一、Docker的基础架构形式
客户端（docker run |create等）通过httpd或https和一个运行了docker host守护进程的主机（docker daemon）通信。
docker daemon接收到了客户端的创建或启动容器的命令后，将在本地查找镜像创建或启动容器（在一个docker host上可以启动多个容器）。
如果本地没有镜像，docker host会连接到配置的远程repository（一般默认repo是docker hub）上下载镜像到本地的一个专用的文件系统，在docker1.18使用的是overlay2，之前使用的是aufs/btrfs/lxc。镜像本身是只读的。
而后开始根据客户端命令创建或运行容器。
1.1、docker镜像
根据上面的架构，docker镜像是docker运行容器的一个重要的组件。docker镜像含有启动容器所需要的文件系统及其内容。因此，镜像的作用就是创建并启动docker容器，其特点是；
1、采用分层构建机制，最底层为bootfs，其次为rootfs
bootfs：用于系统引导的文件系统，包括bootloader和kernel，容器系统启动完成会被卸载以节约内存资源
rootfs：位于bootfs之上，表现为docker容器的根文件系统。每添加一个软件，都是一个独立的层
在linux传统模式中，系统启动时，内核挂载rootfs时，会首先将其挂载为“只读”模式（为了避免自检遇到错误而删除文件），完整性自检完成后再将其挂载为读写模式
在docker中，rootfs由内核挂载为“只读模式”，而后通过“联合挂载”技术额外挂载一个“可写层“。
容器启动时，必须按照层次加载，首先挂载bootfs，系统启动之后，从内存中删除bootfs，挂载rootfs，其次依次挂载上面的image层，每个应用都是一个层，这下面的所有层都是只读的。而后，在最上层挂载一个可写层。（对于一个容器来说，它的写操作都只能在这个可写层来实现）。他们是叠加在一起挂载的，所以称之为联合挂载。
当一个容器销毁时（执行docker container rm操作）它的可写层也将被删除掉。
1.2、docker文件系统
1、docker镜像的分层构建，联合挂载依赖于专有文件系统的支撑才能实现，在早期用到的专有文件系统是aufs（advanced multi-layered unification filesystem）：高级多层统一文件系统，aufs是最早被docker用来实现联合挂载的linux文件系统，它是UnionFS的重新实现，2006年由junjiro Okajima开发。由于centos内核对aufs不支持，所以早期使用docker只能使用Ubuntu操作系统。
2、aufs的竞争产品是overlayfs，从3.18版本开始被合并到linux内核
3、除了aufs，docker还支持btrfs，devicemapper和vfs等
在Ubuntu系统下，docker默认使用aufs，而早期在centos7中，用的是devicemapper，现在最新版本的dockercentos用的是overlayfs第二个版本；overlay2（overlay2是一种抽象的二级文件系统，需要借助于本地文件系统；xfs）
1.3、docker registry
我们去构建镜像时，镜像做好之后应该有一个统一存储的位置，这个位置叫docker registry
1、docker registry分类
Sponsor Registry：第三方的registry，供客户和Docker社区使用
Mirror Registry：第三方的registry，只让客户使用，比如docker cn加速，阿里云的docker加速器
Vendor Registry：由发布Docker镜像的供应商提供的registry，比如红帽，只提供给买了服务了客户使用
Private Registry：私有的docker仓库，指用户自己搭建的docker仓库，只能供内部使用
public docker registry：公共的docker仓库，一般没有做额外的配置，指的就是docker hub
由于第三方registry的镜像大部分都不符合我们的使用要求，所以我们都要自建registry
2、registry的组成
Registry：
Repository可分为“顶层仓库”和“用户仓库”
用户仓库名称格式为“用户名/仓库名”
Index：
3、registry的拉取
拉取镜像使用docker pull命令
docker pull <registry>[:<port>]/[<namespace>/]<name>:<tag>
其中registry、port、namespace可省略
registry：是一个仓库的web地址，如果不使用默认的docker hub仓库，需要指明仓库地址
port：是仓库web地址的端口号，默认使用443
namespace：代表是哪个用户的仓库，如果镜像是顶级仓库，namespace就是可省略的，namespace分为三类
name：仓库的名字，和tag一起标识了一个唯一的镜像
tag：镜像的标签，没有就代表是一个镜像的最新版
其中，nginx为顶层仓库，jwilder/nginx-proxy为用户的仓库
例如：
docker pull nginx:1.14 # 没有指仓库地址默认从docker hub上下载nginx1.14版本到本地
docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.10.0-amd64 # 从quay上拉取镜像，coreos是namespace，flannel是仓库名，v0.10.0-amd64是tag
4、镜像的制作
镜像的生成途径有三种
4.1、基于容器制作镜像（在一个centos镜像中安装httpd并设置启动容器执行httpd命令）
首先要启动一个容器，我去docker hub下载一个centos的镜像
1、下载centos镜像并运行
[root@localhost ~]# docker image pull centos:6.6
6.6: Pulling from library/centos
f9f73d801f05: Pull complete
Digest: sha256:74727b849f5169d0de21848f8da9d47ea241757d6f89434f312813f723451ebd
Status: Downloaded newer image for centos:6.6
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# docker image ls
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
nginx stable ecc98fc2f376 2 weeks ago 109MB
centos 6.6 4e1ad2ce7f78 3 weeks ago 203MB
redis 4-alpine 05097a3a0549 4 weeks ago 30MB
[root@localhost ~]# docker container run -p 5000:5000 --name centos1 -it centos:6.6 /bin/sh
sh-4.1#
sh-4.1#
2、在容器中安装httpd
sh-4.1# yum install httpd
...
