docker

docker架构

c/s架构，分为docker client，docker daemon，docker register。彼此之间基于http或https进行通信。docker采用分层构建，依赖于特定的文件系统。
docker daemon包括containers和images
当client执行诸如docker build，docker pull，docker run等指令时，docker daemon首先会查看images中是否有该镜像，如果有就直接创建或启动，如果没有就会去register上下来该镜像然后创建或启动指定的容器。
container的状态有：running,stopped,paused,created,deleted;使用docker container ps或docker ps命令可以查看容器的状态；创建容器：docker create或docker run命令。
restful概念：一种分布式程序开发调用的API，一种软件架构风格、设计风格，而不是标准，只是提供了一组设计原则和约束条件。它主要用于客户端和服务器交互类的软件。基于这个风格设计的软件可以更简洁，更有层次，更易于实现缓存等机制。

docker container

安装docker

配置yum源

1	[root@mariadb yum.repos.d]#wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

安装docker

1	[root@mariadb yum.repos.d]#yum -y install docker-ce

由于docker的官方镜像时国外服务器，有可能比较慢，此时可以借助国内的镜像加速器进行加速，例如使用阿里云的docker镜像加速器。(需要注册阿里云账号)
登录阿里云的主站点dev.aliyun.com，登录自己的账号，在产品与服务上找到容器镜像服务，然后点到镜像加速器就可以看到自己的加速器地址。按照操作文档的提示修改daemon配置文件后即可使用。

docker常用命令

images：

pull：下载镜像
push：上传镜像
rm：删除镜像
tag：给镜像打标签

container

创建容器

docker create
docker run

-t,–tty 指定一个终端
-i,–interactive 交互式
–name string 指定容器的名字
–rm 容器停止时删除该容器
-d 后台运行，并打印容器的ID

删除容器

docker container rm name或docker rm name，删除容器时，容器内部的数据都会丢失，慎用。

在容器内执行命令
docker container exec [选项] 容器命令

docker container exec -it redis /bin/sh 在redis内部以交互式的方式打开一个终端，运行/bin/sh程序
docker container exec redis netstat -ntl 在redis容器内部执行netstat -ntl命令，执行完命令后吧结果输出到当前终端，并退出容器。

查看容器的详细信息

docker container inspect container… 查看一个或多个容器的详细信息

查看容器资源占用情况

docker container stats container-name

查看容器内运行的所有进程的相关信息

docker container top container-name

进入某container
docker container attach cotainer-name

logs

docker container logs [options] container

使用docker管理容器

使用docker search 关键词可以搜索想要使用的仓库，仓库分为顶层仓库(官方维护)和属于某组织或个人的仓库，也可以在docker官方站点搜索仓库https://hub.docker.com/

下载redis镜像

[root@mariadb docker]#docker pull redis:4-alpine
4-alpine: Pulling from library/redis
cd784148e348: Pull complete 
48d4c7155ddc: Pull complete 
6d908603dbe8: Pull complete 
fd4371c1c78e: Pull complete 
e6818dc808c2: Pull complete 
f1884d594f6f: Pull complete 
Digest: sha256:775bbf766a5b711acce88e4142faf56cd587d63ddc4d57b49f7872f71d56fab6
Status: Downloaded newer image for redis:4-alpine
[root@mariadb docker]#docker image ls
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
redis               4-alpine            37abb58bfd68        12 days ago         30MB

基于下载的image启动一个容器

1	$ docker run --name redis -d redis:4-alpine

docker images

docker镜像含有启动容器所需要的文件系统及其内容，因此，其用于创建并启动docker容器。
image采用分层构建机制，最底层为bootfs，其次为rootfs

bootfs：用于系统引导的文件系统，包括BootLoader和kernel，容器启动完成后会被卸载以节约内存资源。
rootfs位于bootfs之上，表现为dicker容器的根文件系统

传统模式中，系统启动时，内核挂载rootfs时会首先将其挂载为”只读”模式，完整性自检完成后将其重新挂在为读写模式。
docker中，rootfs由内核挂载为”只读”模式，而后通过”联合挂载”技术额外挂载一个”可写”层。

