Dockere引擎架构详解

2.1 Docker引擎发展历程

2.1.1 首发版本架构

       Docker在首次发布时，其引擎有两个核心组件构成，LXC(Linux Container)与Docker Daemon构成。
不过该架构依赖于LXC，使得Docker存在严重的问题：

1. 依赖于外部工具对Docker来说存在着巨大的生存风险。
2. LXC使得Docker无法实现跨平台。
3. Docker Daemon的“大而全‘也带来了严重的问题。
4. 版本更新与功能扩展较难。
5. 运行较慢，带来性能问题。
6. 不符合软件哲学。
7. Docker Daemon运行出现问题，会直接影响容器的运行。

2.1.2 Docker0.9版本架构

       从Docker0.8版本开始,Docker使用自研的Libcontainer工具替换了LXC。

2.1.3 Docker1.1版本架构

       2017年7月OCI发布了两个规范（镜像规范与运行时规范）的OCI1.0版本，Docker1.1版本于2016年底发布，基本遵循了OCI1.0版本。
       从Docker1.1版本开始：Docker Daemon中不再包含任何容器运行时代码，而是将容器运行时单独剥离了出来，形成了RUNC项目。

2.2 Docker引擎架构

       Docker引擎是用来运行管理容器的核心软件，其现代架构由四部分组成，Docker Client,Dockerd，Containerd与runc。

2.2.1 Docker Client

       Docker客户端，Docker引擎提供的CLI工具 ，用于用户向Docker提交命令请求。

2.2.2 Dockerd

       Dockerd，即Docker Deamon,在现代Dockerd中的主要包含的功能有镜像构建，镜像管理，REST API，核心网络及编排等，其通过gRPC与Containerd进行通信。

2.2.3 Containerd

       Containerd，即Container Daemon,该项目的主要功能是管理容器的生命周期，不过其本身不回去创建容器，而是调用RUNC来完成容器的创建。Docker公司后再将Containerd项目捐献给了CNCF。

2.2.4 Runc

       Runc,Runc Container，是OCI 容器运行时规范的实现，Runc项目的目标之一就是与OCI规范保持一致，所以Runc所在层也成为OCI层，这使得Docker Daemon中不用再包含任何容器运行时候的代码了，简化了Dokcer Daemon。
       Runc只有一个作用，创建容器，其本质是一个独立的容器运行时CLI工具，其在Fork出一个容器子进程后会启动该容器进程，在容器进程启动完毕后，runc会自动推出。

2.2.5 Shim

       Shim是实现“Daemonless Container” 不可或缺的工具，使容器与Docker Daemon解耦，使得Docker Daemon的维护与升级不会影响到运行中的容器。
       每次创建容器时，Containerd会先Fork出Shim进程，然后再由Shim进程Fork出Runc进程，当Runc自动推出之前，会先将新容器进程的父进程指定为相应的Shim进程。
       除了作为容器的父进程外，Shim进程还具有两个重要功能：

1. 保持所有STDIN与STDOUT流的开启状态，从而使得当前Docker Daemon重启时，容器不会因为Pipe的关闭而终止。
2. 将容器的退出状态反馈给Docker Daemon。

下图解释上面各个名词的关系

2.3 Docker引擎分类

       在安装Docker之前需要先了解Docker官方对其版本的分类，Docker的版本分为大版本和小版本。

2.3.1 大版本

       Docker 从大版本来说，分为三类,Moby,社区版Docker-CE(conmmunity Edition),和企业版Docker-EE(Enterprise Edition)

2.3.2 小版本

       从V1.13.1之后，Docker的发布计划发生了变更，每个大版本下都出现了两个Edge月版与Stable季版，不过现在的官网中一般只能看到Stable版本。

2.4 Docker引擎的安装

       Docker可以安装在Windows,Linux，Mac等系统中，但生产环境下，服务器使用Linux中的CentOS,所以下面就以Docker在CentOs7中的安装为例子来学习Docker的安装。
官网：（https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/）中可以看到具体的安装步骤

