docker基础入门教程(二)

5. 数据管理

5.1 数据卷

数据卷 是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过 UFS，可以提供很多有用的特性：

• 数据卷 可以在容器之间共享和重用
• 对 数据卷 的修改会立马生效
• 对 数据卷 的更新，不会影响镜像
• 数据卷 默认会一直存在，即使容器被删除

注意：数据卷 的使用，类似于 Linux 下对目录或文件进行 mount，镜像中的被指定为挂载点的目录中的文件会隐藏掉，能显示看的是挂载的 数据卷。

5.2 选择 -v 还是 -–mount 参数

Docker 新用户应该选择 --mount 参数，经验丰富的 Docker 使用者对 -v 或者 --volume 已经很熟悉了，但是推荐使用 --mount 参数。

5.3 创建一个数据卷

$ docker volume create my-vol

查看所有的 数据卷

$ docker volume ls

local               my-vol

在主机里使用以下命令可以查看指定 数据卷 的信息

$ docker volume inspect my-vol
[
    {
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

5.4 启动一个挂载数据卷的容器

在用 docker run 命令的时候，使用 --mount 标记来将 数据卷 挂载到容器里。在一次 docker run中可以挂载多个 数据卷。

下面创建一个名为 web 的容器，并加载一个 数据卷 到容器的 /webapp 目录。

$ docker run -d -P \
    --name web \
    --mount source=my-vol,target=/webapp \ 				(相似) # -v my-vol:/wepapp \
    training/webapp \
    python app.py

5.5 查看数据卷的具体信息

在主机里使用以下命令可以查看 web 容器的信息

$ docker inspect web

数据卷 信息在 “Mounts” Key 下面

"Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "my-vol",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Destination": "/app",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": ""
    }
],

5.6 删除数据卷

$ docker volume rm my-vol

数据卷 是被设计用来持久化数据的，它的生命周期独立于容器，Docker 不会在容器被删除后自动删除 数据卷，并且也不存在垃圾回收这样的机制来处理没有任何容器引用的 数据卷。如果需要在删除容器的同时移除数据卷。可以在删除容器的时候使用 docker rm -v 这个命令。

无主的数据卷可能会占据很多空间，要清理请使用以下命令

$ docker volume prune

5.7 挂载一个主机目录作为数据卷

使用 --mount 标记可以指定挂载一个本地主机的目录到容器中去。

$ docker run -d -P \
    --name web \
    # -v /src/webapp:/opt/webapp \
    --mount type=bind,source=/src/webapp,target=/opt/webapp \
    training/webapp \
    python app.py

上面的命令加载主机的 /src/webapp 目录到容器的 /opt/webapp目录。这个功能在进行测试的时候十分方便，比如用户可以放置一些程序到本地目录中，来查看容器是否正常工作。本地目录的路径必须是绝对路径，以前使用 -v 参数时如果本地目录不存在 Docker 会自动为你创建一个文件夹，现在使用 --mount参数时如果本地目录不存在，Docker 会报错

Docker 挂载主机目录的默认权限是 读写，用户也可以通过增加 readonly 指定为 只读。

$ docker run -d -P \
    --name web \
    # -v /src/webapp:/opt/webapp:ro \
    --mount type=bind,source=/src/webapp,target=/opt/webapp,readonly \
    training/webapp \
    python app.py

加了 readonly 之后，就挂载为 只读 了。如果你在容器内 /opt/webapp 目录新建文件，会显示如下错误

/opt/webapp # touch new.txt
touch: new.txt: Read-only file system

5.8 查看数据卷的具体信息

在主机里使用以下命令可以查看 web 容器的信息

$ docker inspect web

挂载主机目录 的配置信息在 “Mounts” Key 下面

"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",			#此处为 bind
        "Source": "/src/webapp",
        "Destination": "/opt/webapp",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": "rprivate"
    }
],

