【新技术】CentOS系统下docker的安装配置及使用详解

1 docker简介
    Docker 提供了一个可以运行你的应用程序的封套(envelope)，或者说容器。它原本是dotCloud 启动的一个业余项目，并在前些时候开源了。它吸引了大量的关注和讨论，导致 dotCloud 把它重命名到 DockerInc。它最初是用 Go 语言编写的，它就相当于是加在 LXC（LinuX Containers，linux容器）上的管道，允许开发者在更高层次的概念上工作。
    Docker 扩展了 Linux 容器（Linux Containers），或着说LXC，通过一个高层次的 API 为进程单独提供了一个轻量级的虚拟环境。Docker 利用了 LXC， cgroups 和 Linux自己的内核。和传统的虚拟机不同的是，一个 Docker容器并不包含一个单独的操作系统，而是基于已有的基础设施中操作系统提供的功能来运行的。
    Docker类似虚拟机的概念，但是与虚拟化技术的不同点在于下面几点：
   1.虚拟化技术依赖物理CPU和内存，是硬件级别的；而docker构建在操作系统上，利用操作系统的containerization技术，所以docker甚至可以在虚拟机上运行。
   2.虚拟化系统一般都是指操作系统镜像，比较复杂，称为“系统”；而docker开源而且轻量，称为“容器”，单个容器适合部署少量应用，比如部署一个redis、一个memcached。
   3.传统的虚拟化技术使用快照来保存状态；而docker在保存状态上不仅更为轻便和低成本，而且引入了类似源代码管理机制，将容器的快照历史版本一一记录，切换成本很低。
   4.传统的虚拟化技术在构建系统的时候较为复杂，需要大量的人力；而docker可以通过Dockfile来构建整个容器，重启和构建速度很快。更重要的是Dockfile可以手动编写，这样应用程序开发人员可以通过发布Dockfile来指导系统环境和依赖，这样对于持续交付十分有利。
   5.Dockerfile可以基于已经构建好的容器镜像，创建新容器。Dockerfile可以通过社区分享和下载，有利于该技术的推广。
    Docker会像一个可移植的容器引擎那样工作。它把应用程序及所有程序的依赖环境打包到一个虚拟容器中，这个虚拟容器可以运行在任何一种 Linux服务器上。这大大地提高了程序运行的灵活性和可移植性，无论需不需要许可、是在公共云还是私密云、是不是裸机环境等等。
   Docker也是一个云计算平台，它利用Linux的LXC、AUFU、Go语言、cgroup实现了资源的独立，可以很轻松的实现文件、资源、网络等隔离，其最终的目标是实现类似PaaS平台的应用隔离。
    Docker 由下面这些组成：
    1. Docker 服务器守护程序（server daemon），用于管理所有的容器。
    2. Docker 命令行客户端，用于控制服务器守护程序。
    3. Docker 镜像：查找和浏览 docker 容器镜像。

2 docker特性

文件系统隔离：每个进程容器运行在完全独立的根文件系统里。
    资源隔离：可以使用cgroup为每个进程容器分配不同的系统资源，例如CPU和内存。
    网络隔离：每个进程容器运行在自己的网络命名空间里，拥有自己的虚拟接口和IP地址。
    写时复制：采用写时复制方式创建根文件系统，这让部署变得极其快捷，并且节省内存和硬盘空间。
   日志记录：Docker将会收集和记录每个进程容器的标准流（stdout/stderr/stdin），用于实时检索或批量检索。
   变更管理：容器文件系统的变更可以提交到新的映像中，并可重复使用以创建更多的容器。无需使用模板或手动配置。
   交互式Shell：Docker可以分配一个虚拟终端并关联到任何容器的标准输入上，例如运行一个一次性交互shell。

3 两个基础概念images与container

Container和Image在Docker的世界里，Image是指一个只读的层（Layer），这里的层是AUFS里的概念，最直观的方式就是看一下docker官方给出的图：

   Docker使用了一种叫AUFS的文件系统，这种文件系统可以让你一层一层地叠加修改你的文件，最底下的文件系统是只读的，如果需要修改文件，AUFS会增加一个可写的层（Layer），这样有很多好处，例如不同的Container可以共享底层的只读文件系统（同一个Kernel），使得你可以跑N多个Container而不至于你的硬盘被挤爆了！这个只读的层就是Image！而如你所看到的，一个可写的层就是Container。
   那Image和Container的区别是什么？很简单，他们的区别仅仅是一个是只读的层，一个是可写的层，你可以使用dockercommit命令，将你的Container变成一个Image，也就是提交你所运行的Container的修改内容，变成一个新的只读的Image，这非常类似于gitcommit命令。

