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03 Docker容器进阶

一、Docker私有仓库

1、仓库镜像

Docker hub官方已提供容器镜像registry,用于搭建私有仓库

拉取镜像

[root@qfedu.com ~]# docker pull daocloud.io/library/registry:latest

2、运行容器

[root@qfedu.com ~]# docker run --name "pri_registry" --restart=always -d -p 5000:5000 daocloud.io/library/registry  

注:如果创建容器不成功,报错防火墙,解决方案如下

[root@qfedu.com ~]#systemctl stop firewalld
[root@qfedu.com ~]#yum install iptables
[root@qfedu.com ~]#systemctl start iptables
[root@qfedu.com ~]#iptables -F
[root@qfedu.com ~]#systemctl restart docker

3、查看容器

[root@qfedu.com ~]# docker ps
CONTAINER ID  IMAGE  COMMAND  CREATED  STATUS   PORTS   NAMES
1f444285bed8     daocloud.io/library/registry  "/entrypoint.sh /etc/"  23 seconds ago    Up 21 seconds    0.0.0.0:5000->5000/tcp  elegant_rosalind

4、连接容器查看端口状态

  [root@qfedu.com ~]# docker exec -it  1f444285bed8  /bin/sh    //这里是sh 不是bash
  /# netstat -lnp                        //查看5000端口是否开启
  Active Internet connections (only servers)
  Proto Recv-Q Send-Q Local Address      Foreign Address     State    PID/Program name   
  tcp     0    0 :::5000         :::*           LISTEN    1/registry
  Active UNIX domain sockets (only servers)
  Proto RefCnt Flags    Type    State     I-Node PID/Program name   Path

在本机查看能否访问该私有仓库,看看状态码是不是200

[root@qfedu.com ~]# curl  -I  127.0.0.1:5000   //参数是大写的i
HTTP/1.1 200 OK     

5、仓库功能测试

为了方便下载1个比较小的镜像,buysbox
 [root@qfedu.com ~]# docker pull busybox

上传前必须给镜像打tag  注明ip和端口
 [root@qfedu.com ~]# docker tag  busybox  私有仓库IP:端口/busybox

这是直接从官方拉的镜像,很慢:
  [root@qfedu.com ~]# docker tag busybox 192.168.245.136:5000/busybox

下面这个Mysql是我测试的第二个镜像从daocloud拉取的

  [root@qfedu.com ~]# docker tag daocloud.io/library/mysql 192.168.245.136:5000/daocloud.io/library/mysqltag后面可以使用镜像名称也可以使用id,我这里使用的镜像名称如果使用官方的镜像不需要加前缀但是daocloud.io的得加前缀

修改请求方式为http

默认为https不改会报以下错误:
	Get https://master.up.com:5000/v1/_ping: http: server gave HTTP response to HTTPS client
  [root@qfedu.com ~]# vim /etc/docker/daemon.json
  { "insecure-registries":["192.168.245.136:5000"] }
  
重启docker:
  [root@qfedu.com ~]# systemctl restart docker

上传镜像到私有仓库

  [root@qfedu.com ~]# docker push 192.168.245.136:5000/busybox 
  [root@qfedu.com ~]# docker push 192.168.245.136:5000/daocloud.io/library/mysql

查看私有仓库里的所有镜像 api 应用程序接口

我这里是用的是ubuntu的例子

[root@qfedu.com ~]# curl 192.168.245.130:5000/v2/_catalog
  {"repositories":["daocloud.io/ubuntu"]}
或者
[root@qfedu.com ~]# curl  http://192.168.245.130:5000/v2/daocloud.io/ubuntu/tags/list
  {"name":"daocloud.io/ubuntu","tags":["v2"]}
[root@qfedu.com ~]# curl  http://192.168.245.130:5000/v2/repo名字/tags/list

拉取镜像测试

[root@qfedu.com ~]# docker pull 192.168.245.136:5000/busybox

6、删除registry内的镜像

1exec进入容器更改registry容器内/etc/docker/registry/config.yml文件

storage:
  delete:
    enabled: true

重启registry容器

  1. 找出你想要的镜像名称的tag
# 语法
# curl -I -X GET <protocol>://<registry_host>/v2/<镜像名>/tags/list  

操作(加粗为需要修改的地方)

# curl http://192.168.19.150:5000/v2/nginx/tags/list

{"name":"nginx","tags":["vvvv","vv"]}

  1. 拿到digest_hash参数
# 语法
# curl  --header "Accept: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json" -I -X GET http://<仓库地址>/v2/<镜像名>/manifests/<tag>

操作

# curl --header "Accept: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json" -I -X GET http://192.168.19.150:5000/v2/nginx/manifests/vv

HTTP/1.1 200 OK Content-Length: 1366 Content-Type: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json Docker-Content-Digest: sha256:16eae91e82b4de8fd701b5a4fbfe56059f4d970878a7c42d7fc98c458ef41aa4 Docker-Distribution-Api-Version: registry/2.0 Etag: "sha256:16eae91e82b4de8fd701b5a4fbfe56059f4d970878a7c42d7fc98c458ef41aa4" X-Content-Type-Options: nosniff Date: Thu, 13 May 2021 03:57:08 GMT