Aufs
advanced multi-layered unification filesystem : 高级多层同一文件系统
用于为linux文件系统实现”联合挂载”
aufs时之前的unionfs的重新实现
dicker最初使用aufs作为容器文件系统层，它目前仍作为存储后端之一来支持
aufs的竞争产品时overlayfs，后者自从3.18版本开始被合并到linux内核
docker的分层镜像，除了aufs，还有btrfs、devicemapper和vfs等

在Ubuntu系统下，docker默认使用Ubuntu的aufs，而在早期centos7上，用的是devicemapper。

docker registry

启动容器时，docker daemon会试图从本地获取相关的镜像，本地镜像不存在时，其将从registry重下载该镜像并保存到本地。

自制镜像
创建自己的container后，在container上做了修改之后可以基于该container创建image，在创建image时不要停止container

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

例如：docker container commit redis myimg/redis:v0.1

自制镜像后，可以将自制的镜像推到个人docker账号的仓库中
docker image push name[:tag]

给已有的镜像打标签

docker tag SOURCE_IMAGE[:TAG] TARGET_IMAGE[:TAG]

docker网络的实现

封闭式网络

docker run -it –rm –network none –name tinyweb1 busybox

上述命令以busybox为image创建一个封闭式网络的container tinyweb1，此container只有lo接口。

bridge网络
bridge网络可以实现不同的容器共用一个网络名称空间，而除了网络空间之外，其余的空间都是相互隔离的，这就能实现将amp分别放在不同的容器中运行，而让各自只监听127.0.0.1网址，依然能彼此通信。
示例

[root@mariadb ~]#docker run -it --rm --network bridge --name tinyweb1 busybox
/ # mkdir data
/ # cd /data/
/data # vi index.html
/data # httpd -h /data/
/data # wget -O - -q 127.0.0.1
This is a test
/data # ps aux
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 sh
   16 root      0:00 httpd -h /data/
   20 root      0:00 ps aux
[root@mariadb ~]#docker run --name joinedc1 -it --rm --network container:tinyweb1 busybox
/ # wget -O - -q 127.0.0.1
This is a test
/ # ps aux
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 sh
   11 root      0:00 ps aux

说明，上述分别创建了两个容器，在容器tinyweb1上运行httpd服务，容器joinedc1指定network为与tinyweb1共享网络，此时在容器joinedc1上访问127.0.0.1，能够访问容器tinyweb1上的httpd服务，说明两个容器在使用同一网络空间，而使用ps aux查看两个容器上运行的服务不同，说明两个容器仅共享网络空间，这就能实现上述所说的在不同的容器中运行amp，mp仅监听127.0.0.1地址，依然能实现彼此之间的通信的功能。

host网络

1	[root@mariadb ~]#docker run --name tinyweb1 -it --rm --network host busybox

使用该命令创建的container和宿主机共用一个网络名称空间。
此外，docker创建container时还支持直接注入hosts解析和dns服务器，

–add-host list Add a custom host-to-IP mapping (host:ip)
–dns list Set custom DNS servers
–dns-search list Set custom DNS search domains

docker在创建container时，还可以指定将container的某个端口映射至主机的某个端口上，这就要使用-p选项，-p的使用格式有四种：
-p, –publish list Publish a container’s port(s) to the host

-p < containerPort> 将指定的容器端口映射至主机所有地址的一个动态端口
-p < hostPort>:< containerPort> 将容器端口映射至指定的主机端口
-p < ip>::< containerPort> 将指定的容器端口映射至主机指定ip的动态端口
-p < ip>:< hostPort>:< containerPort> 将指定的容器端口映射至主机指定ip的端口