4 docker安装与启动

安装docker

[root@localhost /]# yum -y install docker-io

更改配置文件

[root@localhost /]# vi /etc/sysconfig/docker

other-args列更改为：other_args="--exec-driver=lxc--selinux-enabled"

启动docker服务

[root@localhost /]# service docker start
Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
Starting docker:                                               [  OK  ]

将docker加入开机启动
[root@localhost /]# chkconfig docker on

基本信息查看

dockerversion：查看docker的版本号，包括客户端、服务端、依赖的Go等

[root@localhost /]# docker version
Client version: 1.0.0
Client API version: 1.12
Go version (client): go1.2.2
Git commit (client): 63fe64c/1.0.0
Server version: 1.0.0
Server API version: 1.12
Go version (server): go1.2.2
Git commit (server): 63fe64c/1.0.0

docker info：查看系统(docker)层面信息，包括管理的images, containers数等
[root@localhost /]# docker info
Containers: 16
Images: 40
Storage Driver: devicemapper
 Pool Name: docker-253:0-1183580-pool
 Data file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data
 Metadata file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/metadata
 Data Space Used: 2180.4 Mb
 Data Space Total: 102400.0 Mb
 Metadata Space Used: 3.4 Mb
 Metadata Space Total: 2048.0 Mb
Execution Driver: lxc-0.9.0
Kernel Version: 2.6.32-431.el6.x86_64

5 镜像的获取与容器的使用

镜像可以看作是包含有某些软件的容器系统，比如ubuntu就是一个官方的基础镜像，很多镜像都是基于这个镜像“衍生”，该镜像包含基本的ubuntu系统。再比如，hipache是一个官方的镜像容器，运行后可以支持http和websocket的代理服务，而这个镜像本身又基于ubuntu。

搜索镜像
    docker search ：在docker index中搜索image

[root@localhost /]# docker search ubuntu12.10
NAME                        DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
mirolin/ubuntu12.10                                                         0
marcgibbons/ubuntu12.10                                                     0
mirolin/ubuntu12.10_redis                                                   0
chug/ubuntu12.10x32         Ubuntu Quantal Quetzal 12.10 32bit  base i...   0
chug/ubuntu12.10x64         Ubuntu Quantal Quetzal 12.10 64bit  base i...   0

下载镜像

docker pull  ：从docker registry server中下拉image

[root@localhost /]# docker pull chug/ubuntu12.10x64

查看镜像

docker images： 列出images

docker images -a ：列出所有的images（包含历史）

docker images --tree ：显示镜像的所有层(layer)

docker rmi  ：删除一个或多个image

[root@localhost /]# docker images
REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
chug/ubuntu12.10x64   latest              0b96c14dafcd        4 months ago        270.3 MB
[root@localhost /]# docker images -a
REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
chug/ubuntu12.10x64   latest              0b96c14dafcd        4 months ago        270.3 MB
                              31edfed3bb88        4 months ago        175.8 MB
[root@localhost /]# docker images --tree
Warning: '--tree' is deprecated, it will be removed soon. See usage.
└─31edfed3bb88 Virtual Size: 175.8 MB
  └─0b96c14dafcd Virtual Size: 270.3 MB Tags: chug/ubuntu12.10x64:latest
[root@localhost /]# docker rmi  ....

使用镜像创建容器

[root@localhost /]# docker run chug/ubuntu12.10x64  /bin/echo hello world
hello world

交互式运行
[root@localhost /]# docker run -i -t chug/ubuntu12.10x64  /bin/bash
root@2161509ff65e:/#

查看容器

docker ps ：列出当前所有正在运行的container
    docker ps -l ：列出最近一次启动的container
    docker ps -a ：列出所有的container（包含历史，即运行过的container）
    docker ps -q ：列出最近一次运行的container ID

[root@localhost /]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                        COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
ccf3de663dc9        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           22 hours ago        Up 22 hours                             sharp_hypatia
[root@localhost /]# docker ps -l
CONTAINER ID        IMAGE                        COMMAND             CREATED             STATUS                     PORTS               NAMES
f145f184647b        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           6 seconds ago       Exited (0) 3 seconds ago                       compassionate_galileo
[root@localhost /]# docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                        COMMAND             CREATED             STATUS                        PORTS               NAMES
f145f184647b        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           30 seconds ago      Exited (0) 26 seconds ago                         compassionate_galileo
f4624b42fe7e        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           2 minutes ago       Exited (0) 2 minutes ago                          sharp_wilson
ccf3de663dc9        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           22 hours ago        Up 22 hours                                       sharp_hypatia
9cbaa79b9703        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           22 hours ago        Exited (127) 36 minutes ago                       berserk_mcclintock
2161509ff65e        chug/ubuntu12.10x64:latest   /bin/bash           22 hours ago        Exited (0) 22 hours ago                           backstabbing_mclean
[root@localhost /]# docker ps -q
ccf3de663dc9

