Docker容器虚拟化平台。
(相关资料图)
接触docker很长时间了，但是工作中也没有用到，所以总是学了忘，忘了学。不过这次，我打算跟大家分享一下我的学习历程，也算是我的独特的复习笔记，我会在这一篇中讲清楚docker几乎所有的功能。不过也是我第一次写，而且是一篇两万多字的长文，花了我半个月里所有的休闲娱乐时间，所以写的不好的地方请大家见谅，也请在评论区斧正，谢谢大家的理解。
Docker，翻译过来就是码头工人Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可抑制的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。容器完全使用沙盒机制，相互之间不会存在任何接口。几乎没有性能开销，可以很容易的在机器和数据中心运行。最重要的是，他们不依赖于任何语言、框架或者包装系统
小知识：沙盒也叫沙箱（sandbox）。在计算机领域指一种虚拟技术，而且多用于计算机安全技术。安全软件可以让它在沙盒中运行，如果含有恶意行为，则禁止程序的进一步运行，而这不会对系统造成任何危害。
Docker是dotCloud公司开源的一个基于LXC的高级容器引擎，源码托管在Github上，基于go语言并且遵从Apache2.0协议开源。 GitHub地址：https://github.com/moby/moby小知识：LXC为Linux Container的简写。Linux Container 容器是一种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源，而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。LXC主要通过Kernel的namespace实现每个用户实例之间的项目隔离，通过cgroup实现对资源的配额和调度。
docker官网：https://www.docker.com docker中文库:https://www.docker.org.cn/
相同点：docker和容器技术和虚拟机技术，都是虚拟化技术。
不同点： 虚拟机技术：
容器技术：
通过图片，我们很明显的看到容器少了一层Guest OS，也就是少了虚拟机操作系统这一层，所以docker效率比虚拟机效率高。达到了秒级启动的地步。
docker相较于VM的优点： 1、比VM小、快，Docker容器的尺寸减小相比于整个虚拟机大大简化了分布 到云和分发时间的开销。Docker启动一个容器实例时间仅仅需要几秒钟。
2、Docker是一个开放的平台，构建、发布和运行分布式应用程序。3、开发人员不需要关系具体是哪个Linux操作系统4、Google、微软（azure）、亚马逊、IBM等都支持docker。5、Docker支持Unix/Linux操作系统，也支持Windows和Mac。Docker局限性：Docker用于应用程序时是最有用的，但并不包含数据。日志、数据库等通常放在Docker容器外。一个容器的镜像通常都很小，不用和存储大量数据，存储可以通过外部挂载等方式使用，比如：NFS、ipsan、MFS等 ，或者docker命令 ，-v映射磁盘分区。总之，docker只用于计算，存储交给别人。
等了解了docker之后，这张图所代表的的内容就很清晰明了，希望大家学完docker之后还能回来看看这张图。这里简单给大家介绍一下docker的工作流程。 工作流程：1、启动docker 2、下载镜像到本地 3、启动docker容器实例 提示：大家可以去注册一个dockerhub，之后会详细给大家讲解它的作用（非常重要！连docker hub账号都没有，玩什么docker！）。
Docker核心技术: 1、Namespace —> 实现Container的进程、网络、消息、文件系统和主机名的隔离。 2、Cgroup —> 实现对资源的配额和调度。 注意：Cgroup的配额，可以指定实例使用的CPU个数，内存大小等。
文件系统隔离：每个进程容器运行在一个完全独立的根文件系统里。
资源隔离：系统资源，像CPU和内存等可以分配到不同的容器中，使用cgroup。 网络隔离：每个进程容器运行在自己的网路空间，虚拟接口和IP地址。
日志记录：Docker将收集到和记录的每个进程容器的标准流（stdout/stderr/stdin），用于实时检索或者批量检索
变更管理：容器文件系统的变更可以提交到新的镜像中，并可重复使用以创建更多的容器。无需使用模板或者手动配置。
交互式shell：Docker可以分配一个虚拟终端并且关联到任何容器的标准输出上，例如运行一个一次性交互shell。
首先我问大家一个问题，你们知道docker有几种安装方式吗？ 它们又有那些区别呢？ Docker安装：
