Docker的数据管理、网络通信和dockerfile

目录

一、Docker的数据管理

[1. 数据卷](#1. 数据卷)

[1.1 数据卷定义](#1.1 数据卷定义)

[1.2 数据卷配置](#1.2 数据卷配置)

[2. 数据卷容器](#2. 数据卷容器)

[2.1 创建数据卷容器](#2.1 创建数据卷容器)

[2.2 使用--volume-from来挂载test1](#2.2 使用--volume-from来挂载test1)

二、端口映射

三、容器互联

[1. 创建容器互联](#1. 创建容器互联)

[2. 进入test2测试(ping 容器名/别名)](#2. 进入test2测试(ping 容器名/别名))

四、Docker镜像的创建

[1. 基于现有镜像创建](#1. 基于现有镜像创建)

[1.1 首先启动一个镜像,在容器里做修改](#1.1 首先启动一个镜像,在容器里做修改)

[1.2 然后将修改后的容器提交为新的镜像,需要使用该容器的ID号创建新镜像](#1.2 然后将修改后的容器提交为新的镜像,需要使用该容器的ID号创建新镜像)

[2. 基于本地模板创建](#2. 基于本地模板创建)

[2.1 补充:URL下载方式](#2.1 补充:URL下载方式)

[2.2 补充:载入选项](#2.2 补充:载入选项)

[3. 基于dockerfile创建](#3. 基于dockerfile创建)

[3.1 联合文件系统(UnionFS)](#3.1 联合文件系统(UnionFS))

[3.2 镜像加载原理](#3.2 镜像加载原理)

[3.2.1 bootfs](#3.2.1 bootfs)

[3.2.2 rootfs](#3.2.2 rootfs)

[3.2.3 Docker的轻量化原因](#3.2.3 Docker的轻量化原因)

[3.3 Dockerfile](#3.3 Dockerfile)

[3.3.1 Dockerfile定义](#3.3.1 Dockerfile定义)

[3.3.2 Docker镜像结构的分层 \](#3.3.2 Docker镜像结构的分层 )

[3.4 Docker镜像结构的分层](#3.4 Docker镜像结构的分层)

[3.4.1 FROM 镜像](#3.4.1 FROM 镜像)

[3.4.2 MAINTAINER 名字](#3.4.2 MAINTAINER 名字)

[3.4.3 RUN 命令](#3.4.3 RUN 命令)

[3.4.4 ENTRYPOINT ["要运行的程序","参数1","参数2"]](#3.4.4 ENTRYPOINT ["要运行的程序","参数1","参数2"])

[3.4.5 CMD ["要运行的程序","参数1","参数2"]](#3.4.5 CMD ["要运行的程序","参数1","参数2"])

[3.4.6 EXPOSE 端口号](#3.4.6 EXPOSE 端口号)

[3.4.7 ENV 环境变量 变量值](#3.4.7 ENV 环境变量 变量值)

[3.4.8 ADD 源文件/目录 目标文件/目录](#3.4.8 ADD 源文件/目录 目标文件/目录)

[3.4.9 COPY 源文件/目录 目标文件/目录](#3.4.9 COPY 源文件/目录 目标文件/目录)

[3.4.10 VOLUME ["目录"]](#3.4.10 VOLUME ["目录"])

[3.4.11 USER 用户名/UID](#3.4.11 USER 用户名/UID)

[3.4.12 WORKDIR 路径](#3.4.12 WORKDIR 路径)

[3.4.13 ONBUILD 命令](#3.4.13 ONBUILD 命令)

[3.4.14 HEALTHCHECK](#3.4.14 HEALTHCHECK)

[3.5 编写Dockerfile格式](#3.5 编写Dockerfile格式)

[3.6 Dockerfile案例-httpd](#3.6 Dockerfile案例-httpd)

[3.6.1 建立工作目录](#3.6.1 建立工作目录)

[3.6.2 准备执行脚本(前台启动方法一)](#3.6.2 准备执行脚本(前台启动方法一))