  1. 复制digest_hash
Docker-Content-Digest: <digest_hash>

Docker-Content-Digest: sha256:16eae91e82b4de8fd701b5a4fbfe56059f4d970878a7c42d7fc98c458ef41aa4

  1. 删除清单
# 语法
# curl -I -X DELETE <protocol>://<registry_host>/v2/<repo_name>/manifests/<digest_hash>

操作

# curl -I -X DELETE http://192.168.19.150:5000/v2/nginx/manifests/sha256:16eae91e82b4de8fd701b5a4fbfe56059f4d970878a7c42d7fc98c458ef41aa4

HTTP/1.1 202 Accepted Docker-Distribution-Api-Version: registry/2.0 X-Content-Type-Options: nosniff Date: Thu, 13 May 2021 04:00:50 GMT Content-Length: 0

查看结果nginx:vv已经被删除

[root@master ~]# curl http://192.168.19.150:5000/v2/nginx/tags/list

{"name":"nginx","tags":["vvvv"]}

二、部署Docker-WebUI

1、下载并运行容器

[root@qfedu.com ~]#docker pull uifd/ui-for-docker 
注意使用ali加速器可以提升获取Docker官方镜像的速度
[root@qfedu.com ~]#docker run -it -d --name docker-web -p 9000:9000 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock docker.io/uifd/ui-for-docker 

2、浏览器访问测试

http://ip:9000

image-20200311163102429

其他webuiportainer shipyard

三、Docker资源限制

在使用 Docker 运行容器时,一台主机上可能会运行几百个容器,这些容器虽然互相隔离,但是底层却使用着相同的 CPU、内存和磁盘资源。如果不对容器使用的资源进行限制那么容器之间会互相影响小的来说会导致容器资源使用不公平大的来说可能会导致主机和集群资源耗尽服务完全不可用。

CPU 和内存的资源限制已经是比较成熟和易用,能够满足大部分用户的需求。磁盘限制也是不错的,虽然现在无法动态地限制容量,但是限制磁盘读写速度也能应对很多场景。

至于网络Docker 现在并没有给出网络限制的方案,也不会在可见的未来做这件事情,因为目前网络是通过插件来实现的,和容器本身的功能相对独立,不是很容易实现,扩展性也很差。

资源限制一方面可以让我们为容器(应用)设置合理的 CPU、内存等资源方便管理另外一方面也能有效地预防恶意的攻击和异常对容器来说是非常重要的功能。如果你需要在生产环境使用容器请务必要花时间去做这件事情。

1、系统压力测试

Stress是一个linux下的压力测试工具专门为那些想要测试自己的系统完全高负荷和监督这些设备运行的用户。

安装
[root@qfedu.com ~]# yum install stress -y
 
测试场景举例 
测试CPU负荷 
[root@qfedu.com ~]# stress -c 4  //增加4个cpu进程处理sqrt()函数函数以提高系统CPU负荷
 
内存测试
[root@qfedu.com ~]# stress i 4 vm 10 vm-bytes 1G vm-hang 100 timeout 100s
新增4个io进程10个内存分配进程每次分配大小1G分配后不释放测试100S

磁盘I/O测试
[root@qfedu.com ~]# stress d 1 --hdd-bytes 3G  //新增1个写进程每次写3G文件块

硬盘测试(不删除)
[root@qfedu.com ~]# stress i 1 d 10 --hdd-bytes 3G hdd-noclean
新增1个IO进程10个写进程每次写入3G文件块且不清除会逐步将硬盘耗尽。

Stress各主用参数说明

-表示后接一个中划线,--表示后接2个中划线均可用于stress后接参数不同表达方式

-

--help 显示帮助信息

--version 显示软件版本信息

-t secs:

--timeout secs指定运行多少秒

--backoff usecs 等待usecs微秒后才开始运行

-c forks:

--cpu forks 产生多个处理sqrt()函数的CPU进程

-m forks

--vm forks:产生多个处理malloc()内存分配函数的进程,后接进程数量

-i forks

--io forks:产生多个处理sync()函数的磁盘I/O进程

--vm-bytes bytes指定内存的byte数默认值是1

--vm-hang:表示malloc分配的内存多少时间后在free()释放掉

-d :

--hdd:写进程写入固定大小通过mkstemp()函数写入当前目录

--hdd-bytes bytes:指定写的byte数默认1G

--hdd-noclean:不要将写入随机ascii数据的文件unlink则写入的文件不删除会保留在硬盘空间。

2、Cpu资源限制

Cpu 资源

主机上的进程会通过时间分片机制使用 CPUCPU 的量化单位是频率,也就是每秒钟能执行的运算次数。为容器限制 CPU 资源并不能改变 CPU 的运行频率,而是改变每个容器能使用的 CPU 时间片。理想状态下CPU 应该一直处于运算状态(并且进程需要的计算量不会超过 CPU 的处理能力)。