...
...
Installed:
httpd.x86_64 0:2.2.15-69.el6.centos
Dependency Installed:
apr.x86_64 0:1.3.9-5.el6_9.1 apr-util.x86_64 0:1.3.9-3.el6_0.1 apr-util-ldap.x86_64 0:1.3.9-3.el6_0.1 httpd-tools.x86_64 0:2.2.15-69.el6.centos
mailcap.noarch 0:2.1.31-2.el6 redhat-logos.noarch 0:60.0.14-12.el6.centos
Complete!
sh-4.1#
3、编辑httpd主页文件并启动httpd
sh-4.1# echo "<h2>Welcom To My Httpd</h2>" >/var/www/html/index.html
sh-4.1# /usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND
sh-4.1# curl 127.0.0.1
<h2>Welcom To My Httpd</h2>
4、修改容器启动执行的命令并制作镜像
[root@bogon ~]# docker commit -p -c 'CMD ["/usr/sbin/apachectl"," -D","FOREGROUND"]' centos1 httpd:1.1
sha256:bbffcf779dd42e070d52a4661dcd3eaba2bed898bed8bbfe41768506f063ad32
[root@bogon ~]#
[root@bogon ~]#
[root@bogon ~]# docker image ls
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
httpd 1.1 bbffcf779dd4 6 seconds ago 264MB # 这是刚才制作的httpd镜像
nginx stable ecc98fc2f376 2 weeks ago 109MB
centos 6.6 4e1ad2ce7f78 3 weeks ago 203MB
redis 4-alpine 05097a3a0549 4 weeks ago 30MB
5、直接启动刚才制作的镜像并验证httpd是否可以访问
[root@localhost ~]# docker container run --name centos2 -d httpd:1.1
868410465faaa3c3b89d84890e2fa8f76fe4d645075b6796299a24ccfb80be48
[root@bogon ~]# curl 172.17.0.2
<h2>Welcom To My Httpd</h2>
6、查看运行的centos2的容器的详细信息
[root@localhost ~]# docker container inspect centos2
[
...
...
...
"Cmd": [
"/usr/sbin/apachectl",
" -D",
"FOREGROUND"
],
"ArgsEscaped": true,
"Image": "httpd:1.1",
"Volumes": null,
"WorkingDir": "",
"Entrypoint": null,
"OnBuild": null,
"Labels": {}
},
...
...
...
