轻量容器引擎Docker安装及其架构

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Docker安装

卸载旧版本

较旧的 Docker 版本称为 docker 或 docker-engine 。如果已安装这些程序,请卸载它们以及相关的依赖项。

yum remove docker 
docker-client
docker-client-latest
docker-common
docker-latest
docker-latest-logrotate
docker-logrotate
docker-engine

安装Docker依赖环境

在新主机上首次安装 Docker Engine-Community 之前,需要设置 Docker 仓库,之后,您可以从仓库安装和更新 Docker。

yum install -y yum-utils 
device-mapper-persistent-data
lvm2

设置 Docker 安装地址

在新主机上首次安装 Docker Engine-Community 之前,需要设置 Docker 仓库,之后,您可以从仓库安装和更新 Docker,使用以下命令来设置稳定的仓库(阿里云)

sudo yum-config-manager 
--add-repo
http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

安装 Docker Engine-Community

安装最新版本的 Docker Engine-Community 和 containerd

sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

如果提示您接受 GPG 密钥,请选是。

Docker 安装完默认未启动,并且已经创建好 docker 用户组,但该用户组下没有用户。

Docker 镜像加速

阿里云镜像获取地址:​​https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors​​,登陆后,左侧菜单选中镜像加速器就可以看到你的专属地址了:

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配置daemon.json

您可以通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://xxxxx.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

启动 Docker

systemctl start docker
验证docker服务

通过运行 hello-world 映像来验证是否正确安装了 Docker Engine-Community 。

docker run hello-world

运行该代码后首先会从仓库拉取​​hello-world​​​镜像,然后运行该镜像,运行后会输出一个​​Hello from Docker!​

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开启Docker自动补全

使用docker时无法自动补全镜像名和其他参数,这样使用效率大大降低,下面是解决方法

bash-complete
yum install -y bash-completion
刷新文件
source /usr/share/bash-completion/completions/docker
source /usr/share/bash-completion/bash_completion
测试

输入​​docker p​​后docker会将可选项列出来

docker p

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Docker架构

Docker总体架构为c/s架构,模块之间松耦合,包含了Client, Daemon, Registry, Graph, Driver, Libcontainer以及Docker Container

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Docker的组件

  • ​Docker Client​​​ 是用户界面,它支持用户与​​Docker Daemon​​之间通信
  • ​Docker Daemon​​ Docker最核心的后台进程,运行于主机上,处理服务请求
  • ​Docker Index​​是中央registry,支持拥有公有与私有访问权限的Docker容器镜像的备份
  • ​Docker Containers​​负责应用程序的运行,包括操作系统、用户添加的文件以及元数据
  • ​Docker Images​​是一个只读模板,用来运行Docker容器
  • ​DockerFile​​是文件指令集,用来说明如何自动创建Docker镜像

Docker 基本概念

Docker 包括三个基本概念:

镜像

Docker 镜像是一个特殊的文件系统,除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

分层存储

镜像只是一个虚拟的概念,其实际体现并非由一个文件组成,而是由一组文件系统组成,或者说,由多层文件系统联合组成。

Union FS

联合文件系统是(Union FS)是linux的存储技术,也是Docker镜像的存储方式, 它是分层的文件系统,将不同目录拉到同一个虚拟目录下,下图展示了Docker用Union FS 搭建的分层镜像:(比如最下层是操作系统的引导,上一层是Linux操作系统,再上一层是Tomcat,jdk,再上一层是应用代码)

这些层是只读的,加载完后这些文件会被看成是同一个目录,相当于只有一个文件系统。

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我们可以通过docker info查看镜像的一些信息,可以看到存储驱动用的并不是Union FS 而是overlay2,overlay也是一个联合文件系统,所以上述主要介绍联合文件系统的概念,至于这些存储驱动的演变过程和优缺点,

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镜像构建时,会一层层构建,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发生在自己这一层。(比如,删除前一层文件的操作,实际不是真的删除前一层的文件,而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候,虽然不会看到这个文件,但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此,在构建镜像的时候,需要额外小心,每一层尽量只包含该层需要添加的东西,任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。)

容器

镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

容器的实质是进程,但与直接在宿主执行的进程不同,容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。因此容器可以拥有自己的root文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间,甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里,使用起来,就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。也因为这种隔离的特性,很多人初学 Docker 时常常会混淆容器和虚拟机。

前面讲过镜像使用的是分层存储,容器也是如此。每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层,我们可以称这个为容器运行时读写而准备的存储层为容器存储层

容器存储层的生存周期和容器一样,容器消亡时,容器存储层也随之消亡。因此,任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

仓库

镜像构建完成后,可以很容易的在当前宿主机上运行,但是,如果需要在其它服务器上使用这个镜像,我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务,Docker Registry 就是这样的服务。

一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库(Repository);每个仓库可以包含多个标签(Tag);每个标签对应一个镜像。

通常,一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以latest作为默认标签。(以 Ubuntu 镜像为例,ubuntu是仓库的名字,其内包含有不同的版本标签,如,14.04,16.04。我们可以通过ubuntu:14.04,或者ubuntu:16.04来具体指定所需哪个版本的镜像。如果忽略了标签,比如ubuntu,那将视为ubuntu:latest。)

仓库名经常以三段式路径形式出现,比如​​heima.com/nginx-proxy:tag​​,前者往往意味着 Docker Registry 多用户环境下的用户名,后者则往往是对应的软件名。但这并非绝对,取决于所使用的具体 Docker Registry 的软件或服务。

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