是的，有三种安装方式，而且，它们都是正确的！因为Docker最早的版本名是docker和docker-engin，现在的名字是docker-ce和docker-ee。有兴趣的小伙伴可以通过下方链接去官网查看。https://docs.docker.com/engine/install/centos/
2017年初，docker公司将原先的docker开源项目改名为moby。moby是集成了原先的docker项目，是社区维护的开源项目，谁都可以在moby的基础打造自己的容器产品。docker-ce 是docker公司维护的开源项目，是一个基于moby项目的免费容器产品。docker-ee 是docker公司维护的闭源产品，是docker公司的商业昌平。注：moby是源代码，docker-ce 和docker-ee 是产品容器，rpm包。所以，目前我们经常使用的版本当然是docker-ce啦！
实验环境：centos7.6 64位。网络要求能上外网。
这里作者已经安装过了，所以提示Nothing to do。
yum-config-manager命令作用是添加yum源。 敲完命令之后大家执行一下命令去看一下有没有配置成功。
看到上图中的框框里的内容就代表配置成功了。
安装速度可能会比较慢，请耐心等待。 docker-ce:docker程序 docker-ce-cli: 如果不知道包名的作用，可以使用yum info 程序 命令查看
默认会自动开启。 路径 ：/proc/sys/net/ipv4/ip_forward 手动开启：
如果没有开启网络转发，我们启动实例的时候就会报错！！！
关闭防火墙：
iptables -nL
启动完成后会该网络参数，这个是ip转发会改成1。默认0
这里简单教大家第一个docker命令，docker version查看docker版本。
这里我们很清晰的可以看到docker是一个C/S架构的模式。客户端是我们的命令行操作，服务端是一个守护进程。
我们可以通过docker info看到机器存放docker镜像得地址，也可以看到docker仓库的地址。
docker search
大家可以看到搜索出来的最上一行有几个表头，这里给大家介绍一下 name:代表此镜像的名称
description：此镜像的描述
stars：下载次数
official：是否由官方提供（官方提供可放心下载，可以基于此镜像做自己的镜像）
docker pull== ，默认是拉去docker hub上搜索到的最新版本（第一个）。
注意，如果这里报错，TLS handshake timeout，那就是网络原因导致超时，尝试多pull几次。下面介绍配置镜像加速。使用阿里云docker镜像加速器。地址:https://cr.console.aliyun.com的控制台，使用支付宝账号登录，左侧加速器帮助页面会为你显示独立的加速地址，这个加速地址每个人的都不同。
可以通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器。 把自己的专属加速地址放到下面的地址改一下，写入文件就可以了。
配置好了之后，我们使用之前学的命令，docker info查看一下是否新增了阿里云的地址。
可以看到此地址，代表配置成功。
然后继续使用docker pull centos，下载速度会很快。(由于作者已经下载了centos，这里使用tomcat镜像演示)
拉去之后我们要如何看到我们下载下来的镜像呢，这里我们就需要学习一个新命令。docker images，查看已下载镜像。
好了，这样就拉取下来了。
比如把docker-centos-httpd.tar镜像上传到linux上，就需要用到==docker load -i ==命令。(记得带上路径，这里作者没有钱买U盘，就不演示了)
导入之后可以使用docker images查看。
注意上图，tag代表标签，image id代表镜像ID。这是我们区别镜像的方式。 另外提一下，还有一种直接下载其他站点镜像的方法，命令如下：
注：docker镜像相当于，对程序+程序依赖的库直接打包（后期详细解释）。
很开心大家耐心的看到了这里，接下来我就会详细讲解docker的使用方法。
docker search nginx 搜索到的这些镜像代表什么意思之前已经讲过了，这里我们直接选用最新版本的。
docker pull nginx 未指定nginx则直接下载最新版本
docker images 这里有作者下载的其他镜像。第一个就是我们刚刚下载的镜像。
docker run -d --name nginx01 -p 80:80 nginx e56开头那个就是容器ID
docker ps
curl 127.0.0.1:80 127.0.0.1是本地回环ip，就是本机啦，可以用localhost代替。