"Networks": {
"bridge": {
"IPAMConfig": null,
"Links": null,
"Aliases": null,
"NetworkID": "bb55b61b005b7191dd2c5dc67f58dbf5be6cd7d2b29b01fc9cee56fc97166920",
"EndpointID": "c4e1d785b5c463d9c99bf323ec07508fef364ff4be91f148e6f0ed7a9f96c4d6",
"Gateway": "172.17.0.1",
"IPAddress": "172.17.0.2",
"IPPrefixLen": 16,
"IPv6Gateway": "",
"GlobalIPv6Address": "",
"GlobalIPv6PrefixLen": 0,
"MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
"DriverOpts": null
}
}
}
}
]可以看到，CMD已经从运行/bin/sh变成了我改的运行httpd服务了。至此，基于容器的镜像已经构建成功
5、镜像的导入和导出
如果我们制作的镜像无法push到registry，那么可以使用镜像的导入和导出共享给其他人
5.1、打包镜像
docker save命令可以将你的镜像打包成压缩文件，由此共享给其他人
[root@localhost ~]# docker image ls # 打包之前的镜像
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
httpd 1.1 bbffcf779dd4 19 minutes ago 264MB
nginx stable ecc98fc2f376 2 weeks ago 109MB
centos 6.6 4e1ad2ce7f78 3 weeks ago 203MB
redis 4-alpine 05097a3a0549 4 weeks ago 30MB
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# docker save -o myimages.gz httpd:1.1 nginx:stable centos:6.6 redis:4-alpine
[root@localhost ~]# ls myimages.gz
myimages.gz
5.2、删除现有的镜像
[root@localhost ~]# docker image rm httpd:1.1 nginx:stable centos:6.6 redis:4-alpine
Untagged: httpd:1.1
Deleted: sha256:bbffcf779dd42e070d52a4661dcd3eaba2bed898bed8bbfe41768506f063ad32
Deleted: sha256:dd73969752ff69c74c52136379013cff46f6cc2055e0bf46f64be5d336270dfd
Untagged: nginx:stable
Untagged: nginx@sha256:8b600a4d029481cc5b459f1380b30ff6cb98e27544fc02370de836e397e34030
Deleted: sha256:ecc98fc2f376d6560311b66d6958e4350a5a485ee07aa2d1235842d0bce440da
Deleted: sha256:1113e327b1235b943bc1e68ae9afa1fb663b4eb7527759ed28af36e0d2c2943e
Deleted: sha256:639da82d77d23ee8dedd6291b14f715af416d9cbf311b6f3ad982d7ce5a37c07
Deleted: sha256:237472299760d6726d376385edd9e79c310fe91d794bc9870d038417d448c2d5
Untagged: centos:6.6
Untagged: centos@sha256:74727b849f5169d0de21848f8da9d47ea241757d6f89434f312813f723451ebd
Deleted: sha256:4e1ad2ce7f78a77d914f18887130acd55778fbdd1bd3288f026ebd29181ec365
Deleted: sha256:da6517724f67fd4133a5bf508f7c79e20d8e2741c5b3264790d49db5e97c0e2e
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# docker image ls
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
[root@localhost ~]#
5.3、重新load回刚才的镜像
[root@localhost ~]# docker load -i myimages.gz
da6517724f67: Loading layer [==================================================>] 213.2MB/213.2MB
ddcb568d3d1e: Loading layer [==================================================>] 61.56MB/61.56MB
Loaded image: httpd:1.1
237472299760: Loading layer [==================================================>] 58.44MB/58.44MB
f4a5f8f59caa: Loading layer [==================================================>] 54.2MB/54.2MB
19c605f267f4: Loading layer [==================================================>] 3.584kB/3.584kB
Loaded image: nginx:stable
Loaded image: centos:6.6
df64d3292fd6: Loading layer [==================================================>] 4.672MB/4.672MB
04c8ef03e935: Loading layer [==================================================>] 11.78kB/11.78kB
169a281fff0f: Loading layer [==================================================>] 2.192MB/2.192MB
742e4d74cbf8: Loading layer [==================================================>] 24.32MB/24.32MB
9e8211b509e6: Loading layer [==================================================>] 1.536kB/1.536kB
c51fc5b2384b: Loading layer [==================================================>] 3.584kB/3.584kB
Loaded image: redis:4-alpine
[root@localhost ~]# docker image ls
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
httpd 1.1 bbffcf779dd4 28 minutes ago 264MB
nginx stable ecc98fc2f376 2 weeks ago 109MB
centos 6.6 4e1ad2ce7f78 3 weeks ago 203MB
redis 4-alpine 05097a3a0549 4 weeks ago 30MB
5.4、重新运行镜像验证是否可以启动容器
[root@localhost ~]# docker container run --name myhttpd -d httpd:1.1
ae29e544fbe614bca3109b94ec77afd55a29bd637280c88e703191edd80751fc
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# docker container ls
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ae29e544fbe6 httpd:1.1 "/usr/sbin/apachectl?? 8 seconds ago Up 7 seconds 5000/tcp myhttpd
[root@localhost ~]# curl 172.17.0.2
<h2>Welcom To My Httpd</h2>
镜像的上传到registry操作后续补上