5.9 挂载一个本地主机文件作为数据卷

--mount 标记也可以从主机挂载单个文件到容器中

$ docker run --rm -it \
   # -v $HOME/.bash_history:/root/.bash_history \
   --mount type=bind,source=$HOME/.bash_history,target=/root/.bash_history \
   ubuntu:17.10 \
   bash

root@2affd44b4667:/# history
1  ls
2  diskutil list

这样就可以记录在容器输入过的命令了。

6. 使用网络

6.1 外部访问容器

容器中可以运行一些网络应用，要让外部也可以访问这些应用，可以通过 -P 或 -p 参数来指定端口映射。

当使用 -P 标记时，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。

使用 docker container ls 可以看到，本地主机的 49155 被映射到了容器的 5000 端口。此时访问本机的 49155 端口即可访问容器内 web 应用提供的界面。

$ docker run -d -P training/webapp python app.py

$ docker container ls -l
CONTAINER ID  IMAGE                   COMMAND       CREATED        STATUS        PORTS                    NAMES
bc533791f3f5  training/webapp:latest  python app.py 5 seconds ago  Up 2 seconds  0.0.0.0:49155->5000/tcp  nostalgic_morse

-p 则可以指定要映射的端口，并且，在一个指定端口上只可以绑定一个容器。支持的格式有

ip:hostPort:containerPort | ip::containerPort | hostPort:containerPort。

6.2 映射所有接口地址

使用 hostPort:containerPort 格式本地的 5000 端口映射到容器的 5000 端口，可以执行

$ docker run -d -p 5000:5000 training/webapp python app.py

此时默认会绑定本地所有接口上的所有地址。

6.3 映射到指定地址的指定端口

可以使用 ip:hostPort:containerPort 格式指定映射使用一个特定地址，比如 localhost 地址 127.0.0.1

$ docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000 training/webapp python app.py

6.4 映射到指定地址的任意端口

使用 ip::containerPort 绑定 localhost 的任意端口到容器的 5000 端口，本地主机会自动分配一个端口。

$ docker run -d -p 127.0.0.1::5000 training/webapp python app.py

还可以使用 udp 标记来指定 udp 端口

$ docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000/udp training/webapp python app.py

6.5 查看映射端口配置

使用 docker port 来查看当前映射的端口配置，也可以查看到绑定的地址

$ docker port nostalgic_morse 5000
127.0.0.1:49155.

• 容器有自己的内部网络和 ip 地址（使用 docker inspect 可以获取所有的变量，Docker 还可以有一个可变的网络配置。）
• -p 标记可以多次使用来绑定多个端口

例如

$ docker run -d \
    -p 5000:5000 \
    -p 3000:80 \
    training/webapp \
    python app.py

6.7 容器互联

• 新建网络

下面先创建一个新的 Docker 网络。

$ docker network create -d bridge my-net

-d 参数指定 Docker 网络类型，有 bridge overlay。其中 overlay 网络类型用于 Swarm mode

• 连接容器

运行一个容器并连接到新建的 my-net 网络

$ docker run -it --rm --name busybox1 --network my-net busybox sh

打开新的终端，再运行一个容器并加入到 my-net 网络

$ docker run -it --rm --name busybox2 --network my-net busybox sh

再打开一个新的终端查看容器信息

$ docker container ls

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
b47060aca56b        busybox             "sh"                11 minutes ago      Up 11 minutes                           busybox2
8720575823ec        busybox             "sh"                16 minutes ago      Up 16 minutes                           busybox1

下面通过 ping 来证明 busybox1 容器和 busybox2 容器建立了互联关系。

在 busybox1 容器输入以下命令

/ # ping busybox2
PING busybox2 (172.19.0.3): 56 data bytes
64 bytes from 172.19.0.3: seq=0 ttl=64 time=0.072 ms
64 bytes from 172.19.0.3: seq=1 ttl=64 time=0.118 ms