[3.6.3 准备网页页面](#3.6.3 准备网页页面)

[3.6.4 生成镜像](#3.6.4 生成镜像)

[3.6.5 新镜像运行容器](#3.6.5 新镜像运行容器)

[3.6.6 测试](#3.6.6 测试)

[3.6.7 如果有网络报错提示](#3.6.7 如果有网络报错提示)


一、Docker的数据管理

管理Docker容器中数据主要有两种方式:数据卷(Data Volumes)和数据卷容器(Data Volumes Containers)。

1. 数据卷

1.1 数据卷定义

数据卷是一个供容器使用的特殊目录,位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上,对数据卷的修改操作立刻可见,并且更新数据不会影响镜像,从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux下对目录进行的mount操作。

1.2 数据卷配置

宿主机目录/var/www挂载到容器中的/test。 注意:宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在,Docker会自动创建相应的路径。

[root@docker01 ~]# cd /var/www
[root@docker01 www]# echo "hello1" > test1.txt
[root@docker01 www]# echo "hello2" > test2.txt
[root@docker01 www]# ls
test1.txt  test2.txt
[root@docker01 www]# docker run -it -v /var/www:/test  --name test centos:7 /bin/bash
[root@b94548f62c50 /]# ls 
anaconda-post.log  bin  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  test  tmp  usr  var
[root@b94548f62c50 /]# cd test
[root@b94548f62c50 test]# ls
test1.txt  test2.txt
[root@b94548f62c50 test]# cat test1.txt
hello1
[root@b94548f62c50 test]# echo "test1" > test1.txt
[root@b94548f62c50 test]# exit
exit
[root@docker01 www]# cat test1.txt
test1
[root@docker01 www]#

2. 数据卷容器

如果需要在容器之间共享一些数据,最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器,专门提供数据卷给其他容器挂载使用。

2.1 创建数据卷容器
2.2 使用--volume-from来挂载test1
[root@0cb23ea821e5 /]# exit
exit
[root@docker01 www]# docker run -it --volumes-from test1 --name test2 centos:7 /bin/bash
[root@073626317e0c /]# ls
anaconda-post.log  dev  home  lib64  mnt  proc  run   srv  test1  tmp  var
bin                etc  lib   media  opt  root  sbin  sys  test2  usr
[root@073626317e0c /]# ls test1
test1.txt
[root@073626317e0c /]# cat test1/test1.txt
this is test1
[root@073626317e0c /]# ls test2
test2.txt
[root@073626317e0c /]# cat test2/test2.txt
this is test2

二、端口映射

在启动容器的时候,如果不指定对应的端口,在容器外是无法通过网络来来访问容器内的服务。端口映射机制将容器内的服务提供给外部网络访问,实际上就是将宿主机的端口映射到容器中,使得外部网络访问宿主机的端口便可访问容器内的服务。

[root@docker01 www]# docker run -d --name test01 -P nginx
5a374b853b82950139ce7e15719d597b544f6d12e37f33da31b497f26571acb9
[root@docker01 www]# docker run -d --name test02 -p 11111:80 nginx
2d0ab639aab7a639ca6f31dd590d439523521a47fa8bd226b5196955f66a7abd
[root@docker01 www]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                   CREATED         STATUS         PORTS                                     NAMES
2d0ab639aab7   nginx     "/docker-entrypoint...."   4 seconds ago   Up 2 seconds   0.0.0.0:11111->80/tcp, :::11111->80/tcp   test02
5a374b853b82   nginx     "/docker-entrypoint...."   7 seconds ago   Up 6 seconds   0.0.0.0:32770->80/tcp, :::32770->80/tcp   test01
复制代码
curl测试

三、容器互联

容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。简单点说,就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道,接收容器可以看到源容器指定的信息。

1. 创建容器互联

[root@docker01 www]# docker run -itd -P --name test1 centos:7 /bin/bash
25562a4ff0144f4fe40da242c2444c96dbf41b60b37cc83667cf410c210a8231
[root@docker01 www]# docker run -itd -P --name test2 --link test1:TEST centos:7 /bin/bash
207576ee867323759450e5bf4fe9e1390ebb58b7f1e9b2e3e68349db8ec5a60c

