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Docker详解

August 16, 2014

说明 本文档来自前段时间写的一个slide,由于 remark 没有很好的支持嵌入到 HTML 中,只能把 markdown 搬过来了。

Docker

by 张向军


Agenda

  • 简介

  • 概念

  • 基础

  • 高级

  • 扩展


简介

  • 针对可移植的应用的简单轻量虚拟环境
  • 基于容器提供沙箱,基于 cgroup 和 namespace 做到资源的隔离
  • 快速,启动容器就是启动进程
  • 轻量,只需要应用运行的依赖
  • 容器即目录,故传输方便
  • 使用 aufs 或者 devicemapper 等技术作为存储引擎,节省空间
  • 仓库机制,可相互分享,搜索等

概念

  • cgroups

  • lxc

  • aufs

  • devicemapper

  • namespace


概念-cgroups

cgroups 全称 control groups,是 linux 内核提供的一种限制、记录和隔离进程组所使用物理资源的一种机制。在 2.6.24 之后的内核中都已经支持 cgroups。详细的介绍请参考cgroups 详解cgroups 官方文档

应用场景:

  • 进程隔离
  • 资源统计
  • 进程控制

基本概念:

  • task,被 cgoups 管理的进程
  • control group,分配资源的基本单位
  • hierarchy,层级,也就是限制的继承关系
  • subsystem,资源控制器

概念-lxc

lxc 全称是 linux container,是基于 cgroups 和 chroot 等内核特性的一组工具,用于构建虚拟环境。通过一系列的命令行工具可以创建,修改,删除虚拟环境。具体用法可参考ubuntu 官方文档LXC 官方文档


概念-aufs

aufs 全称是 advance(another) union file system,是一种联合文件系统。这种文件系统最重要的一个特性就是有一个层的概念和复制时拷贝,可以做到当文件系统改变时只影响其中一层,其他层保持不变。举个例子,整个文件系统就像由一层一层的玻璃组成的,你从上往下看能看到所有的图案(如果上下层的玻璃完全重合则只能看见上层的玻璃对应的图案),而当你需要新增或者修改图案时就只能在最上层的玻璃上操作。具体的一些操作例子可参考geekstuff 的 aufs 演示aufs 官方文档


概念-devicemapper

官方说,使用了 LVM 的镜像功能的高级变种作为一种存储引擎。简单来说,devicemapper 是内核的逻辑卷管理框架,它可以做到将多个设备的块映射到一个逻辑卷上,然后对外提供 IO 服务。具体可参考Linux 内核中的 Device Mapper 机制


概念-namespace

内核级别的资源隔离方案,PID 和 Network 等不再是全局性的而是属于特定的 Namespace,每个 Namespace 对其他的 Namespace 都是透明的。具体可参考Linux Namespaces 机制


基础

  • 安装

  • 拉取

  • 运行

  • 提交

  • 再运行


基础-安装

依赖

内核需要 3.8 以上, ubuntu-12.04 以上,centos-6.5 最新内核

ubuntu

curl -s https://get.docker.io/ubuntu/ | sudo sh

centos

rpm -ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm
yum install -y docker-io

基础-拉取

命令

docker pull ubuntu

解释

从 Docker 官方的 index 上拉取仓库

注意 其实拉取的过程就是复制的过程


基础-运行

命令

docker run -i -t ubuntu /bin/bash

解释

从 ubuntu 这个镜像运行一个 container,container 里的进程为 bash


基础-提交

命令

docker  commit id user/name
docker push user/name

解释

在容器里执行一些改动之后,将这些改动提交到仓库里去,也就是添加了一个新的镜像;然后把这个新的镜像推送到 Docker 的 index 上去。


基础-再运行

命令

docker pull user/name
docker run -i -t user/name /bin/bash

解释

再次从 index 上拉取镜像,然后从新的镜像启动 container。


高级

  • Dockerfile

  • Link

  • 端口映射


高级-Dockerfile-简介

简介

描述了一个 image 应该是什么样的,然后通过 docker build 来生成 image


高级-Dockerfile-指令参考

指令参考

  • FROM 当前镜像基于哪个镜像生成
  • AUTHOR 镜像作者
  • ADD 向镜像里添加文件
  • RUN 运行一些安装和命令或者脚本
  • EXPOSE 指定链接时暴漏给其他容器的端口
  • CMD 启动容器时默认执行的命令
  • ENTRYPOINT 启动容器时运行的程序

CMD 和 ENTRYPOINT 的区别

就是命令和选项的区别,ENTRYPOINT 是命令,CMD 是选项


高级-Dockerfile-演示

演示

命令

docker build -t image_name /path/to/dockerfile_dir

解释

通过指定 Dockerfile 所在路径,docker 自动构建 image


高级-link-简介

简介

一种让 Container 之间相互通信更友好的方式,被链接的 container 的信息直接在其他 container 的环境变量里得以体现。


高级-link-演示

演示

命令

docker run -d --name redis redis
docker run -d --name consumer --link redis:redis ubuntu /bin/bash

解释

首先启动一个 redis 的 container,然后将该 container 链接到 consumer 这个 container 上,然后我们可以从这个容器里通过环境变量访问到 redis 的相关信息。


高级-端口映射-简介

简介

一种让 container 提供公网服务的技术,底层为 iptables 的 DNAT 技术实现。


高级-端口映射-演示

演示

命令

docker run -d --name redis -p 6379 redis

解释

将物理机的 6379 端口映射到 redis 这个 container 的 6379 端口上。


扩展

  • 网络相关

  • 开机启动


扩展-网络相关-简介

简介

传统上,Docker 的网络技术其实就是基于网桥和 iptables 的技术,0.11 版本引入 host 模式的网络模式,允许 container 完全共享物理机的网络,不再需要 iptables 做映射。


扩展-网络相关-演示

演示

命令

docker run -d --name redis --net host redis /sbin/ip addr

解释

直接使用物理机的网络


扩展-开机启动

外部

也就是如何开机启动对应的容器,主要有两步操作:

  1. 关闭 Docker 的自动启动特性-r=false
  2. 配合 upstart 或者 systemd 的配置文件,调用 Docker 命令来开机启动

内部

也就是如何在启动容器时再其内部自动启动进程。很遗憾,目前 Docker 容器和 systemd 还不兼容。目前我用的方案是 supervisor 来管理容器内的进程。详见upops 项目的 Dockerfile


资源

  1. Official Document
  2. Docker Weekly
  3. Docker Book
  4. User Group

Q&A


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