker Hub

導出文件互傳

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