用 ping 来测试连接 busybox2 容器，它会解析成 172.19.0.3。

同理在 busybox2 容器执行 ping busybox1，也会成功连接到。

/ # ping busybox1
PING busybox1 (172.19.0.2): 56 data bytes
64 bytes from 172.19.0.2: seq=0 ttl=64 time=0.064 ms
64 bytes from 172.19.0.2: seq=1 ttl=64 time=0.143 ms

这样，busybox1 容器和 busybox2 容器建立了互联关系。

如果你有多个容器之间需要互相连接，推荐使用 Docker Compose。

6.8 配置 DNS

如何自定义配置容器的主机名和 DNS 呢？秘诀就是 Docker 利用虚拟文件来挂载容器的 3 个相关配置文件。

在容器中使用 mount 命令可以看到挂载信息：

$ mount
/dev/disk/by-uuid/1fec...ebdf on /etc/hostname type ext4 ...
/dev/disk/by-uuid/1fec...ebdf on /etc/hosts type ext4 ...
tmpfs on /etc/resolv.conf type tmpfs ...

这种机制可以让宿主主机 DNS 信息发生更新后，所有 Docker 容器的 DNS 配置通过 /etc/resolv.conf文件立刻得到更新。

配置全部容器的 DNS ，也可以在 /etc/docker/daemon.json 文件中增加以下内容来设置。

{
  "dns" : [
    "114.114.114.114",
    "8.8.8.8"
  ]
} 

如果用户想要手动指定容器的配置，可以在使用 docker run 命令启动容器时加入如下参数：

-h HOSTNAME 或者 --hostname=HOSTNAME 设定容器的主机名，它会被写到容器内的 /etc/hostname和 /etc/hosts。但它在容器外部看不到，既不会在 docker container ls 中显示，也不会在其他的容器的 /etc/hosts 看到。

--dns=IP_ADDRESS 添加 DNS 服务器到容器的 /etc/resolv.conf 中，让容器用这个服务器来解析所有不在 /etc/hosts 中的主机名。

--dns-search=DOMAIN 设定容器的搜索域，当设定搜索域为 .example.com 时，在搜索一个名为 host 的主机时，DNS 不仅搜索 host，还会搜索 host.example.com。

注意：如果在容器启动时没有指定最后两个参数，Docker 会默认用主机上的 /etc/resolv.conf 来配置容器。

7. Docker Compose(组成) 项目

7.1 Compose 简介

Compose 项目是 Docker 官方的开源项目，负责实现对 Docker 容器集群的快速编排。

在日常工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个 Web 项目，除了 Web 服务容器本身，往往还需要再加上后端的数据库服务容器，甚至还包括负载均衡容器等。

Compose 恰好满足了这样的需求。它允许用户通过一个单独的 docker-compose.yml 模板文件（YAML 格式）来 定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。

Compose 中有两个重要的概念：

• 服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
• 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

一个项目可以由多个服务（容器）关联而成，Compose 面向项目进行管理。

7.2 安装与卸载

• Compose 可以通过 Python 的包管理工具 pip 进行安装

• 也可以直接下载编译好的二进制文件使用

• 甚至能够直接在 Docker 容器中运行

前两种方式是传统方式，适合本地环境下安装使用；最后一种方式则不破坏系统环境，更适合云计算场景。

$ docker-compose --version
docker-compose version 1.21.0, build 5920eb0

8.3 Compose 命令说明使用

对于 Compose 来说，大部分命令的对象既可以是项目本身，也可以指定为项目中的服务或者容器。如果没有特别的说明，命令对象将是项目，这意味着项目中所有的服务都会受到命令影响。

docker-compose 命令的基本的使用格式是

docker-compose [-f=<arg>...] [options] [COMMAND] [ARGS...]