1、限制Cpu Share

什么是cpu share

docker 允许用户为每个容器设置一个数字,代表容器的 CPU share默认情况下每个容器的 share 是 1024。这个 share 是相对的,本身并不能代表任何确定的意义。当主机上有多个容器运行时,每个容器占用的 CPU 时间比例为它的 share 在总额中的比例。docker 会根据主机上运行的容器和进程动态调整每个容器使用 CPU 的时间比例。

例:

如果主机上有两个一直使用 CPU 的容器(为了简化理解,不考虑主机上其他进程),其 CPU share 都是 1024那么两个容器 CPU 使用率都是 50%;如果把其中一个容器的 share 设置为 512那么两者 CPU 的使用率分别为 67% 和 33%;如果删除 share 为 1024 的容器,剩下来容器的 CPU 使用率将会是 100%。

好处:

能保证 CPU 尽可能处于运行状态,充分利用 CPU 资源,而且保证所有容器的相对公平;

缺点:

无法指定容器使用 CPU 的确定值。

设置 CPU share 的参数:

-c --cpu-shares它的值是一个整数。

我的机器是 4 核 CPU因此运行一个stress容器,使用 stress 启动 4 个进程来产生计算压力:

注意测试的cpu核数必须和机器的核数一致测试结果才有效

[root@qfedu.com ~]# docker pull progrium/stress
[root@qfedu.com ~]# yum install htop -y
[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it progrium/stress --cpu 4 
stress: info: [1] dispatching hogs: 4 cpu, 0 io, 0 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 12000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 4 [7] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 9000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 3 [8] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 6000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 2 [9] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 1 [10] forked

在另外一个 Terminal 使用 htop 查看资源的使用情况:

image-20200311163709474

上图中看到CPU 四个核资源都达到了 100%。四个 stress 进程 CPU 使用率没有达到 100% 是因为系统中还有其他机器在运行。为了比较,另外启动一个 share 为 512 的容器:

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it -c 512 progrium/stress --cpu 4 
stress: info: [1] dispatching hogs: 4 cpu, 0 io, 0 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 12000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 4 [6] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 9000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 3 [7] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 6000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 2 [8] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 1 [9] forked

因为默认情况下,容器的 CPU share 为 1024所以这两个容器的 CPU 使用率应该大致为 21下面是启动第二个容器之后的监控截图

image-20200311163727343

两个容器分别启动了四个 stress 进程,第一个容器 stress 进程 CPU 使用率都在 54% 左右,第二个容器 stress 进程 CPU 使用率在 25% 左右,比例关系大致为 21符合之前的预期。

2、限制Cpu 核数

可以和cpu绑定一起使用

限制容器能使用的 CPU 核数

-c --cpu-shares 参数只能限制容器使用 CPU 的比例,或者说优先级,无法确定地限制容器使用 CPU 的具体核数;从 1.13 版本之后docker 提供了 --cpus 参数可以限定容器能使用的 CPU 核数。这个功能可以让我们更精确地设置容器 CPU 使用量,是一种更容易理解也因此更常用的手段。

--cpus 后面跟着一个浮点数,代表容器最多使用的核数,可以精确到小数点二位,也就是说容器最小可以使用 0.01 核 CPU。

限制容器只能使用 1.5 核数 CPU

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it --cpus 1.5 progrium/stress --cpu 3 
stress: info: [1] dispatching hogs: 3 cpu, 0 io, 0 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 9000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 3 [7] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 6000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 2 [8] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 1 [9] forked

在容器里启动三个 stress 来跑 CPU 压力,如果不加限制,这个容器会导致 CPU 的使用率为 300% 左右(也就是说会占用三个核的计算能力)。实际的监控如下图:

image-20200311163759973

可以看到,每个 stress 进程 CPU 使用率大约在 50%,总共的使用率为 150%,符合 1.5 核的设置。

如果设置的 --cpus 值大于主机的 CPU 核数docker 会直接报错:

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it --cpus 8 progrium/stress --cpu 3 
docker: Error response from daemon: Range of CPUs is from 0.01 to 4.00, as there are only 4 CPUs available.
See 'docker run --help'.