2. 进入test2测试(ping 容器名/别名)

[root@docker01 www]# docker exec -it test2 /bin/bash
[root@207576ee8673 /]# ping test1
PING TEST (172.17.0.4) 56(84) bytes of data.
64 bytes from TEST (172.17.0.4): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.106 ms
64 bytes from TEST (172.17.0.4): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.051 ms
^C
--- TEST ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.051/0.078/0.106/0.028 ms
[root@207576ee8673 /]# ping TEST 
PING TEST (172.17.0.4) 56(84) bytes of data.
64 bytes from TEST (172.17.0.4): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.073 ms
^C
--- TEST ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.073/0.073/0.073/0.000 ms

四、Docker镜像的创建

创建镜像有三种方法,分别为基于已有镜像创建、基于本地模板创建以及基于Dockerfile创建。

1. 基于现有镜像创建

1.1 首先启动一个镜像,在容器里做修改
[root@docker01 www]# docker create -it centos:7 /bin/bash
60b33be8fad27ff9485e6de080907cf9d8855e3e1c899d4a71dca54a8ca9e2cc
[root@docker01 www]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE      COMMAND       CREATED         STATUS    PORTS     NAMES
60b33be8fad2   centos:7   "/bin/bash"   9 seconds ago   Created             jolly_swanson
1.2 然后将修改后的容器提交为新的镜像,需要使用该容器的ID号创建新镜像
[root@docker01 www]# docker commit -m "new" -a "centos" 60b33be8fad2 centos:test
sha256:3553a5c1961fe7ee2cbb1e54653fa930ee73be8d45a195566e011954f5d8d0a2
[root@docker01 www]# docker images
REPOSITORY        TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
centos            test      3553a5c1961f   11 seconds ago   204MB

commit常用选项:

-m:说明信息

-a:作者信息

-p:生成过程中停止容器的运行

2. 基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像,模板可以从OPENVZ开源项目下载,下载地址为http://openvz.org/Download/template/precreated

[root@docker ~]# wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
[root@docker ~]# cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test
 
[root@docker ~]# docker images
复制代码
2.1 补充:URL下载方式

方法一: wget 下载路径 -O 保存路径

方法二: curl -L 下载路径 -o 保存路径

2.2 补充:载入选项

通过docker save保存的镜像,使用docker load加载入docker

通过docker export保存的镜像,使用docker export加载入docker

3. 基于dockerfile创建

3.1 联合文件系统(UnionFS)

UnionFS(联合文件系统):Union文件系统(UnionFS)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。AUFS、OverlayFS及Devicemapper都是一种UnionFS。 Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行集成,基于基础镜像(没有父镜像),可以制作各种具体的应用镜像。

特性:一次同时加载多个文件系统,但从外面看起来,只能看到一个文件系统,联合加载会把各层文件系统叠加起来,这样最终的文件系统还会包含所有底层的文件和目录。

我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。

3.2 镜像加载原理
3.2.1 bootfs

Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成,这种层级的文件系统就是UnionFS。 bootfs主要包含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加载完成之后整个内核就都在内存中了,此时内存的使用权已由bootfs转交给内核,此时系统也会卸载bootfs。

3.2.2 rootfs

rootfs,在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev,/proc,/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统的发行版,比如Ubuntu,Centos等等。 我们可以理解成一开始内核里什么都没有,操作一个命令下载debian,这是就会在内核上面加了一层基础镜像;再安装一个emacs,会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache,又会在images上面再叠加一层image。最后他们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是,此时的每一层rootfs都是read-only的,我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器,也就是将Docker镜像进行实例化,系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。

3.2.3 Docker的轻量化原因

因为对于精简的OS,rootfs可以很小,只需要包含最基本的命令、工具和程序库就可以了,因为底层直接用宿主机的kernel,自己只需要提供rootfs就可以了,由此可见对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的,rootfs会有差别,因此不同的发行版可以公用bootfs。