再次启动容器

docker start/stop/restart ：开启/停止/重启container
    docker start [container_id] ：再次运行某个container（包括历史container）
    docker attach [container_id]：连接一个正在运行的container实例（即实例必须为start状态，可以多个窗口同时attach一个container实例）
    docker start -i ：启动一个container并进入交互模式（相当于先start，在attach）

docker run -i -t  /bin/bash：使用image创建container并进入交互模式, login shell是/bin/bash
    docker run -i -t -p ：映射 HOST 端口到容器，方便外部访问容器内服务，host_port 可以省略，省略表示把 container_port映射到一个动态端口。
   注：使用start是启动已经创建过得container，使用run则通过image开启一个新的container。

删除容器

docker rm ：删除一个或多个container
    docker rm `docker ps -a -q` ：删除所有的container
    docker ps -a -q | xargs docker rm ：同上,删除所有的container

6 持久化容器与镜像

6.1 通过容器生成新的镜像

运行中的镜像称为容器。你可以修改容器（比如删除一个文件），但这些修改不会影响到镜像。不过，你使用docker commit 命令可以把一个正在运行的容器变成一个新的镜像。

docker commit [repo:tag]将一个container固化为一个新的image，后面的repo:tag可选。

[root@localhost /]# docker images
REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
chug/ubuntu12.10x64   latest              0b96c14dafcd        4 months ago        270.3 MB
[root@localhost /]# docker commit d0fd23b8d3ac chug/ubuntu12.10x64_2
daa11948e23d970c18ad89c9e5d8972157fb6f0733f4742db04219b9bb6d063b
[root@localhost /]# docker images
REPOSITORY              TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
chug/ubuntu12.10x64_2   latest              daa11948e23d        6 seconds ago       270.3 MB
chug/ubuntu12.10x64     latest              0b96c14dafcd        4 months ago        270.3 MB

6.2 持久化容器

export命令用于持久化容器

docker export >/tmp/export.tar

6.3 持久化镜像

Save命令用于持久化镜像

docker save 镜像ID > /tmp/save.tar

6.4 导入持久化container

删除container 2161509ff65e

导入export.tar文件

[root@localhost /]# cat /tmp/export.tar | docker import - export:latest
af19a55ff0745fb0a68655392d6d7653c29460d22d916814208bbb9626183aaa
[root@localhost /]# docker images
REPOSITORY              TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
export                  latest              af19a55ff074        34 seconds ago      270.3 MB
chug/ubuntu12.10x64_2   latest              daa11948e23d        20 minutes ago      270.3 MB
chug/ubuntu12.10x64     latest              0b96c14dafcd        4 months ago        270.3 MB

6.5 导入持久化image

删除image daa11948e23d

导入save.tar文件

[root@localhost /]# docker load < /tmp/save.tar

    对image打tag
[root@localhost /]# docker tag daa11948e23d load:tag

6.6export-import与save-load的区别
   导出后再导入(export-import)的镜像会丢失所有的历史，而保存后再加载（save-load）的镜像没有丢失历史和层(layer)。这意味着使用导出后再导入的方式，你将无法回滚到之前的层(layer)，同时，使用保存后再加载的方式持久化整个镜像，就可以做到层回滚。（可以执行dockertag 来回滚之前的层）。

6.7 一些其它命令

docker logs $CONTAINER_ID#查看docker实例运行日志，确保正常运行
    docker inspect $CONTAINER_ID #docker inspect 查看image或container的底层信息

docker build 寻找path路径下名为的Dockerfile的配置文件，使用此配置生成新的image
    docker build -t repo[:tag] 同上，可以指定repo和可选的tag
    docker build - < 使用指定的dockerfile配置文件，docker以stdin方式获取内容，使用此配置生成新的image
    docker port 查看本地哪个端口映射到container的指定端口，其实用docker ps 也可以看到

7 一些使用技巧

7.1 docker文件存放目录

Docker实际上把所有东西都放到/var/lib/docker路径下了。

[root@localhost docker]# ls -F
containers/  devicemapper/  execdriver/  graph/  init/  linkgraph.db  repositories-devicemapper  volumes/

containers目录当然就是存放容器（container）了，graph目录存放镜像，文件层（filesystemlayer）存放在graph/imageid/layer路径下，这样我们就可以看看文件层里到底有哪些东西，利用这种层级结构可以清楚的看到文件层是如何一层一层叠加起来的。

7.2  查看root密码

docker容器启动时的root用户的密码是随机分配的。所以，通过这种方式就可以得到容器的root用户的密码了。

docker logs 5817938c3f6e 2>&1 | grep 'User: ' | tail -n1

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