如果多个容器都设置了 --cpus ,并且它们之和超过主机的 CPU 核数,并不会导致容器失败或者退出,这些容器之间会竞争使用 CPU具体分配的 CPU 数量取决于主机运行情况和容器的 CPU share 值。也就是说 --cpus 只能保证在 CPU 资源充足的情况下容器最多能使用的 CPU 数docker 并不能保证在任何情况下容器都能使用这么多的 CPU因为这根本是不可能的

3、CPU 绑定

限制容器运行在某些 CPU 核

注:

一般并不推荐在生产中这样使用

docker 允许调度的时候限定容器运行在哪个 CPU 上。

限制容器运行在哪些核上并不是一个很好的做法,因为它需要实现知道主机上有多少 CPU 核,而且非常不灵活。除非有特别的需求,一般并不推荐在生产中这样使用。

假如主机上有 4 个核,可以通过 --cpuset 参数让容器只运行在前两个核上:

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it --cpuset-cpus=0,1 progrium/stress --cpu 2 
stress: info: [1] dispatching hogs: 2 cpu, 0 io, 0 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 6000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 2 [7] forked
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogcpu worker 1 [8] forked

这样,监控中可以看到只有前面两个核 CPU 达到了 100% 使用率。

image-20200311163900910

--cpuset-cpus 参数可以和 -c --cpu-shares 一起使用,限制容器只能运行在某些 CPU 核上,并且配置了使用率。

3、Mem资源限制

Docker 默认没有对容器内存进行限制,容器可以使用主机提供的所有内存。

不限制内存带来的问题:

这是非常危险的事情,如果某个容器运行了恶意的内存消耗软件,或者代码有内存泄露,很可能会导致主机内存耗尽,因此导致服务不可用。可以为每个容器设置内存使用的上限,一旦超过这个上限,容器会被杀死,而不是耗尽主机的内存。

限制内存带来的问题:

限制内存上限虽然能保护主机,但是也可能会伤害到容器里的服务。如果为服务设置的内存上限太小,会导致服务还在正常工作的时候就被 OOM 杀死;如果设置的过大,会因为调度器算法浪费内存。

合理做法:

  1. 为应用做内存压力测试,理解正常业务需求下使用的内存情况,然后才能进入生产环境使用

  2. 一定要限制容器的内存使用上限,尽量保证主机的资源充足,一旦通过监控发现资源不足,就进行扩容或者对容器进行迁移如果可以(内存资源充足的情况)

  3. 尽量不要使用 swapswap 的使用会导致内存计算复杂,对调度器非常不友好

Docker 限制容器内存使用量:

docker 启动参数中,和内存限制有关的包括(参数的值一般是内存大小,也就是一个正数,后面跟着内存单位 b、k、m、g分别对应 bytes、KB、MB、和 GB

-m --memory

容器能使用的最大内存大小,最小值为 4m

--memory-swap

容器能够使用的 swap 大小

--memory-swap 必须在 --memory 也配置的情况下才能有用。

如果 --memory-swap 的值大于 --memory那么容器能使用的总内存内存 + swap为 --memory-swap 的值,能使用的 swap 值为 --memory-swap 减去 --memory 的值

如果 --memory-swap 为 0或者和 --memory 的值相同,那么容器能使用两倍于内存的 swap 大小,如果 --memory 对应的值是 200M那么容器可以使用 400M swap

如果 --memory-swap 的值为 -1那么不限制 swap 的使用,也就是说主机有多少 swap容器都可以使用

--memory-swappiness

默认情况下主机可以把容器使用的匿名页anonymous pageswap 出来,你可以设置一个 0-100 之间的值,代表允许 swap 出来的比例

--memory-reservation

设置一个内存使用的 soft limit如果 docker 发现主机内存不足,会执行 OOM 操作。这个值必须小于 --memory 设置的值

--kernel-memory

容器能够使用的 kernel memory 大小,最小值为 4m。

--oom-kill-disable

是否运行 OOM 的时候杀死容器。只有设置了 -m才可以把这个选项设置为 false否则容器会耗尽主机内存而且导致主机应用被杀死

如果限制容器的内存使用为 64M在申请 64M 资源的情况下,容器运行正常(如果主机上内存非常紧张,并不一定能保证这一点):

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it -m 64m progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 64M --vm-hang 0
WARNING: Your kernel does not support swap limit capabilities or the cgroup is not mounted. Memory limited without swap.
stress: info: [1] dispatching hogs: 0 cpu, 0 io, 1 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogvm worker 1 [7] forked
stress: dbug: [7] allocating 67108864 bytes ...
stress: dbug: [7] touching bytes in strides of 4096 bytes ...
stress: dbug: [7] sleeping forever with allocated memory
.....

而如果申请 100M 内存,会发现容器里的进程被 kill 掉了worker 7 got signal 9signal 9 就是 kill 信号)

[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it -m 64m progrium/stress --vm 1 --vm-bytes 100M --vm-hang 0 
WARNING: Your kernel does not support swap limit capabilities or the cgroup is not mounted. Memory limited without swap.
stress: info: [1] dispatching hogs: 0 cpu, 0 io, 1 vm, 0 hdd
stress: dbug: [1] using backoff sleep of 3000us
stress: dbug: [1] --> hogvm worker 1 [7] forked
stress: dbug: [7] allocating 104857600 bytes ...
stress: dbug: [7] touching bytes in strides of 4096 bytes ...
stress: FAIL: [1] (415) <-- worker 7 got signal 9
stress: WARN: [1] (417) now reaping child worker processes
stress: FAIL: [1] (421) kill error: No such process
stress: FAIL: [1] (451) failed run completed in 0s