docker exec -it 容器ID /bin/bash whereis是一个搜索文件的小命令，不如find好用但是简洁。
用公网IP，这里作者有域名（顺便给自己的网站打个广告，作者喜欢写东西，如果有投稿之类的可以留言，我会筛选之后放到我的博客网站，当然也欢迎大家加入我，一起创建文字社区。地址http://xiaodengzhp.xyz/wordpress/），所以用域名代替了。（注意，外网IP需要在云平台打开端口，由于作者偷懒映射的80，所以没有去打开，如果是其他端口，就要去打开。）
另外，像docker top 、docker cp、 docker stop等等命令这里就不再演示了，大家有兴趣的可以自行测试。 到了这里，相信你已经对docker有了一定的理解，应该能尝试着自己启动容器了吧。
有的小伙伴不理解为什么要加/bin/bash,或者什么时候该加什么时候不加，这里我给大家解释一下。 我们先看docker run的命令参数。
大家注意-i 、 -t 、 -d这几个参数。一般it连用表示给我一个可以操作的前台终端。第二个呢就是id，以后台守护进程的方式运行容器。这样，我们就可以总结出两种运行容器的命令模式。
镜像是一种轻量级的、可执行的独立软件包。用来打包软件运行环境和基于运行环境的开发软件，它包含运行某个软件所需要的内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
UnionFS（联合文件系统）UnionFS（联合文件系统）：UnionFS文件系统是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层一层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像，可以制作各种各样的应用镜像。特性：一次同时加载多个文件系统，但是从外面开起来，只能看一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，最终的文件系统会包含所有的底层文件和目录。Docker镜像加载原理docker的镜像实际上是由一层一层的文件系统组成，这种层级关系就叫UnionFS。bootfs（boot file system）主要包括bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就在内存中了，此时内存的使用权由bootfs转交给内核，此时系统会卸载bootfs。rootfs（root file system），在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统的/dev, /proc, /bin, /etc等等标准文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版本，比如Ubuntu、CentOS等。
如下图：
对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序即可，因为底层直接用Host的kernel，自己只需要提供rootfs即可。由此可见不同的Linux发行版本，bootfs基本上是一致的，rootfs会有差别，所以不同的发行版可以公用bootfs，这也是一个镜像仅有几百MB的原因。
这里我用docker pull nginx命令，下载来一个镜像给大家看看，框起来的是不是一层一层下载的。
那么docker为什么会使用这种方法呢？最大的好处，就是资源共享。比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有容器提供服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。我们通过docker image inspect ngixn:latest查看一下。
这里给大家举个栗子：所有的docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或者增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像之上创建第二个镜像层；如果继续添加安全补丁，就会创建第三个镜像层。如下图：
在添加额外的镜像的同时，镜像始终是当前所有镜像的组合。比如我们在添加第三层安全补丁的时候，Ubuntu和Python视为一个镜像层，在此基础上再添加安全补丁镜像层。docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。这一层就是我们所说的容器层，容器之下都叫镜像层。
这里大家看一下
1、下载一个默认的tomcat，这里作者已经下载好了，就不用再下载了。