其中”动态端口”指的是随机端口，具体的映射结果可使用dicker port命令查看

创建网络名称空间

docker可以手动创建网络名称空间，然后将container加入指定的网络名称空间

[root@mariadb ~]#docker network create --help
Usage:    docker network create [OPTIONS] NETWORK
Create a network
Options:
      --attachable           Enable manual container attachment
      --aux-address map      Auxiliary IPv4 or IPv6 addresses used by Network driver (default map[])
      --config-from string   The network from which copying the configuration
      --config-only          Create a configuration only network
  -d, --driver string        Driver to manage the Network (default "bridge")
      --gateway strings      IPv4 or IPv6 Gateway for the master subnet
      --ingress              Create swarm routing-mesh network
      --internal             Restrict external access to the network
      --ip-range strings     Allocate container ip from a sub-range
      --ipam-driver string   IP Address Management Driver (default "default")
      --ipam-opt map         Set IPAM driver specific options (default map[])
      --ipv6                 Enable IPv6 networking
      --label list           Set metadata on a network
  -o, --opt map              Set driver specific options (default map[])
      --scope string         Control the network's scope
      --subnet strings       Subnet in CIDR format that represents a network segment

[root@mariadb ~]#docker network create --subnet 10.10.0.0/24 mybr0
5b1543c1500084026c08eec4a34d84f85452c975a013aa6c55c18addc9550e40
[root@mariadb ~]#docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
8787fa490049        bridge              bridge              local
afb6f1041481        host                host                local
5b1543c15000        mybr0               bridge              local
30376c034536        none                null                local
[root@mariadb ~]#docker run --name web -d --network mybr0 -p 80:80 nginx:1.15-alpine
[root@mariadb ~]#docker container exec -it web /bin/sh
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:0A:0A:00:02  
          inet addr:10.10.0.2  Bcast:10.10.0.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:16 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:1569 (1.5 KiB)  TX bytes:504 (504.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric: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:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

此外，还可以将容器connect至指定的network上，此时相当于container上多了一块网卡,还可已使用disconnect命令将container从指定的接口上拔下来。

[root@mariadb ~]#docker network connect --help
Usage:    docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
Connect a container to a network
Options:
      --alias strings           Add network-scoped alias
                                for the container
      --ip string               IPv4 address (e.g.,
                                172.30.100.104)
      --ip6 string              IPv6 address (e.g.,
                                2001:db8::33)
      --link list               Add link to another container
      --link-local-ip strings   Add a link-local address
                                for the container

示例

[root@mariadb ~]#docker container exec -it web /bin/sh
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:0A:0A:00:02  
          inet addr:10.10.0.2  Bcast:10.10.0.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:8 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:648 (648.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric: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:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
[root@mariadb ~]#docker network connect bridge web
/ # ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:0A:0A:00:02  
          inet addr:10.10.0.2  Bcast:10.10.0.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:8 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:648 (648.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:42:AC:11:00:02  
          inet addr:172.17.0.2  Bcast:172.17.255.255  Mask:255.255.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:6 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:508 (508.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric: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:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

docker自带的bridge桥的ip时172.17.0.1，这个默认的ip也是可以修改的，在/etc/docker/daemon.json文件中定义

[root@mariadb ~]#cat /etc/docker/daemon.json 
{
  "registry-mirrors": ["https://gwtcf0z6.mirror.aliyuncs.com"],
  "bip": "172.31.0.1/16"
}

重启docker后生效。

docker存储卷

docker镜像是由多个只读层叠加而成，启动容器时，docker会加载只读镜像层并在镜像栈顶部添加一个读写层
如果运行中的容器修改了现有的一个已经存在的文件，那该文件将会从读写层下面的只读层复制到读写层，该文件的只读版本仍然存在，只是已经被读写层中该文件的副本所隐藏，此即”写时复制(COW)”机制。
关闭并重启容器，其数据不受影响；但删除docker容器，则其更改将会全部丢失，此时存在以下问题：

存储于联合文件系统中，不易于宿主机访问
容器间数据共享不便
删除容器其数据会丢失

此时，就需要引入卷(volunme)来解决这些问题，卷是容器上的一个或多个”目录”，此类目录可绕过联合文件系统，与宿主机上的某目录”绑定(关联)”，此volunme就类似一个传送门，可以让container和宿主机之间传输文件。