4、IO 资源限制【扩展】

对于磁盘来说,考量的参数是容量和读写速度,因此对容器的磁盘限制也应该从这两个维度出发。目前 docker 支持对磁盘的读写速度进行限制,但是并没有方法能限制容器能使用的磁盘容量(一旦磁盘 mount 到容器里,容器就能够使用磁盘的所有容量)。

限制磁盘的读写速率

docker 允许你直接限制磁盘的读写速率,对应的参数有:

--device-read-bps磁盘每秒最多可以读多少比特bytes

--device-write-bps磁盘每秒最多可以写多少比特bytes

上面两个参数的值都是磁盘以及对应的速率,限制 limit 为正整数,单位可以是 kb、mb 和 gb。

比如可以把设备的读速率限制在 1mb

[root@qfedu.com ~]# docker run -it --device /dev/sda:/dev/sda --device-read-bps /dev/sda:1mb ubuntu:16.04 bash 
root@6c048edef769# cat /sys/fs/cgroup/blkio/blkio.throttle.read_bps_device 
8:0 1048576
root@6c048edef769# dd iflag=direct,nonblock if=/dev/sda of=/dev/null bs=5M count=10
10+0 records in
10+0 records out
52428800 bytes (52 MB) copied, 50.0154 s, 1.0 MB/s

从磁盘中读取 50m 花费了 50s 左右,说明磁盘速率限制起了作用。

另外两个参数可以限制磁盘读写频率(每秒能执行多少次读写操作):

--device-read-iops磁盘每秒最多可以执行多少 IO 读操作

--device-write-iops磁盘每秒最多可以执行多少 IO 写操作

上面两个参数的值都是磁盘以及对应的 IO 上限。

比如,可以让磁盘每秒最多读 100 次:

[root@qfedu.com ~]# docker run -it --device /dev/sda:/dev/sda --device-read-iops /dev/sda:100 ubuntu:16.04 bash root@2e3026e9ccd2:/[root@qfedu.com ~]# dd iflag=direct,nonblock if=/dev/sda of=/dev/null bs=1k count=1000
1000+0 records in
1000+0 records out
1024000 bytes (1.0 MB) copied, 9.9159 s, 103 kB/s

从测试中可以看出,容器设置了读操作的 iops 为 100在容器内部从 block 中读取 1m 数据(每次 1k一共要读 1000 次),共计耗时约 10s换算起来就是 100 iops/s符合预期结果。

四、端口转发

使用端口转发解决容器端口访问问题

-p 手工指定

-P 随机端口

1、MySQL应用端口转发

-p

创建应用容器的时候,一般会做端口映射,这样是为了让外部能够访问这些容器里的应用。可以用多个-p指定多个端口映射关系。

本例使用-p把本地3307转发到容器的3306其他参数需要查看发布容器的页面提示

宿主机ip为192.168.245.134

运行容器:
[root@qfedu.com ~]# docker run --name mysql1 -p 3307:3306  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 daocloud.io/library/mysql

查看Ip地址
[root@qfedu.com ~]# docker inspect  mysql1 | grep IPAddress
	"IPAddress": "172.17.0.2"

通过本地IP192.168.245.134的3307端口访问容器mysql1内的数据库出现如下提示恭喜你
[root@qfedu.com ~]# mysql -u root -p123 -h 192.168.245.134 -P3307
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 3
Server version: 5.7.18 MySQL Community Server (GPL)
Copyright (c) 2000, 2016, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
MySQL [(none)]> 

2、Redis应用端口转发

-P

Docker 会随机映射一个 49000~49900 的端口到内部容器开放的网络端口。如下:

[root@qfedu.com ~]# docker images
REPOSITORY      TAG         IMAGE ID       CREATED       SIZE
docker.io/redis   latest        e4a35914679d     2 weeks ago     182.9 MB
 
[root@qfedu.com ~]# docker run --name myredis -P -d docker.io/redis
805d0e21e531885aad61d3e82395210b50621f1991ec4b7f9a0e25c815cc0272

[root@qfedu.com ~]# docker ps
CONTAINER ID  IMAGE   COMMAND     CREATED    STATUS     PORTS   NAMES
805d0e21e531 docker.io/redis "docker-entrypoint.sh" 4seconds ago Up 3 seconds     0.0.0.0:32768->6379/tcp  myredis
从上面的结果中可以看出本地主机的32768端口被映射到了redis容器的6379端口上也就是说访问本机的32768
端口即可访问容器内redis端口。

另外运行一个redis容器并且使用--link连接到上面的myredis使用内置redis-cli连接myredis容器写入数据
--link  myredisredisdb
myredis为被连接的容器
redisdb是被连接容器的别名
使用--link好处是可以不用通过容器的ip地址连接容器可以直接使用被连接容器的名称或者别名
[root@qfedu.com ~]# docker run --rm -it --name myredis2 --link myredis:redisdb docker.io/redis /bin/bash
root@5e67cc8c7e9f:/data# redis-cli -h redisdb -p 6379
redisdb:6379> set wing 123
OK
redisdb:6379> get wing
"123"


