本篇文章給大家帶來了關于docker核心技術之容器操作，以及Dockerfile詳解等等相關問題，希望對大家有幫助。

一. Docker

1. 簡介

• 基于Linux內核的Cgroup, Namespace, 以及Union FS等技術，對進程進行封裝隔離，屬于操作系統層面的虛擬技術，由于隔離的進程獨立于宿主和其它的隔離進程，因此稱為容器
• 最初實現是基于LXC， 從0.7以后開始去除LXC， 轉而使用自行開發的Libcontainer， 從1.11開始， 則進一步演進為使用runC和Containerd
• Docker在容器的基礎上，進行了進一步的封裝，從文件系統、網絡互聯到進程隔離等等，極大的簡化了容器的創建和維護，使得Docker技術比虛擬機技術更為輕便、快捷

2. Docker優勢

• 更高效地利用系統資源
• 更快速的啟動時間
• 一致的運行環境
• 持續交付和部署
• 更輕松的遷移
• 更輕松地維護和擴展

3. Docker與虛擬機對比

二. Docker安裝

參考文章安裝： Install Docker Engine on Ubuntu | Docker Documentation

三. 容器操作

• 啟動：

docker run:

-it 交互

-d 后臺運行

-p 端口映射

-v 磁盤掛載

• 啟動已終止容器

docker start

• 停止容器

docker stop

• 查看容器進程

docker ps

• 查看容器細節

docker inspect

• 拷貝文件到容器內

docker cp file1 <containerid>:/file_to_path

• docker退出容器,而不關閉容器: ctrl+q+p

• docker退出容器,而關閉容器: exit

• 查詢docker所有鏡像

docker images

• Docker鏡像倉庫

Docker hub: https://hub.docker.com

創建私有鏡像倉庫： docker run -d -p 5000:5000 registry

四. Dockerfile詳解

Dockerfile一般分為四個部分：基礎鏡像信息、維護信息、鏡像操作指令和容器啟動時操作指令

• 常用命令

FROM：指定基礎鏡像， 必須為第一個指令

格式：

FROM <image>

FROM <image>:<tag>

FROM <image>@<digest>

示例：

FROM ubuntu

MAINTAINER： 維護信息

格式：

MAINTAINER <name>

示例

MAINTAINER ribbon

RUN：構建鏡像時執行的命令

格式：

shell執行：RUN <command>

exec執行：RUN ["executable", "param1", "param2"]

示例：

RUN apk update

RUN ["/etc/execfile", "arg1", "arg2"]

RUN apt-get update && apt-get install這兩條命令永遠用&&連接，否則apt-get update構建層被緩存，會導致新package無法安裝

ADD: 將本地文件添加到容器中，tar等類型會自動解壓，可以訪問網絡資源，類似于wget

格式：

ADD <src> … <dest>

示例：

ADD bin/amd64/httpserver /httpserver

COPY: 功能類似于ADD，但是不會解壓縮文件，不能訪問網絡資源

在Dockerfile中使用multi-stage: Dockerfile 中的 multi-stage(多階段構建) – sparkdev – 博客園

格式：

COPY<src> … <dest>

示例：

COPYbin/amd64/httpserver /httpserver

CMD: 構建容器后調用，也就是在容器啟動時才進行調用

格式：

CMD ["executable","param1","param2"] (執行可執行文件，優先)
CMD ["param1","param2"] (設置了ENTRYPOINT，則直接調用ENTRYPOINT添加參數)
CMD command param1 param2 (執行shell內部命令)

示例：

CMD ["ethtool", "–help"]

CMD echo "1111"

ENTRTPOINT: 配置容器，使其可執行化。

格式：

ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (可執行文件, 優先)
ENTRYPOINT command param1 param2 (shell內部命令)

范例：

ENTRYPOINT /httpserver

CMD [-c]

LABAL: 用于為鏡像添加源數據

格式：

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> …

范例：

LABEL multi.label1="value1" multi.label2="value2" other="value3"

ENV： 設置環境變量

格式：

ENV <key> <value>

范例：

ENV MY_SERVICE_PORT=80 UDP_PORT=90

EXPOSE： 指定外界交互的端口

格式：

EXPOSE <port> [<port>…]

示例：

EXPOSE 80

EXPOSE 80/tcp

EXPOSE 80 90

VOLUME： 用于指定持久化目錄

格式：

VOLUME [<path>]

范例：

VOLUME ["/data", "/usr1/jenkins"]

USER:指定運行容器時的用戶名或 UID，后續的 RUN 也會使用指定用戶。

格式:
　　USER user
　　USER user:group
　　USER uid
　　USER uid:gid
　　USER user:gid
　　USER uid:group

