轻量容器引擎Docker安装及其架构

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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轻量容器引擎Docker安装及其架构

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。