1	[root@mariadb ~]#docker run --name web -v /mydata -it --rm busybox

此时创建的container会自动生成/mydata目录，此目录映射到宿主机上的一个目录，即实现了容器和宿主机之间的文件共享，使用rm命令删除container时，宿主机上的卷是不会删除的，这就实现了在container生命周期结束时，container中的数据依然保留。但是此时的宿主机上的目录是自动生成的，可以使用如下方法指定宿主机的目录。

1	[root@mariadb ~]#docker run --name web -v /data/volumes/v1:/mydata -it --rm busybox

使用上述命令创建的容器，容器中的/mydata目录和宿主机上的/data/volumes目录之间共享目录，如果此时让另一个容器仍然映射到/data/volumes目录，就可以实现容器之间共享目录的功能，相当于将宿主机上的目录挂在到容器上。

–volume-from container选项可以实现容器之间目录的共享

1	[root@mariadb ~]#docker run --name web --volumes-from web -it --rm busybox

实验：使用docker以容器化方式运行lamp+WordPress架构

创建一个mysql容器，其数据目录使用卷的方式放在宿主机上，并在mysql上创建WordPress专用的数据和账号

[root@docker ~]#docker image pull mysql:latest
[root@docker ~]#docker run --name db -d -v /data/volumes/mysql/:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:latest
[root@docker ~]#docker container exec -it db /bin/sh 
# mysql -p123456
mysql> create user wpuser@'172.17.0.%';
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
mysql> create database wpdb;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)
mysql> grant all on wpdb.* to wpuser@'172.17.0.%';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

这里有一点需要注意，就是本次实验室用的是mysql的最新版本即8.x版本的，而8.x版本默认的认证方式是caching_sha2_password而非mysql_native_password。这会导致WordPress连接数据库失败，解决办法有以下两种。
第一种：修改my.cnf文件更改认证方式并重启mysql

1
2
3

[root@docker ~]#vi my.cnf
[mysqld]
default_authentication_plugin=mysql_native_password

第二种：兼容新老版本的认证方式

mysql> alter user wpuser@'172.17.0.%' identified by 'centos' password expire never; #修改加密规则
Query OK, 0 rows affected (0.13 sec)
mysql> alter user wpuser@'172.17.0.%' identified with mysql_native_password by 'centos'; #更新用户密码
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
mysql> flush privileges; #刷新权限
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
--创建新用户时使用以下语句，mysql8.x版本不支持授权的同时创建用户，只能分开来写。
mysql>create user root@'%' identified WITH mysql_native_password BY 'root';
mysql>grant all privileges on *.* to root@'%' with grant option;
mysql>flush privileges;

创建一个centos容器，运行httpd+php

[root@docker ~]#docker image pull centos:7 #从registry拉取centos7的image
[root@docker ~]#docker run -it -d --name apache -v /data/volumes/wp/:var/www/html/ -h apache centos:7 #基于拉取的image创建一个用于跑httpd+php的容器
# 之后下载WordPress解压后放入宿主机的/data/volumes/wp/目录下并修改WordPress的配置文件
[root@docker worpress]#mv wp-config-sample.php wp-config.php
 [root@docker worpress]#vi wp-config.php
 /** WordPress数据库的名称 */
define('DB_NAME', 'wpdb');

/** MySQL数据库用户名 */
define('DB_USER', 'wpuser');

/** MySQL数据库密码 */
define('DB_PASSWORD', 'centos');

/** MySQL主机 */
define('DB_HOST', '172.17.0.2');
[root@docker ~]#docker container exec -it apache /bin/bash #进入container
[root@apache html]#yum -y install httpd php php-mysql #安装相关包
[root@apache html]#httpd #启动httpd

使用lvs做前端负载均衡器，就可以管理该WordPress站点

[root@docker wp]#yum -y install ipvsadm
[root@docker wp]#modprobe ip_vs
[root@docker wp]#ipvsadm -A -t 192.168.34.102:80(vip) -s wrr 
[root@docker wp]#ipvsadm -a -t 192.168.34.102:80(vip) -r 172.17.0.3(rip) -m

此时，在浏览器输入vip，就可以登入管理自己的WordPress站点，实验完毕。