2.5 VMware安装

1. 进入官网下载 17pro版本：VMware官网 下载VMware
   
2. 勾选我接受许可协议中的条款与下一步
   
   
3. 勾选“增强型键盘驱动程序”与“下一步”，更改安装位置
   
4. 选择性勾选，为了提升用户体验设置的东西，可以不选
   
5. 选择需要创建的快捷方式
   
6. 点击完成，系统提示重新启动
   
   
7. 点击“是”，重新启动系统
   
8. 启动之后，双击“VMware Workstation Pro”图标，即可打开如下界面。输入下面的密钥，如果一个不行，多试几个。

密钥：激活码因侵权不能放到这里，私信我即可

9. 安装激活完成后启动

2.6 CentOS7的下载与在VM中安装centOS 7

2.6.1 镜像下载地址：下载地址

2.6.2 VMware安装Centos 7

1. 打开“VMware Workstation”软件，选择“创建虚拟机”。
   
2. 自定义虚拟机设置：您可以根据需要自定义虚拟机的配置，如虚拟机的内存、处理器、网络等设置。
   
3. 虚拟机兼容性选择，一般默认就行
   
4. 选择稍后安装操作系统
   
5. 操作系统的选择，这里选择之后安装的操作系统，正确的选择会让vm tools更好的兼容。这里选择linux下的CentOS
   
6. 虚拟机位置与名称，定义一个虚拟机名字，在虚拟机多的时候方便找到虚拟机，及保存路径
   
7. 处理器与内存的分配，处理器分配需要根据自己的实际需求来分配。在使用过程中CPU不够的话还可以在增加。根据实际情况调配
   
8. 内存也要根据实际需求分配。
   
9. 网络连接类型选择，桥接模式，虚拟机和宿主机在网络上就是评级的关系，相当于连接在同一交换机上。
10. 按照虚拟机默认选项即可
    
11. 默认选项即可
    
12. 创建新虚拟磁盘
    
13. 磁盘展示分配50，后期可以随时增加和缩减
14. 磁盘名称默认即可
    
15. 取消不需要的硬件，以便于更快的启动
16. 声卡，打印机，及其USB控制器等不需要的可以移除，后期也可以添加
    
17. 点击完成后，即可创建好虚拟机，
    

2.7 CentOS 7 镜像安装

1. 悬着CD/DVD(IDE)链接光盘
2. 点击CD/DVD ,在选择使用ISO映像文件，最后选择浏览找到下载好的镜像文件。启动时链接一定要勾选上后确定。
   
3. 开启虚拟机
   
4. 开启虚拟机，选择第一项，直接回车
   
5. 悬着安装过程中使用的语言
   
6. 设置时间
   7. 选择上海，查看时间是否正确再选择完成
7. 选择安装的软件
   
8. 如果安装的GUI及其GNOME则是带有左面的，我这边选择无桌面最小安装
   
9. 系统中配置安装位置，指的是系统如何分区
   
10. 如果对分区不清楚就选择自动分区，这里我选择了配置分区
11. 手动分区我们要选择标准分区，然后点击下面的添加分区。
    
12. 分别创建三个分区 /boot，swap交换分区，/根分区
    
13. 编辑分区完成后，点击“接受更改”
    
14. 回到界面，配置网络和主机名
15. 打开以太网，应用主机名，点击完成。
16. 注意，如果分区不够则取扩大根分区
    
    出现此报错直接修改 "/"的大小
    
    扩大后，即可进行下一步开始安装
17. 创建root密码，我这边写了root123456
    
18. 创建用户
    这里就是普通用户的权限，权限较低
    
    密码用户创建设置好后，安装完成，点击重启
    重启输入账号，密码
19. 执行ip addr及 ping www.baidu.com 测试网络是否正常使用
    至此，CentOS7的安装全部完成了。说明：CentOS 7默认安装好之后是没有自动开启网络连接的！所以下面我们还要配置一下CentOS 7的网络。
20. 编辑网络配置文件

执行：“vi /etc/syscibfug/network-scripts/ifcfg-ens333” 按“i” 进入编辑模式，将ONBOOT改为false,编辑完成按“ctr+:”输入:wq保存退出

22. 重启网络服务：systemctl restart network.service
23. 测试网络连通性：systemctl status network.service //查看网络服务情况
24. 测试ping是否成功
    ping -c 3 www.baidu.com 请求三次百度
    
25. 打开百度：curl www.baidu.com
    
    好了，虚拟机安装及其虚拟机安装Centos 7到此就安装完成了，最下面是CentOS 7总结的一些基本常用命令。

2.8 centos下安装Docker准备

Docker官网安装教程：教程

2.8.1安装条件

        Docker 支持以下的CentOs版本：CentOS 7(64-bit)，目前，CentOS仅发行版本中的内核支持Docker。
        Docker 运行在CentOS7上，要求系统为64位，系统内核版本为3.10或以上。