2、启动tomcat。 docker run -itd -p 8080:8080 tomcat:latest /bin/bash 然后进入此容器 docker exiec -it [容器ID] /bin/bash
3、默认tomcat镜像的webapp网页文件里是没有东西的，我们要从webapps.dist中把它拷贝出来。
4、打开8080端口，在浏览器访问tomcat docker。
5、提交镜像。 docker commit -a=“This my create tomcat” -m=“add webapps app” 81 tomcat02:1.0
这里我们就制作了我们的第一个镜像，之后我还会教大家怎么将镜像发布到docker hub上。
docker容器在产生数据的时候，如果不通过docker commit生成新的镜像，使得数据作为镜像的一部分保存下来，那么当容器删除之后，数据自然而然的也会消失。为了能保存数据，容器中引用了数据卷的概念。
卷就是目录或者文件，存在一个或者多个容器之中，由docker挂载到容器，但是不属于联合文件系统，因此能够绕过Union File System提供一些用于持续存储或者共享数据的特性。
卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此docker不会再容器删除时删除其挂载的数据卷。
它还存在以下几种特点：
1、数据卷可在容器之间共享或者重用数据。 2、卷中的更改可以直接生效。 3、数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中。 4、数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止
方式一：直接使用命令来挂载 ， -v
我们在创建容器之前，先看看挂载路径上有没有test01这个目录，可以看到，是没有的。执行命令之后进入到容器内，我们ls看一下容器的home目录，是空的。
另外打开一个终端，cd /home目录，这下我们发现多出来了一个test01目录，这个test01目录，就是我们刚刚启动的容器内部的home目录，并且，此时这两个目录是同步的状态，我们在home目录中写入任何新的文件，都会同步到主机home目录下的test01目录。
我们在这里测试一下，echo进去一个a.txt文件。
然后来到宿主机上，看一眼是不是test01目录下也出现了a.txt。(双向绑定)
当然，我们可以使用更简单的方法查看是否挂载成功，大家还记得是那条命令吗？没错，是docker inspect 容器ID。我们找到这个Mounts，它代表着挂载，type是类型（绑定），source是源（/home/test01），也就是把什么挂载到哪里。destination（home）就是挂载的目标路径了。
这里作者只演示了修改容器内文件同步到宿主机挂载文件。其实反过来也是一样的，这里就不再赘述了。之后如果要修容器内挂载文件，只需在我们本地挂载点修改就好了，它会自动同步到docker。
这里先教给大家一个新武器。 docker volum ls#查看所有卷的情况。
我们首先使用匿名挂载的命令启动一个容器。
然后使用刚刚教给大家的新武器查看卷。
这里84开头的那一长串就是挂载到宿主机的名字。我们继续追查下去。这里教给大家一个很简单的命令，less。如果输出的信息太多了，我们找不到，就可以这样使用cmd | less 栗子： docker inspect 84（容器ID） | less然后输入/name, name是你想查到的内容，就可以很轻松的找到啦。大家仔细看一下，是不是/etc/nginx就是叫84开头的那一长串，挂载到了我/var/lib…路径下，我们复制这个路径继续去查看。
怎么样，是不是在我们的宿主机就发现了这样的一个文件呢？这就是所谓的匿名挂载！是不是很简单。
具名挂载就很简单了，跟我们之前演示的指定路径挂载很相似，这里给大家简单地演示一下。
同样，我们使用具名挂载的方式启动一个容器。
docker volume ls 查看卷
docker inspect ID | less 找到挂载点。
我们再复制一下路径，找到nginx的配置文件。
这就是具名挂载。
tips：
Dockerfile是一个创建镜像所有命令的文本文件，包含了一条条指令和说明, 每条指令构建一层,，通过docker build命令，根据Dockerfile的内容构建镜像，因此每一条指令的内容, 就是描述该层如何构建。有了Dockefile,，就可以制定自己的docker镜像规则,只需要在Dockerfile上添加或者修改指令,，就可生成docker 镜像。
dockerfile的关键字建议使用大写，它是从上往下按照循序执行的，在dockerfile中，#代表注释。我们可以通过这个脚本来生成镜像，脚本中的每一个命令，都是一层镜像。
我们先通过下面这张图片来理解一下镜像的构成以及运行过程。