在别的机器上通过上面映射的端口32768连接这个容器的redis
[root@qfedu.com ~]# redis-cli -h 192.168.245.134 -p 32768
192.168.1.23:32768> get wing
"123"

五、容器卷

1、容器卷操作

容器卷是容器和宿主机之间的文件共享方式之一

新卷只能在容器创建过程当中挂载
[root@qfedu.com ~]# docker run -it --name="voltest" -v /tmp:/test  daocloud.io/library/centos:5 /bin/bash

共享其他容器的卷:
[root@qfedu.com ~]# docker run -it --volumes-from bc4181   daocloud.io/library/centos:5  /bin/bash

实际应用中可以利用多个-v选项把宿主机上的多个目录同时共享给新建容器

比如:	
[root@qfedu.com ~]# docker run -it -v /abc:/abc -v /def:/def 1ae9
[root@qfedu.com ~]# docker run  -v /vol/index.html:/usr/share/nginx/html/index.html -it nginx /bin/bash

注意:

如果是文件共享,数据不能同步更新

2、Volume【扩展阅读】

容器技术使用了 rootfs 机制和 Mount Namespace构建出了一个同宿主机完全隔离开的文件系统环境。这时候就需要考虑这样两个问题

容器里进程新建的文件,怎么才能让宿主机获取到?

宿主机上的文件和目录,怎么才能让容器里的进程访问到?

这正是 Docker Volume 要解决的问题Volume 机制,允许你将宿主机上指定的目录或者文件,挂载到容器里面进行读取和修改操作。

在 Docker 项目里,它支持两种 Volume 声明方式,可以把宿主机目录挂载进容器的 /test 目录当中:

[root@qfedu.com ~]# docker run -v /test ...
[root@qfedu.com ~]# docker run -v /home:/test ...

这两种声明方式的本质是相同的:都是把一个宿主机的目录挂载进了容器的 /test 目录。

第一种情况没有显示声明宿主机目录Docker 就会默认在宿主机上创建一个临时目录 /var/lib/docker/volumes/[VOLUME_ID]/_data然后把它挂载到容器的 /test 目录上。

第二种情况Docker 就直接把宿主机的 /home 目录挂载到容器的 /test 目录上。

那么Docker 又是如何做到把一个宿主机上的目录或者文件,挂载到容器里面去呢?难道又是 Mount Namespace 的黑科技吗?

实际上,并不需要这么麻烦。

已经介绍过,当容器进程被创建之后,尽管开启了 Mount Namespace但是在它执行 chroot或者 pivot_root之前容器进程一直可以看到宿主机上的整个文件系统。

而宿主机上的文件系统,也自然包括了要使用的容器镜像。这个镜像的各个层,保存在 /var/lib/docker/aufs/diff 目录下,在容器进程启动后,它们会被联合挂载在 /var/lib/docker/aufs/mnt/ 目录中,这样容器所需的 rootfs 就准备好了。

所以,只需要在 rootfs 准备好之后,在执行 chroot 之前,把 Volume 指定的宿主机目录(比如 /home 目录),挂载到指定的容器目录(比如 /test 目录)在宿主机上对应的目录(即 /var/lib/docker/aufs/mnt/[可读写层 ID]/test这个 Volume 的挂载工作就完成了。

由于执行这个挂载操作时,"容器进程"已经创建了,也就意味着此时 Mount Namespace 已经开启了。所以,这个挂载事件只在这个容器里可见。你在宿主机上,是看不见容器内部的这个挂载点的。这就保证了容器的隔离性不会被 Volume 打破。

注意:这里提到的 " 容器进程 ",是 Docker 创建的一个容器初始化进程 (dockerinit),而不是应用进程 (ENTRYPOINT + CMD)。dockerinit 会负责完成根目录的准备、挂载设备和目录、配置 hostname 等一系列需要在容器内进行的初始化操作。最后,它通过 execv() 系统调用,让应用进程取代自己,成为容器里的 PID=1 的进程。

而这里要使用到的挂载技术,就是 Linux 的绑定挂载bind mount机制。它的主要作用就是允许你将一个目录或者文件而不是整个设备挂载到一个指定的目录上。并且这时你在该挂载点上进行的任何操作只是发生在被挂载的目录或者文件上而原挂载点的内容则会被隐藏起来且不受影响。

其实,如果你了解 Linux 内核的话,就会明白,绑定挂载实际上是一个 inode 替换的过程。在 Linux 操作系统中inode 可以理解为存放文件内容的"对象",而 dentry也叫目录项就是访问这个 inode 所使用的"指针"

mount --bind /home /test会将 /home 挂载到 /test 上。其实相当于将 /test 的 dentry重定向到了 /home 的 inode。这样当修改 /test 目录时,实际修改的是 /home 目录的 inode。这也就是为何一旦执行 umount 命令,/test 目录原先的内容就会恢复:因为修改真正发生在的,是 /home 目录里。

进程在容器里对这个 /test 目录进行的所有操作,都实际发生在宿主机的对应目录(比如,/home或者 /var/lib/docker/volumes/[VOLUME_ID]/_data而不会影响容器镜像的内容。

这个 /test 目录里的内容,既然挂载在容器 rootfs 的可读写层,它会不会被 docker commit 提交掉呢?