2.8.2 查看自己的Centos内核

uname命令用于打印当前系统相关信息（内核版本号，硬件架构，主机名称，操作系统类型等）

uname -r

2.9 Docker 安装

2.9.1 确定是centos7的版本

cat /etc/redhat-release

2.9.2卸载旧版本

下面代码中 ""是因为代码太长了，使用“\”进行换行

sudo yum remove docker \
docker-client \
docker-client-latest \
docker-common \
docker-latest \
docker-latest-logrotate \
docker-logrotate \
docker-engine

yum可能会报告您没有安装任何这些软件包。存储在其中的映像、容器、卷和网络不是 卸载 Docker 时自动删除 /var/lib/docker

2.9.3 安装方法 注意：必须要在root@权限下进行安装

1. 确保linux能上外网
2. 使用国内的daocloud 意见安装命令(推荐)

yum -y install curl
curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh

或者使用yum安装 yum install docker

2.9.4 使用rpm存储库安装

在新主机上首次安装 Docker 引擎之前，您需要 需要设置 Docker 仓库。之后，您可以安装和更新 存储库中的 Docker。

2.9.4.1 设置存储库

安装软件包（提供实用程序）并设置存储库。yum-utils、yum-config-manager
执行：sudo yum install -y yum-utils

国内安装地址：从国外服务器上下载Docker安装包非常的慢，可以从国内服务器上下载，在百度搜索“Docker”的阿里云镜像地址【http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo】，找到地址代替下面红框中的地址即可。

执行：sudo yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

查看是否下载完毕：ll /etc/yum.repos.d

2.9.5 安装Docker引擎

1. 安装Docker Engine、containerd和Docker Compose：
   sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
   
   安装完成
   

2.9.6启动Docker

sudo systemctl start docker

2.9.7查看Docker版本

docker version

2.9.8 Docker引擎打印hello-word

sudo docker run hello-world

上图中，没有hell-word镜像会自动下载一个镜像,现在，您已成功安装并启动Docker引擎。
第一次运行容器时，Docker守护进程会从Docker Hub中提取镜像 “hello-world”。然后，它将根据该镜像创建一个新容器，并将输出传输到你的终端。从现在开始，镜像被下载到你的本地机器。您可以通过运行以下命令列出所有docker映像：
sudo docker image ls

下次运行该镜像时，比第一次运行快，可以用image-id代替镜像名称。例如：
sudo docker run d2c94e258dcb

2.9.9 测试运行negix

docker run --name nginx -p 81:80 -d nginx 
或者 
docker run --name nginx -p 8080:80 -d docker.io/nginx  //将80端口映射为8080

2.9.9.1命令解释：

• docker 是docker系统的命令，表示要使用docker系统的操作
• run : 运行容器
• –name ：自定义运行的容器名称
• -p：端口映射
• 81：容器外的端口
• 80：nginx的端口，通过81访问容器80上的运行的程序
• -d：表示容器后台运行
• nginx：镜像名称，是docker系统已经命名的，不是自定义的

查看neginx3正在运行，再执行ifconfig 命令，查看当前虚拟机的IP地址
再本地浏览器访问：http://192.168.80.59:8085/

2.9.10 设置Docker远程镜像仓库地址

1.在/etc/docker/ 目录创建文件daemon.json

sudo vi /etc/docker/daemon.json

2. 进入daemon.json后按"i"进入编辑并写入：

{        
 "registry-mirrors":
 ["https://registry.docker-cn.com",
 "https://nrbewqda.mirror.aliyuncs.com",
 "https://dmmxhzvq.mirror.aliyuncs.com"]    
}     

3. 按"esc"后输入":wq"保存退出
   
4. 重启Docker服务，镜像仓库才能生效

	启动  systemctl start docker
	关闭  systemctl stop docker
	守护进程重启   sudo systemctl daemon-reload
	重启docker服务   systemctl restart  docker
	重启docker服务  sudo service docker restart
	关闭docker service docker stop

5. 再次执行：docker run --name nginx5 -p 8085:80 -d docker.io/nginx

遇到的问题：重新运行docker run --name nginx -p 8080:80 -d docker.io/nginx后报错docker:Error response from daemon:Conflict. The container name "/nginx" is already in use by container "ccbfffe5e22ee852e36e55806bfa78d951e8e2fb3f9094419c23635435cbf0c"you have to remove (or rename) that container to be able to resuse that name
问题解决：这个错误信息表示，你尝试启动的容器名字（“nginx”）已经被另一个容器使用了。Docker容器的名字必须是唯一的，不能有两个活动的容器具有相同的名字。这里的错误是因为之前已经有一个名为“nginx”的容器在运行，或者至少在Docker中注册过且尚未删除。
解决方法一、删除已存在的同名容器：停止容器docker stop nginx 然后删除容器docker rm nginx
解决方法二、重命名已经存在的同名容器:docker rename nginx nginx_old
解决方法三、直接使用不同名字的容器:docker run --name nginx_new -p 8080:80 -d docker.io/nginx