命令选项

• -f, --file FILE 指定使用的 Compose 模板文件，默认为 docker-compose.yml，可以多次指定。
• -p, --project-name NAME 指定项目名称，默认将使用所在目录名称作为项目名。
• --x-networking 使用 Docker 的可拔插网络后端特性
• --x-network-driver DRIVER 指定网络后端的驱动，默认为 bridge
• --verbose 输出更多调试信息。
• -v, --version 打印版本并退出。

命令使用说明

8.1 build 构建（重新构建）项目中的服务容器

格式为 docker-compose build [options] [SERVICE...]。

服务容器一旦构建后，将会带上一个标记名，例如对于 web 项目中的一个 db 容器，可能是 web_db。

可以随时在项目目录下运行 docker-compose build 来重新构建服务。

选项包括：

• --force-rm 删除构建过程中的临时容器。
• --no-cache 构建镜像过程中不使用 cache（这将加长构建过程）。
• --pull 始终尝试通过 pull 来获取更新版本的镜像。

8.2 config 验证 Compose 文件格式是否正确，若正确则显示配置，若格式错误显示错误原因

8.3 down 此命令将会停止 up 命令所启动的容器，并移除网络

8.4 exec 进入指定的容器

8.5 help 获得一个命令的帮助

8.6 images 列出 Compose 文件中包含的镜像

8.7 kill 通过发送 SIGKILL 信号来强制停止服务容器

格式为 docker-compose kill [options] [SERVICE...]。

支持通过 -s 参数来指定发送的信号，例如通过如下指令发送 SIGINT 信号。

$ docker-compose kill -s SIGINT

8.8 logs 查看服务容器的输出

格式为 docker-compose logs [options] [SERVICE...]。

默认情况下，docker-compose 将对不同的服务输出使用不同的颜色来区分。可以通过 --no-color 来关闭颜色。

该命令在调试问题的时候十分有用。

8.9 pause 暂停一个服务容器

格式为 docker-compose pause [SERVICE...]。

8.10 port 打印某个容器端口所映射的公共端口

格式为 docker-compose port [options] SERVICE PRIVATE_PORT。

选项：

• --protocol=proto 指定端口协议，tcp（默认值）或者 udp。
• --index=index 如果同一服务存在多个容器，指定命令对象容器的序号（默认为 1）。

8.11 ps 列出项目中目前的所有容器

格式为 docker-compose ps [options] [SERVICE...]。

选项：

• -q 只打印容器的 ID 信息。

8.12 pull 拉取服务依赖的镜像

格式为 docker-compose pull [options] [SERVICE...]。

选项：

• --ignore-pull-failures 忽略拉取镜像过程中的错误。

8.13 push 推送服务依赖的镜像到 Docker 镜像仓库

8.14 restart 重启项目中的服务

格式为 docker-compose restart [options] [SERVICE...]。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 指定重启前停止容器的超时（默认为 10 秒）。

8.15 rm 删除所有（停止状态的）服务容器

推荐先执行 docker-compose stop 命令来停止容器。

格式为 docker-compose rm [options] [SERVICE...]。

选项：

• -f, --force 强制直接删除，包括非停止状态的容器。一般尽量不要使用该选项。
• -v 删除容器所挂载的数据卷。

8.16 run 在指定服务上执行一个命令

格式为 docker-compose run [options] [-p PORT...] [-e KEY=VAL...] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]。

例如：

$ docker-compose run ubuntu ping docker.com

将会启动一个 ubuntu 服务容器，并执行 ping docker.com 命令。

默认情况下，如果存在关联，则所有关联的服务将会自动被启动，除非这些服务已经在运行中。

该命令类似启动容器后运行指定的命令，相关卷、链接等等都将会按照配置自动创建。

两个不同点：

• 给定命令将会覆盖原有的自动运行命令；
• 不会自动创建端口，以避免冲突。

如果不希望自动启动关联的容器，可以使用 --no-deps 选项，例如

$ docker-compose run --no-deps web python manage.py shell

将不会启动 web 容器所关联的其它容器。

选项：

• -d 后台运行容器。
• --name NAME 为容器指定一个名字。
• --entrypoint CMD 覆盖默认的容器启动指令。
• -e KEY=VAL 设置环境变量值，可多次使用选项来设置多个环境变量。
• -u, --user="" 指定运行容器的用户名或者 uid。
• --no-deps 不自动启动关联的服务容器。
• --rm 运行命令后自动删除容器，d 模式下将忽略。
• -p, --publish=[] 映射容器端口到本地主机。
• --service-ports 配置服务端口并映射到本地主机。
• -T 不分配伪 tty，意味着依赖 tty 的指令将无法运行。