示例：
　　USER www

ARG: 用于指定傳遞給構建運行時的變量

格式：
ARG <name>[=<default value>]
示例：
ARG build_user=ribbon

五. Linux NameSpace詳解

• NamesSpace詳解：

Linux NameSpace_Frank_Abagnale的博客-CSDN博客 這篇文章比較詳細的介紹，可以參考這篇

• NameSpace的常用操作

• 查看當前系統的namespace:

lsns -t <type>

• 查看某進程的namespace:

ls -la /proc/<pid>/ns/

• 查看某namespace運行命令

nsenter -t <pid> -n

六. Linux Cgroups詳解

• Cgroups詳解

容器核心:cgroups – 簡書 可以參考這篇文章來進行了解

• 模擬Cgroups控制CPU資源

通過模擬來更好的熟悉Cgroups控制資源的效果， 首先創建cpudemo文件夾

執行top可以看到busyloop占用兩個CPU資源

將進程添加進cgroup進程配置組

設置cpuquota

可以看到成功將占用200%CPU資源的降低成1%

• 模擬Cgroups超過限定memory資源被OOM kill

/sys/fs/cgroup/memory目錄下創建memorydemo文件夾

運行消耗內存程序， 使用watch查詢內存使用情況

將進程配置進cgroups配置組

設置最大內存大小

等待程序被OOM kill， dmesg可以看到殺死信息

備注：刪除自主創建的cgroup文件夾， 需要使用cgroup-tools

七. Union FS

Docker前面使用的技術都是源于linux的技術并沒有創新，而Docker的創新正是文件系統。

1. 概念:

• 將不同目錄掛載在同一個虛擬文件系統下的文件系統
• 支持為每一個成員目錄設定readonly、readwrite和without-able權限
• 文件系統分層，對readonly權限的目錄可以進行邏輯上的修改，這里的修改屬于增量的，不影響readonly部分
• 通常Union FS的用途： 多個disk掛載到同一個目錄下， 另一個是將readonly部分和writeable的目錄聯合在一起

2. 圖解Union FS

Docker鏡像的設計中，引入了層（layer）的概念，也就是說，用戶制作鏡像的每一步操作，都會生成一個層，也就是一個增量rootfs（一個目錄），這樣應用A和應用B所在的容器共同引用相同的ubuntu操作系統層、Golang環境層（作為只讀層），而各自有各自應用程序層，和可寫層。啟動容器的時候通過UnionFS把相關的層掛載到一個目錄，作為容器的根文件系統。

3. 容器存儲驅動

4. 模擬Union FS更好理解效果

由于docker當前版本上使用的是overlayFS的存儲驅動，所以我們就以overlay掛載方式來進行實驗， overlayfs通過三個目錄：lower目錄、upper目錄、以及work目錄實現，其中lower目錄可以是多個，work目錄為工作基礎目錄，掛載后內容會被清空，且在使用過程中其內容用戶不可見，最后聯合掛載完成給用戶呈現的統一視圖稱為為merged目錄。

執行如下命令：

mkdir upper lower merged work echo "lower" > lower/in_lower.txt echo "from lower" > lower/in_both.txt echo "from upper" > upper/in_both.txt echo "upper" > upper/in_upper.txt path=$(pwd) mount -t overlay overlay -o lowerdir=${path}/lower,upperdir=${path}/upper,workdir=${path}/work ${path}/merged

可以看到使用overlay存儲驅動文件掛載實現的效果。實驗完成后恢復環境需要先umount merged目錄后， 再將四個目錄進行刪除操作，先刪除其他的可能會出現rm: cannot remove 'merged/': Device or resource busy，導致merged目錄刪除不掉。

八. Docker網絡

1. 安裝工具

Centos系統：

$ yum install bridge-utils

Ubuntu系統：

$ apt-get install bridge-utils

2. Docker網絡模式

• 查詢docker內置的網絡模式

• docker run選擇運行的網絡模式

1）host模式：使用 –net=host 指定。 跟host公用一套net

2）none模式：使用 –net=none 指定。網絡配置需要由自己來進行配置

3）bridge模式：使用 –net=bridge 指定，默認設置。

docker網絡邏輯圖 網橋和NAT

4）container模式：使用 –net=container:NAME_or_ID 指定。使用其他容器的網絡配置

網絡模式圖大概如下圖所示

3. 模擬Docker起網橋的操作

• 創建–net=none nginx

• 創建network namespace

• 建立網絡namespace鏈接

• 檢查當前已經創建的網橋設備

• 創建veth對

• 進行A網絡配置

• 進行B網絡配置

生成eth0網絡設備在nginx docker中

給eth0配置ip 網關

• nginx可以訪問

• 配置nat， 讓windows通過ip也可以訪問

• 使用完刪除指定nat規則

推薦學習：《docker視頻教程》