6. 浏览器运行

2.10 卸载 Docker 引擎

1. 卸载 Docker Engine、CLI、containerd 和 Docker Compose 包：

 sudo yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin docker-ce-rootless-extras

2. 主机上的映像、容器、卷或自定义配置文件 不会自动删除。要删除所有映像、容器和卷，请执行以下操作：

 sudo rm -rf /var/lib/docker
 sudo rm -rf /var/lib/containerd

以上就是Docker安装卸载教程，下面包含一些centOS 7操作系统的常用命令：

2.11 cent OS 7常用命令

2.11.1 cd 切换命令

cd /        切换或进入系统根目录
cd app      切换到app目录
cd ..       切换到上一层目录
cd ~        切换到用户主目录
cd -        切换到上一个所在目录

2.11.2列出文件列表

ls ll(详情)

2.11.3 创建与删除

mkdir a             创建a目录(文件相似)
rmdir a             删除a目录(文件相似)
mkdir –p b/test     级联创建b以及test目

rm a.txt                            询问删除a.txt文件
rm -f a.txt                         强制删除a.txt文件
rm -rf a                            不询问递归删除
rm -rf *                            删除所有文件
rm -rf /*                           自杀
cp a.txt b.txt                      将a.txt复制为b.txt文件
cp a.txt ../                        将a.txt文件复制到上一层目录中
mv a.txt ../                        将a.txt文件移动到上一层目录中
mv a.txt b.txt                      将a.txt文件重命名为b.txt
tar –cvf xxx.tar ./*                打包
tar –zcvf xxx.tar.gz ./*            打包并且压缩 
tar –xvf xxx.tar                    解压 
tar -zxvf xxx.tar.gz -C /usr/aaa    解压 
find / -name "ins*"                 查找文件名称是以ins开头的文件
find / -name "ins*" –ls 
grep lang anaconda-ks.cfg           在文件中查找lang
grep lang anaconda-ks.cfg –color    高亮显示

2.11.4 chmod 权限

chmod -R 777 文件
chmod -R a.txt

2.11.5 更改文件名

mv 更新前文件名 更新后文件名
mv a.txt b.txt

2.11.6 编辑文件

vi 文件名

2.11.7 保存文件 ctrl+：

wq

2.11.8 修改密码

passwd root

2.11.9 显示ip信息

ip addr

2.11.10 清空控制台

clear

2.11.11 切换用户

su 用户名
su huang
su root

2.11.12 查看用户

groups 用户名
groups huang

2.11.13 查看网络服务情况

systemctl status network.service

2.11.14 防火墙

firewall-cmd --state            检查状态
systemctl start firewalld       开启
systemctl stop firewalld        停止
systemctl disable firewalld     禁止开机启动
systemctl enable firewalld      开启开机启动

2.11.15 端口进程

netstat -lnp|grep 端口号   查看端口占用
ps 端口号                  查看端口对应进程的信息
kill -9 端口号             杀掉端口进程

2.11.16 操作系统版本

cat /etc/redhat-release 查看操作系统版本
cat /proc/version       查看操作系统信息

2.11.17 修改主机名

hostnamectl set-hostname   xxxx(要修改的主机名字)

2.11.18 关机重启

poweroff    关机
reboot      重启

2.11.19 检查磁盘空间使用情况

df -h ： 检查磁盘空间使用情况

2.11.20 清理yum缓存

sudo yum clean all ： 清理yum缓存

2.11.21 清理临时文件

sudo rm -rf /var/tmp/*  ： 清理临时文件

2.11.22 docker系统命令

docker image prune ：清理未使用的Docker镜像
docker image prune -a : 更彻底的清除未使用的Docker镜像，删除所有未被容器使用的镜像
docker volume prune ：清理未使用的卷
docker network prune : 清理未使用的网络
docker stop nginx：移除已存在的同名容器
docker rm nginx 移除nginx容器

以上命令持续更新，感兴趣的搜藏，我会将用到的常用命令收集到当前博文中的哦~