8.17 scale 设置指定服务运行的容器个数

格式为 docker-compose scale [options] [SERVICE=NUM...]。

通过 service=num 的参数来设置数量。例如：

$ docker-compose scale web=3 db=2

将启动 3 个容器运行 web 服务，2 个容器运行 db 服务。

一般的，当指定数目多于该服务当前实际运行容器，将新创建并启动容器；反之，将停止容器。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

8.18 start 启动已经存在的服务容器

格式为 docker-compose start [SERVICE...]。

8.19 stop 停止已经处于运行状态的容器，但不删除它

通过 docker-compose start 可以再次启动这些容器。

格式为 docker-compose stop [options] [SERVICE...]。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

8.20 top 查看各个服务容器内运行的进程

8.21 unpause 恢复处于暂停状态中的服务

格式为 docker-compose unpause [SERVICE...]。

8.22 up 启动一个项目

格式为 docker-compose up [options] [SERVICE...]。

该命令十分强大，它将尝试自动完成包括构建镜像，（重新）创建服务，启动服务，并关联服务相关容器的一系列操作。

链接的服务都将会被自动启动，除非已经处于运行状态。

可以说，大部分时候都可以直接通过该命令来启动一个项目。

默认情况，docker-compose up 启动的容器都在前台，控制台将会同时打印所有容器的输出信息，可以很方便进行调试。

当通过 Ctrl-C 停止命令时，所有容器将会停止。

如果使用 docker-compose up -d，将会在后台启动并运行所有的容器。一般推荐生产环境下使用该选项。

默认情况，如果服务容器已经存在，docker-compose up 将会尝试停止容器，然后重新创建（保持使用 volumes-from 挂载的卷），以保证新启动的服务匹配 docker-compose.yml 文件的最新内容。如果用户不希望容器被停止并重新创建，可以使用 docker-compose up --no-recreate。这样将只会启动处于停止状态的容器，而忽略已经运行的服务。如果用户只想重新部署某个服务，可以使用 docker-compose up --no-deps -d <SERVICE_NAME> 来重新创建服务并后台停止旧服务，启动新服务，并不会影响到其所依赖的服务。

选项：

• -d 在后台运行服务容器。
• --no-color 不使用颜色来区分不同的服务的控制台输出。
• --no-deps 不启动服务所链接的容器。
• --force-recreate 强制重新创建容器，不能与 --no-recreate 同时使用。
• --no-recreate 如果容器已经存在了，则不重新创建，不能与 --force-recreate 同时使用。
• --no-build 不自动构建缺失的服务镜像。
• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

8.23 version 打印版本信息

格式为 docker-compose version。

8.24 Compose 模板文件

模板文件是使用 Compose 的核心，涉及到的指令关键字也比较多。大部分指令跟 docker run 相关参数的含义都是类似的。

默认的模板文件名称为 docker-compose.yml，格式为 YAML 格式。

version: "3"

services:
  webapp:
    image: examples/web
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - "/data"

注意每个服务都必须通过 image 指令指定镜像或 build 指令（需要 Dockerfile）等来自动构建生成镜像。

如果使用 build 指令，在 Dockerfile 中设置的选项(例如：CMD, EXPOSE, VOLUME, ENV 等) 将会自动被获取，无需在 docker-compose.yml 中再次设置。

8. 参考资料

• docker基础入门教程(一) https://www.liuvv.com/p/63a578e8.html