也不会。

原因前面提到过。容器的镜像操作,比如 docker commit都是发生在宿主机空间的。而由于 Mount Namespace 的隔离作用,宿主机并不知道这个绑定挂载的存在。所以,在宿主机看来,容器中可读写层的 /test 目录(/var/lib/docker/aufs/mnt/[可读写层 ID]/test始终是空的。

不过,由于 Docker 一开始还是要创建 /test 这个目录作为挂载点,所以执行了 docker commit 之后,新产生的镜像里,会多出来一个空的 /test 目录。毕竟新建目录操作又不是挂载操作Mount Namespace 对它可起不到"障眼法"的作用。

1.启动一个 helloworld 容器,给它声明一个 Volume挂载在容器里的 /test 目录上:
[root@qfedu.com ~]# docker run -d -v /test helloworld
cf53b766fa6f

2.容器启动之后,查看一下这个 Volume 的 ID
[root@qfedu.com ~]# docker volume ls
DRIVER        VOLUME NAME
local        cb1c2f7221fa9b0971cc35f68aa1034824755ac44a034c0c0a1dd318838d3a6d

3.使用这个 ID可以找到它在 Docker 工作目录下的 volumes 路径:
[root@qfedu.com ~]# ls /var/lib/docker/volumes/cb1c2f7221fa/_data/
这个 _data 文件夹,就是这个容器的 Volume 在宿主机上对应的临时目录了。

4.在容器的 Volume 里,添加一个文件 text.txt
[root@qfedu.com ~]# docker exec -it cf53b766fa6f /bin/sh
cd test/
touch text.txt

5.再回到宿主机,就会发现 text.txt 已经出现在了宿主机上对应的临时目录里:
[root@qfedu.com ~]# ls /var/lib/docker/volumes/cb1c2f7221fa/_data/
text.txt
可是,如果你在宿主机上查看该容器的可读写层,虽然可以看到这个 /test 目录,但其内容是空的:
[root@qfedu.com ~]# ls /var/lib/docker/aufs/mnt/6780d0778b8a/test

可以确认,容器 Volume 里的信息,并不会被 docker commit 提交掉;但这个挂载点目录 /test 本身,则会出现在新的镜像当中。以上内容,就是 Docker Volume 的核心原理了。

Docker 容器"全景图"

image-20200311164951880

一个"容器",实际上是一个由 Linux Namespace、Linux Cgroups 和 rootfs 三种技术构建出来的进程的隔离环境。

六、优化Centos7镜像

镜像下载:

[root@qfedu.com ~]# docker pull daocloud.io/library/centos:latest

包管理:

默认情况下,为了减小镜像的尺寸,在构建 CentOS 镜像时用了yum的nodocs选项。 如果您安装一个包后发现文件缺失,请在/etc/yum.conf中注释掉tsflogs=nodocs并重新安装您的包。

systemd 整合:

因为 systemd 要求 CAPSYSADMIN 权限,从而得到了读取到宿主机 cgroup 的能力CentOS7 中已经用 fakesystemd 代替了 systemd 来解决依赖问题。 如果仍然希望使用 systemd可用参考下面的 Dockerfile

[root@qfedu.com ~]# vim Dockerfile
FROM daocloud.io/library/centos:7
MAINTAINER "wing"  wing@qq.com
ENV container docker
RUN yum -y swap -- remove fakesystemd -- install  systemd systemd-libs
RUN yum -y update; yum clean all; \
(cd /lib/systemd/system/sysinit.target.wants/; for i in *; do [ $i == systemd-tmpfiles-setup.service ] || rm -f $i; done); \
rm -f /lib/systemd/system/multi-user.target.wants/*;\
rm -f /etc/systemd/system/*.wants/*;\
rm -f /lib/systemd/system/local-fs.target.wants/*; \
rm -f /lib/systemd/system/sockets.target.wants/*udev*; \
rm -f /lib/systemd/system/sockets.target.wants/*initctl*; \
rm -f /lib/systemd/system/basic.target.wants/*;\
rm -f /lib/systemd/system/anaconda.target.wants/*;
VOLUME [ "/sys/fs/cgroup" ]
CMD ["/usr/sbin/init"]

这个Dockerfile删除fakesystemd 并安装了 systemd。然后再构建基础镜像:

[root@qfedu.com ~]# docker build --rm -t local/c7-systemd .