3.3 Dockerfile
3.3.1 Dockerfile定义

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。 镜像的定期实际上就是定期每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本,用这个脚本来构建、定制镜像,那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是Dockerfile。 Dockerfile是一个文本文件,其内包含了一条条的指令(Instruction),每一条指令构建一层,因此每一条执行的内容,就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile,当我们需要定制自己额外的需求时,只需在Dockerfile上添加或者修改指令,重新生成image即可,省去了敲命令的麻烦。 除了手动生成Docker镜像之外,可以使用Dockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条的指令组成的文件,其中每条指定对应Linux中的一条命令,Docker程序将读取Dockerfile中的指令生成指定镜像。

3.3.2 Docker镜像结构的分层 \

镜像不是一个单一的文件,而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层,在运行容器里做的任何文件改动,都会写到这个读写层。如果删除了容器,也就删除了其最上面的读写层,文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。

(1)Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层;

(2)镜像层江北缓存和复用;

(3)当Dockerfile的指令修改了,复制的文件变化了,或者构建镜像时指定的变量不同了,对应的镜像层缓存就会失效;

(4)某一层的镜像缓存失效,它之后的镜像层缓存都会失效;

(5)镜像层是不可变的,如果在某一层中添加一个文件,然后在下一层中删除它,则镜像中依然会包含该文件,只是这个文件在Docker容器中不可见了。

3.4 Docker镜像结构的分层
3.4.1 FROM 镜像

指定新镜像所基于的基础镜像,第一条指令必须为FROM指令,每创建一个镜像就需要一条FROM指令。

3.4.2 MAINTAINER 名字

说明新镜像的维护人信息

3.4.3 RUN 命令

在所基于的镜像上执行命令,并提交到新的镜像中

3.4.4 ENTRYPOINT ["要运行的程序","参数1","参数2"]

设定容器启动时第一个运行的命令机器参数。 可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。

3.4.5 CMD ["要运行的程序","参数1","参数2"]

上面的是exec形式,shell形式:CMD 命令 参数1 参数2 启动容器时默认执行的命令或者脚本,Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令,只执行最后一条命令,可使用;或&&。 如果在docker run 时制定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT,那么CMD就会被覆盖。 CMD可以为ENTRYPOINT指令提供默认参数。

3.4.6 EXPOSE 端口号

指定新镜像加载到Docker时要开启的端口

3.4.7 ENV 环境变量 变量值

设置一个环境变量的值,会被后面的RUN使用

3.4.8 ADD 源文件/目录 目标文件/目录

将源文件复制到镜像中,源文件要与Dockerfile位于相同目录中,或者是一个URL 有如下注意事项:

  1. 如果原路径是个文件,且目标路径是以/结尾,则docker会把目标路径当做一个目录,会把源文件拷贝到该目录下。 如果目标路径不存在,则会自动创建目标路径。
  2. 如果源路径是个文件,且目标路径不是以/结尾,则docker会把目标路径当作一个文件。 如果目标路径不存在,会以目标路径为名创建一个文件,内容同源文件; 如果目标文件是个存在的文件,会用源文件覆盖它,当然只是内容覆盖,文件名还是目标文件名。 如果目标文件实际是个存在的目录,则会源文件拷贝到该目录下。注意,这种情况下,最好显示的以/结尾,以避免混淆。
  3. 如果源路径是个目录,且目标路径不存在,则docker会自动以目标路径创建一个目录,把源路径目录下的文件拷贝进来。 如果目标路径是个已经存在的目录,则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
  4. 如果源文件是个归档文件(压缩文件),则docker会自动帮解压。 URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝,都不会自动解压。
3.4.9 COPY 源文件/目录 目标文件/目录

只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点,源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中。

