初识 Docker

本文部分译自 Benjamin Cane 的博文

Docker 是目前风靡全球的虚拟化技术。然而在两年前,Docker 还仅仅是设计者脑海中的概念而已。

本篇将介绍 Docker 的一些基本情况,以及基本操作。顺带着,我们将能见识到 Docker 一些有趣的特性。

容器技术与虚拟机

同样作为操作系统虚拟化的方法,容器并不如虚拟机那样出名。它们有相似之处,但也有一些差别。

由于 Hypervisor 向虚拟机提供了虚拟化的硬件,虚拟机可以包含一整个操作系统、系统软件包,以及一些应用程序。因此,在一个宿主机上,可以运行许多独立的客户机。运行在同一宿主机上的虚拟机,提供完整的操作系统环境,共享宿主机上的同一套物理资源。

与之对应,容器技术使得单一的宿主机能够运行多种操作系统环境。在这一点上,容器技术和虚拟机很相似。只不过,容器技术提供的虚拟环境,并不是完整的操作系统。一般来说,容器技术只包含了必要的系统软件包以及应用程序,而不包含整个操作系统或是虚拟化的硬件。因此,容器技术比传统的虚拟机技术占用资源少。容器技术将同一宿主机上的进程相互隔离,互不影响。事实上,与其拿来与虚拟机相较,不如说容器技术与 BSD Jails 以及 chroot 更相似。

Docker 究竟做了什么?

Docker 其实是个很难定位的技术,我们很难说清 Docker 究竟算不算是容器技术,但它的一些特性又让人无法否认这一点。这似乎有点不可知论的意思了。

Docker 支持 Solaris ZonesBSD Jails 这两种容器技术,提供了管理、打包以及部署容器的手段。虚拟机多多少少有类似的功能;但在过往的容器技术里,则几乎看不到——即使有,也很不好用。

容器技术本身不是 Docker 的重点。相反,管理、打包和部署容器的能力,才是 Docker 的杀手锏。

安装 Docker

Docker 通常没有默认安装在系统中,所以我们首先要装好它。

在 Ubuntu 里,我们可以用 apt-get install docker.io 来简单地安装它。在 yum 系的 Linux 中,也是类似。在 OS X 里,则可以用 Homebrew 来安装。这里我们以 Ubuntu 为例:

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# apt-get install docker.io
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
The following extra packages will be installed:
aufs-tools cgroup-lite git git-man liberror-perl
Suggested packages:
btrfs-tools debootstrap lxc rinse git-daemon-run git-daemon-sysvinit git-doc
git-el git-email git-gui gitk gitweb git-arch git-bzr git-cvs git-mediawiki
git-svn
The following NEW packages will be installed:
aufs-tools cgroup-lite docker.io git git-man liberror-perl
0 upgraded, 6 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 7,553 kB of archives.
After this operation, 46.6 MB of additional disk space will be used.
Do you want to continue? [Y/n] y

在终端里执行 docker ps 可以查看当前运行着的容器。

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# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES

顾名思义。docker ps 和 *nix 系统中的 ps 命令具有类似的功能。docker ps 会打印所有可用的 Docker 容器以及它们当前的状态。因为我们什么也没做,所以命令显示当前没有运行着的容器。

部署打包好的 nginx Docker 容器

Docker 可以像 yum 以及 apt-get 那样部署软件包,这一特性十分讨喜。这次,我们用 docker run 命令,实际部署 nginx 服务器看看。

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# docker run -d nginx
Unable to find image 'nginx' locally
Pulling repository nginx
5c82215b03d1: Download complete
e2a4fb18da48: Download complete
58016a5acc80: Download complete
657abfa43d82: Download complete
dcb2fe003d16: Download complete
c79a417d7c6f: Download complete
abb90243122c: Download complete
d6137c9e2964: Download complete
85e566ddc7ef: Download complete
69f100eb42b5: Download complete
cd720b803060: Download complete
7cc81e9a118a: Download complete

接受 docker run 命令后,Docker 会寻找置顶的 Docker 镜像并运行。默认情况下,Docker 容器会在前台执行。也就是说,你的 shell 会与 Docker 控制台及容器中正在运行的进程绑定。加上 -d (detach) 选项,Docker 容器就会在后台执行了。

再次执行 docker ps命令,我们就能看到 nginx 容器正在了。

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# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
f6d31ab01fc9 nginx:latest nginx -g 'daemon off 4 seconds ago Up 3 seconds 443/tcp, 80/tcp desperate_lalande

不难看出,容器 desperate_lalande 正在运行,它由 nginx:latest 镜像构建而来。

Docker 镜像

镜像是 Docker 的核心特征之一。与虚拟机镜像类似,Docker 的镜像是一个打包存档的容器。与此同时,Docker 并未就此止步——Docker 还能通过 Docker 仓库发布这些镜像。Docker 仓库扮演的角色,类似于软件包仓库,因此,Docker 可以像 yum 那样工作。让我们回顾一下 docker run 的输出。

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# docker run -d nginx
Unable to find image 'nginx' locally

首先,Docker 表示在本地没有找到 nginx 镜像。这是因为,执行 docker run 时,我们希望 Docker 启动名为 nginx 的容器;而启动容器,需要找到对应的镜像。Docker 首先会在本地寻找相应名称的镜像;若是找不到,则会联网在远程 Docker 仓库寻找。

由于 Docker 是刚安装的,自然不存在名为 nginx 的镜像。于是,Docker 将会连接远程仓库下载它。

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Pulling repository nginx
5c82215b03d1: Download complete
e2a4fb18da48: Download complete
58016a5acc80: Download complete
657abfa43d82: Download complete
dcb2fe003d16: Download complete
c79a417d7c6f: Download complete
abb90243122c: Download complete
d6137c9e2964: Download complete
85e566ddc7ef: Download complete
69f100eb42b5: Download complete
cd720b803060: Download complete
7cc81e9a118a: Download complete

接下来,Docker 打印了这些信息。默认情况下,Docker 会连接 Docker 公司维护的 Docker Hub仓库。

与 GitHub 相同,在 Docker Hub 上创建公开仓库是免费的,创建私有仓库则是收费的。你也可以部署你自己的 Docker 仓库——只需要运行 docker run registry 就好了。不过,本文不会讨论这一块内容。

停止并移除容器

在我们创建自己的 Docker 容器之前,让我们先清理一下 Docker 环境。首先,我们要停止运行着的容器,然后移除它。

docker run 对应,docker kill <container-name> 会停止正在运行的容器。

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# docker kill desperate_lalande
desperate_lalande

再次执行 docker ps 可以发现,容器已经不再运行了。

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# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES

docker kill 关闭了容器;虽然它不再运行,但仍然存在于 Docker 系统中。docker ps 默认只显示正在运行的容器,docker ps -a 则会显示所有容器(包括未运行的)。

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# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
f6d31ab01fc9 5c82215b03d1 nginx -g 'daemon off 4 weeks ago Exited (-1) About a minute ago desperate_lalande

我们可以用 docker rm 来完全地移除容器。

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# docker rm desperate_lalande
desperate_lalande

不过,虽然容器被移走了,但是 Docker 系统中仍有缓存的 nginx 镜像。因此,若然此时执行 docker run -d nginx,Docker 会直接调用本地的镜像启动容器,而无需联网下载。

docker image 会列出所有本地可用的镜像。

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# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZE
nginx latest 9fab4090484a 5 days ago 132.8 MB

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