一个包含 systemd 的应用容器示例

为了使用像上面那样包含 systemd 的容器需要创建一个类似下面的Dockerfile

[root@qfedu.com ~]# vim Dockerfile
FROM local/c7-systemd
RUN yum -y install httpd; yum clean all; systemctl enable httpd.service
EXPOSE 80
CMD ["/usr/sbin/init"]

构建镜像:

[root@qfedu.com ~]# docker build --rm -t local/c7-systemd-httpd .

运行包含 systemd 的应用容器:

为了运行一个包含 systemd 的容器,需要使用--privileged选项 并且挂载主机的 cgroups 文件夹。 下面是运行包含 systemd 的 httpd 容器的示例命令:

[root@qfedu.com ~]# docker run --privileged -ti -v /sys/fs/cgroup:/sys/fs/cgroup:ro -p 80:80 local/c7-systemd-httpd

注意:上条命令不能添加/bin/bash添加了会导致服务不可用而且有些服务可能会发现之前提到的权限不够的问题但是如果不加会运行在前台(没有用-d)可以用ctrl+p+q放到后台去

测试可用:

[root@qfedu.com ~]# elinks --dump http://docker    //下面为apache默认页面
                      Testing 123..
  This page is used to test the proper operation of the [1]Apache HTTP
  server after it has been installed. If you can read this page it means
  that this site is working properly. This server is powered by [2]CentOS.

再来个安装openssh-server的例子

[root@qfedu.com ~]# vim Dockerfile
FROM local/c7-systemd
RUN yum -y install openssh-server; yum clean all; systemctl enable sshd.service
RUN echo 1 | passwd --stdin root
EXPOSE 22
CMD ["/usr/sbin/init"]

[root@qfedu.com ~]# docker build --rm -t local/c7-systemd-sshd .  
[root@qfedu.com ~]# docker run --privileged -ti -v /sys/fs/cgroup:/sys/fs/cgroup:ro -p 2222:22 local/c7-systemd-sshd  
[root@qfedu.com ~]# ssh docker -p 2222  //docker为我宿主机的主机名称

七、Docker网络

容器网络

注:面试用,用了编排之后就没有用了

Docker安装后默认会创建三种网络类型bridge、host和none

查看当前网络:

[root@qfedu.com ~]# docker network list
NETWORK  ID      NAME        DRIVER        SCOPE
90b22f633d2f     bridge      bridge        local
e0b365da7fd2     host        host          local
da7b7a090837     none        null          local

1、bridge:网络桥接

默认情况下启动、创建容器都是用该模式所以每次docker容器重启时会按照顺序获取对应ip地址这就导致容器每次重启ip都发生变化

2、none无指定网络

启动容器时,可以通过--network=none,docker容器不会分配局域网ip

3、host主机网络

docker容器的网络会附属在主机上两者是互通的。

使用host网络创建容器

[root@qfedu.com ~]# docker run -it --name testnginx1 --net host 27a18801 /bin/bash

4、固定ip个人认为是bridge:

创建固定Ip的容器

4.1、创建自定义网络类型,并且指定网段  	
[root@qfedu.com ~]#docker network create --subnet=192.168.0.0/16 staticnet

通过docker network ls可以查看到网络类型中多了一个staticnet

 4.2、使用新的网络类型创建并启动容器
[root@qfedu.com ~]#docker run -it --name userserver --net staticnet --ip 192.168.0.2 centos:6 /bin/bash

通过docker inspect可以查看容器ip为192.168.0.2关闭容器并重启发现容器ip并未发生改变

不能使用默认桥接网络,不然会报错

[root@qfedu.com ~]# docker run -it --rm --name "test" -v /test/b.txt:/tmp/b.txt -v /tmp:/abc --net bridge --ip 172.17.0.9 1f8fe54 /bin/sh
docker: Error response from daemon: user specified IP address is supported on user defined networks only.

扩展:异主容器互联

路由方式

小规模docker环境大部分运行在单台主机上如果公司大规模采用docker那么多个宿主机上的docker如何互联

image-20200311220604137

Docker默认的内部ip为172.17.42.0网段所以必须要修改其中一台的默认网段以免ip冲突。

[root@qfedu.com ~]# vim /etc/sysconfig/docker-network
DOCKER_NETWORK_OPTIONS= --bip=172.18.42.1/16
[root@qfedu.com ~]# reboot 
docker 130上
[root@qfedu.com ~]# route add -net 172.18.0.0/16 gw 192.168.18.128 
docker 128上
[root@qfedu.com ~]# route add -net 172.17.0.0/16 gw 192.168.18.130

现在两台宿主机里的容器就可以通信了。

八、Docker数据存储位置

查看默认存储位置

[root@qfedu.com ~]# docker info | grep Root
Docker Root Dir:  /var/lib/docker

修改默认存储位置

在dockerd的启动命令后面追加--data-root参数指定新的位置

[root@qfedu.com ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --data-root=/data
[root@qfedu.com ~]# systemctl daemon-reload
[root@qfedu.com ~]# systemctl restart docker
查看是否生效:
[root@qfedu.com ~]# docker info | grep Root
Docker Root Dir: /data