3.4.10 VOLUME ["目录"]

在容器中创建一个挂载点

3.4.11 USER 用户名/UID

指定运行容器时的用户

3.4.12 WORKDIR 路径

为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录

3.4.13 ONBUILD 命令

指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。 当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILD指令,该指令对利用该Dockerfile构建镜像(比如为A镜像)不会产生实质性影响。 但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像(比如为B镜像)时,这时构建A镜像的Dockerfile文件中的ONBUILD指令就生效了,在构建B镜像的过程中,首先会执行ONBUILD指令指定的指令,然后才会执行其他指令。

3.4.14 HEALTHCHECK

健康检查

3.5 编写Dockerfile格式

在编写Dockerfile时,有严格的格式需要遵循:

第一行必须使用FROM指令知名所基于的镜像名称;

● 之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息;

● 然后是镜像操作相关指令,如RUN指令。没运行一条指令,都会给基础镜像添加新的一层;

● 最后使用CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。

3.6 Dockerfile案例-httpd
3.6.1 建立工作目录
[root@docker ~]# mkdir /opt/apache
[root@docker ~]# cd /opt/apache/
[root@docker apache]# vim Dockerfile
 
FROM centos:7
#基于centos:7的基础镜像
MAINTAINER this is apache image <test>
#定义镜像的用户信息
RUN yum -y update;yum install -y httpd
#镜像操作指令安装apche软件
EXPOSE 80
#开启80端口
ADD index.html /var/www/index.html
#复制网站首页文件
 
##前台启动方法一(需准备执行脚本)
ADD run.sh /run.sh
#将执行脚本复制到镜像中
RUN chmod 755 /run.sh
CMD ["/run.sh"]
#启动容器时执行脚本
 
##前台启动方法二(无需其他脚本)
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apachectl"]
CMD ["-D","FOREGROUND"]
#前台启动apache,CMD为ENTRYPOINT传递参数
3.6.2 准备执行脚本(前台启动方法一)
[root@docker apache]# vim run.sh
 
#!/bin/bash
rm -rf /run/httpd/*
#清理httpd的缓存
/usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND
#指定为前台运行

因为Docker容器仅在它的1号进程(PID为1)运行时,会保持运行。如果1号进程退出了,Docker容器也就退出了。

3.6.3 准备网页页面
[root@docker apache]# echo "this is test web" > index.html
[root@docker apache]# ls
Dockerfile  index.html  run.sh
3.6.4 生成镜像
方法一:
 
[root@docker apache]# docker build -t http:test1 .
方法二:
 
[root@docker apache]# docker build -t http:test2 .
[root@docker apache]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
httpd        test2     6440a6fa57e0   56 seconds ago   623MB
httpd        test1     5ebb94751288   3 minutes ago    623MB
debian       test      f7fd702b88cc   4 hours ago      215MB
centos       test1     3e6e91b628ef   5 hours ago      204MB
nginx        latest    87a94228f133   33 hours ago     133MB
centos       7         eeb6ee3f44bd   3 weeks ago      204MB
3.6.5 新镜像运行容器
[root@docker apache]# docker run -itd --name test1 -p 11111:80 httpd:test1
[root@docker apache]# docker run -itd --name test2 -p 22222:80 httpd:test2
[root@docker apache]# docker ps -a 
CONTAINER ID   IMAGE         COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                     NAMES
4ff1f0b80978   httpd:test2   "/usr/sbin/apachectl..."   3 seconds ago   Up 2 seconds   0.0.0.0:22222->80/tcp, :::22222->80/tcp   test2
2609fc4c8c14   httpd:test1   "/run.sh"                2 minutes ago   Up 2 minutes   0.0.0.0:11111->80/tcp, :::11111->80/tcp   test1
3.6.6 测试
[root@docker apache]# curl http://192.168.122.10:11111
this is test web
[root@docker apache]# curl http://192.168.122.10:22222
this is test web
3.6.7 如果有网络报错提示

WARNING: IPv4 forwarding is disabled. Networking will not work. 解决方法:

[root@docker ~]# echo 'net.ipv4.ip_forward = 1' >> /etc/sysctl.conf 
[root@docker ~]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@docker ~]# systemctl restart network
[root@docker ~]# systemctl restart docker
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