進入docker的世界

最近學習Machine Learning發現好多人都用docker,之前一直聽說但是感覺和自己無關。但是現在發現原來docker是個這麼方便的東西,可以跨平臺(不分什麼版本的linux,甚至mac和windows也行)運行。所以這裏開一篇來記錄學習感受。

參考:Docker 完全指南
參考: Gitbook - Docker — 從入門到實踐

不提那些難懂的術語,大白話就是:
一個Docker就是一個Linux的Live CD系統,跟USB系統一樣,有完整的系統文件目錄和程序。

我們可以在這個與外界隔離的便攜系統裏隨便讀寫操作,只是每次進入它時候,都會恢復最開始的樣子,像什麼事都沒發生一樣。
我們可以像定製Live CD或WinPE一樣,定製這個小系統裏面默認裝什麼軟件。一旦定製好了,就是不可更改的,非常穩定。

理解Docker的邏輯

一開始發現很亂很難理解,覺得所有人都把它說的太複雜了。直到後來發現,其實它的運行邏輯很簡單。
實際上,可以把Docker看成是給電腦安裝Linux系統時的Live CD,或者是給Windows用USB安裝系統時的WinPE。這樣會方便理解一點。

回想下自己在給PC或是虛擬機上安裝Linux系統時,都會有個Live CD選項。也是就是你可以什麼都不安裝,直接進入系統,所有的工具都能用,所有的軟件都能安裝,所有的配置也可以改。只不過你重啓過後,一切修改的地方都恢復原樣了。

每篇攻略都會提到這三個基本概念:

  • 鏡像 Image

相當於一個系統光盤的ISO鏡像文件,是隻讀的。你可以直接進入image中各種操作沒有障礙,感覺就像進入_Live CD_系統了。只是所有操作都會在退出時消失,下次進image時候還是初始的樣子。

  • 容器 Container

就像給"ISO文件"加了一層可讀寫的外衣,所有的變動都會保存在Container裏,而image還是image,不會變。就像你可以隨便換衣服,但是身體不會變。

  • 倉庫 Repo

一般指的Dockerhub,就是一個像Github的網站,只不過不是收集代碼,而是收集各種image鏡像。你可以隨意上傳下載各大廠商或個人製作的鏡像。

安裝Docker

Docker分CE和EE兩個版本,一個社區公開免費,一個商業付費。

參考官方:About Docker CE

Ubuntu上安裝Docker

參考官方安裝步驟:Get Docker CE for Ubuntu

準備工作:

#安裝SSL相關,讓apt通過HTTPS下載:
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
# 添加docker的GPG key
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
#檢查key是否相符(9DC8 5822 9FC7 DD38 854A  E2D8 8D81 803C 0EBF CD88)
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

#添加docker的apt下載源
sudo add-apt-repository  "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

#更新源
sudo apt-get update

安裝docker:

$ sudo apt-get install docker-ce

卸載Docker:

$ sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io

Mac上安裝Docker

直接下載app:

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樹莓派上安裝Docker

樹莓派是基於ARM架構的,和PC不同。所以即使樹莓派上能做一些docker鏡像,也不能在別的PC上運行。反過來別的PC上的docker鏡像,也不能在樹莓派上運行。
如果需要找樹莓派專用的鏡像,那就在Dockerhub上搜索ARMRpi相關就能找到了。
有一個叫Hypriot的倉庫製作了非常多樹莓派專用docker,可以參考下。

樹莓派安裝Docker,最難的在於正確的選擇源和添加GPG-key,才能找到版本適合的docker並下載。這個過程是非常繁瑣且很難有統一方案的。
另外:官方的一鍵安裝版本已經失效了。必須手動操作。

參考另一篇筆記:樹莓派安裝Docker

運行Docker

[站外圖片上傳中...(image-e81557-1548159126389)]

從Image鏡像創建一個Container容器:

# 新建一個Container容器(如果本地有image則直接從它創建,如果沒有則從網上下載)
# 進入docke的shell -t,即進入虛擬的一個系統,有自己的/root文件系統結構

$ docker run -it <repo>:<tag> <CMD>

#如:
$ docker run -it jekyll/jekyll:latest bash

# 爲container指定名稱(而不是隻用ID來引用)
$ docker run -it --name <NAME> <image-ID>

查看已有的:

# 查看已有的images
$ docker images

# 查看已創建的containers
$ docker container ls -a

運行一個已有的Container:

# 先啓動container
$ docker container <ID> start

# 運行(掛載)container,掛載後自動進入容器裏的shell
$ docker attach <ID>

# 或者一句話完成(--attach)
$ docker start -a<ID> 

刪除已有的:

# 刪除image
$ docker rm <Image-ID>

# 刪除container
$ docker rm <Container-ID>

無需sudo執行docker

爲了每次執行docker不需要總是輸入sudo,我們需要爲docker創建一個用戶組,並授予權限才行:

# 創建docker用戶組
sudo groupadd docker

# 把當前用戶加入到docker用戶組
sudo gpasswd -a $USER docker

# 更新當前用戶組變動(就不用退出並重新登錄了)
newgrp docker

掛載Host主機上的文件夾

我們肯定不會滿足於docker只訪問自己的小世界裏的文件系統(什麼數據都沒有),所以有必要讓它能訪問外界Host主機上的一些文件夾。比如我有一個docker是作爲下載機用的,那麼我肯定得讓它把下載好的東西存到我的主機上,要不然就白下載了。

參考:Docker學習---掛載本地目錄

掛載文件夾是在docker運行鏡像的命令裏就指定的(利用-v參數):

$ docker run -it -v <HOST-PATH>:<DOCKER-PATH> ubuntu64 /bin/bash

#或者作爲只讀掛載 (:ro)
$ docker run -it -v <HOST-PATH>:<DOCKER-PATH>:ro ubuntu64 /bin/bash

注意,掛載的雙方都必須是絕對路徑。

映射Docker裏的端口到Host主機上的端口

如果Docker裏運行的是Web服務比如Nginx,裏面有一個網站,那你必須得把”虛擬機“裏的端口映射到外部才能正常看到網頁。

映射是在運行docker命令時指定的,比如把裏面的80端口映射到外面的8888端口,命令如下:

$ docker run --name webserver -d -p 80:8888 nginx

然後你在主機上的瀏覽器訪問http://localhost:8888,就可以看到nginx裏的網頁了。
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Docker鏡像保存更改

直接在鏡像上改動的內容,會在退出時全部消失。但是我們經常需要把這些變動保存下來。

Docker保存這些變動的機制就是——生成另一個只讀鏡像。(-_-!)

雖然正常看來,這不太好吧。但實際上,這很好!
Docker鏡像實際上是非常小的,所以生成另一個鏡像也沒有多費事。而且這種機制保證了每個鏡像的不可隨便修改的性質,這一點就極大的避免了混亂。

Docker保存更改有兩種方式:

  • docker commit:就像git commit一樣,把每次改動作爲一個commit提交,可以追溯歷史
  • Dockerfile:這是從頭build構建一個鏡像的配置文件,把你想改動的地方(如安裝一個程序)寫成一句bash命令,加到Dockerfile這個文件裏,它就會按照你的要求執行所有的命令,然後生成一個新的鏡像。

Commit可以追溯歷史,但是變動了哪些地方是對外界黑箱的。
Dockerfile確實明明白白寫清楚有哪些改變。

所以一般情況下,正式構建一個鏡像,都是用Dockerfile的。

"docker commit" 將變動過的Container保存爲鏡像

參考:利用 commit 理解鏡像構成

docker commit命令,可以將容器的存儲層保存下來成爲鏡像。換句話說,就是在原有鏡像的基礎上,再疊加上容器的存儲層,並構成新的鏡像。以後我們運行這個新鏡像的時候,就會擁有原有容器最後的文件變化。

慎用docker commit:

由於命令的執行,還有很多文件被改動或添加了。這還僅僅是最簡單的操作,如果是安裝軟件包、編譯構建,那會有大量的無關內容被添加進來,如果不小心清理,將會導致鏡像極爲臃腫。
此外,使用 docker commit 意味着所有對鏡像的操作都是黑箱操作,生成的鏡像也被稱爲黑箱鏡像,換句話說,就是除了製作鏡像的人知道執行過什麼命令、怎麼生成的鏡像,別人根本無從得知。而且,即使是這個製作鏡像的人,過一段時間後也無法記清具體在操作的。雖然 docker diff 或許可以告訴得到一些線索,但是遠遠不到可以確保生成一致鏡像的地步。這種黑箱鏡像的維護工作是非常痛苦的。
而且,回顧之前提及的鏡像所使用的分層存儲的概念,除當前層外,之前的每一層都是不會發生改變的,換句話說,任何修改的結果僅僅是在當前層進行標記、添加、修改,而不會改動上一層。如果使用 docker commit 製作鏡像,以及後期修改的話,每一次修改都會讓鏡像更加臃腫一次,所刪除的上一層的東西並不會丟失,會一直如影隨形的跟着這個鏡像,即使根本無法訪問到。這會讓鏡像更加臃腫。
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