在这里我们来整理一下docker容器、dockerfile、docker镜像的关系：dockerfile是面向开发的，发布项目做镜像的时候就要编写dockerfile文件。dockerfile：构建文件，定义了一切的步骤，源代码。dockerImanges：通过dockerfile构建生成的镜像，最终发布和运行的产品。docker容器：容器就是镜像运行起来提供服务的。
Tips：构建镜像99%都是从scratch开始的，但是这个镜像是个虚拟的概念，并不实际存在，表示一个空白的镜像。
这里带大家回顾一下docker history命令。接下来我们就要用dockfile制作属于自己的镜像了。
通过这个命令，我们就能看到dockerfile制作镜像所执行的步骤，也就可以知道这个镜像是怎么制作的了。
网址：https://hub.docker.com/
命令
看到Lgin Succeeded，就表示我们登陆成功了。
首先，我们知道官方默认的镜像，比如centos镜像里面，没有vim、ipconfig等命令，我们就基于此，创建此镜像。
docker build 命令：
到这里，我们就制作好了我们自己的镜像，虽然它并没有什么用。 这里我们再启动我们自己制作的镜像，进去看看我们写的dockerfile都生效了没有。 注：不加标签默认是latest，所以docker run的时候要带上镜像标签。
同时，我们可以用docker history命令来进一步验证dockerfile的构建过程。
官方文档要求，我们推送的镜像名字必须是YOUR_DOCKER_HUB_ID/XXXX，所以我们需要给镜像换一个名字
镜像有点大，所以请耐心等待一下。等了几分钟之后，我们登陆docker hub就可以看到我们刚刚推送上去的镜像啦，这个镜像可是全世界人民都看得到的哦，是不是有点小激动呢！
我们使用ifconfig可以看到三组网络。 首先是docker0，这是我们本节的重点，docker的网络。之后是eth0，本机的外网地址。lo口，本地环回地址，可以代表localhost。
关于docker0呢，其实就是一个叫docker0的虚拟网桥。我们使用brctl命令来查看一下。（没有这个命令的下载yum -y install bridge-utils）
什么是veth-pair技术？要理解它，我们首先来启动两个tomcat容器。
启动机器之后，我们查看容器ip，通过容器的ip 去ping宿主机ip，发现是通的。
理解：我们每启动一个docker容器，docker就会给docker容器分配一个ip，安装docker之后，会产生一个叫docker0的网卡，这里使用的就是veth-pair技术。 使用ip addr命令，查看我们的网卡。
我们发现多出来了两个网卡，到了这里，你已经知道这两张网卡是那里来的了吧。没错，是启动容器之后产生的！我们回过头来查看我们在启动的容器IP，就会很清晰的发现，这个网卡是成对存在的！容器内的64对应着宿主机的65，容器内的66对应宿主机的67。什么是veth-pair？veth-pair 就是一堆的虚拟设备接口，他们都是成对出现的，一端连接着协议，一端连接着彼此。使得它充当了一个桥梁的作用。
我们来绘制一个简单的网络模型，这样veth-pair的作用就清晰明了了。
不难看出，tomcat01和tomcat02是共用的同一个路由器，即docker0。所有的容器在不指定我网络的情况下，都是docker0路由的，docekr会给我们的容器分配一个默认IP。docker网络就是下面这个网络模型所描述的。（docker所有的网络接口都是虚拟的，虚拟的转发效率高）
下面我们自己来创建一个bridge。
只需要两条命令，你就创建完了自己的网络！
这里在教大家一条命令：
然后使用docker network inspect testnet，就可以看到刚才创建的这两个容器的IP了。
还记得我们前面说的docker0的缺点之一，不能通过域名访问吗？而我们自定义的网络，就修复了这个功能！
总结到这里，我们学习docker的脚步就告一段落了。陆陆续续写了大半个月，终于写完了希望我的付出，能带给大家学习的动力，容器其实并不难掌握，大家可能在刚刚接触的时候很迷茫，不知道这是个啥。其实没有关系，在你用着用着之后，容器的概念就会在你的脑子里渐渐形象起来。很感谢你看了这里，我也很希望能让你对容器，有一定的认识，哈哈哈，就先写到这儿吧，以后我还会更新其他内容的，欢迎大家的关注。
最后 小伙伴们学习编程，有时候不知道怎么学，从哪里开始学。掌握了基本的一些语法或者做了两个案例后，不知道下一步怎么走，不知道如何去学习更加高深的知识。那么对于这些小伙伴们，我准备了大量的视频教程，PDF电子书籍，以及源代码！只要+up主威信wangkeit1备注“B站”就可以白嫖领取啦！
关键词： 文件系统
