Docker 介紹與實作

李麒傑( James )

Github

什麼是 Docker ?

Docker 誕生於 2013 年初，基於 Go 語言實作，專案後來加入了 Linux 基金會，遵從了 Apache 2.0 協議，原始碼在 GitHub 上進行維護。

所以，Docker 可以做什麼？

其實，Docker 就是一個快速且輕量級虛擬機

Docker ? VM ?

Docker 特性

不可變：將作業系統、函式庫版本、應用程式...等都包裝在 Container 內，確保每次建置的 Container 都擁有同樣的行為。
輕量：Container 不需消耗太多記憶體，只需使用主程序所需的用量，在多加上數十 MB 記憶體就足夠。
快速：啟動 Container 就如同平時啟動 Linux 程序一樣快，僅需耗費幾秒鐘的時間。

Docker 基本概念

Docker 基本概念：

```
映像檔 (Image)
```
```
容器 (Container)
```
```
倉庫 (Repository)
```

Docker Images

Docker 映像檔就是一個唯獨的模版，其儲存系統當下的狀態。

Docker Container

利用 Image 執行後的服務就稱為一個 container，可以想成是 VM 的實例 (Instance) ，它在一個被隔離的行程中執行，這行程共享主機的核心

Docker Repository

倉庫是集中存放映像檔檔案的場所

倉庫分為：

公開倉庫 (Public)
私有倉庫 (Private)

Docker 環境建置

Linux

$ curl -fsSL https://get.docker.com/ | sh

官方提供目前最新安裝腳本（Docker 1.12.1）

記得！！！

將目前使用者加入 docker group

$ sudo usermod -aG docker <user_name>

若您使用 ssh 的話，記得要離開再重新登入！！

Windows、OSX

官方針對 Windows 與 Mac 作業系統提供兩種建置環境方式：

Docker 基本指令

Docker version and info

$ docker -v

$ docker --version

結果：Docker version 1.11.1, build 5604cbe

Version:

info:

$ docker info

結果：

Containers: 0
...
Images: 0
Server Version: 1.11.1
Storage Driver: aufs
...

再次強調！！

若使用任何指令出現如下狀況...

Cannot connect to the Docker daemon. Is the docker daemon running on this host?

請使用下列指令，將當前使用者加入 docker group

$ sudo usermod -aG docker <user_name>

Docker pull

$ docker pull <image_name>:<image_version>

使用下列指令取得你所想要的 Image :

Example:

$ docker pull ubuntu:14.04

$ docker pull hello-world

注意！！

如果沒有指定 <image_version>，預設系統取得 latest 版本

Docker images

$ docker images

$ docker images -a

結果：

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
hello-world         latest              94df4f0ce8a4        6 hours ago         967 B
ubuntu              14.04               8fa7f61732d6        36 hours ago        188 MB

如何知道已經取得哪些 Images ?

指令中的 -a 為選擇性參數，此處 -a 表示 all 的意思

顯示所有的 images

Docker Run

有了 image 後，如何執行它？

$ docker run <image_name>

$ docker run <image_id>

$ docker run <image_name>:<image_version>

Example:

$ docker run hello-world

$ docker run 94df4f0ce8a4

$ docker run ubuntu:14.04

再次強調！！ 不指定版本，預設執行 latest

Docker Ps

如何得知我當下以執行哪些 container ?

$ docker ps

結果：

ONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

此時，你一定再想...我剛剛明明有執行 container，

可是為什麼沒有東西？？？？

其實，你的 Container 有被執行的!!

只是它執行結束了...

切記，Container 目前是處於結束狀態，可以透過啟動指令重新啟動 Container 。

Docker ps

如何檢視所有執行過與正在執行的 Container ?

$ docker ps -a

結果：

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
624c80d2368f        ubuntu:14.04        "/bin/bash"         22 minutes ago      Exited (0) 22 minutes ago                       insane_mclean
819722d06baf        94df4f0ce8a4        "/hello"            29 minutes ago      Exited (0) 28 minutes ago                       boring_hawking
c1e511d3f581        hello-world         "/hello"            29 minutes ago      Exited (0) 29 minutes ago                       happy_carson

你是否還記得如何檢視所有 images ? 沒錯，一樣的方法

只需再指令後面加入 -a 參數即可！！

此時，你一定還有一個疑問！！

如果我是執行 Ubuntu

總不能執行完就結束吧 ？？

Docker Run

沒錯，其實您可以使用下列語法執行它！！

$ docker run -tid ubuntu:14.04 bash

簡單介紹下面幾個選擇性參數：

-i 表示使用互動模式，始終保持輸入串流
-t 表示分配一個偽終端，通常都與 -i 一起使用
-d 表示以背景模式執行
bash 表示分配一個偽終端執行 bash 指令，讓使用者可以與容器(container)進行互動

當您執行一個 Ubuntu Container 以後，

您就可以進入 container 中做您想要做的事了!!!

Docker Exec

如何進入 ubuntu container 呢 ？

$ docker exec -ti <container_id> bash

Example:

$ docker exec -ti 53c5dd293e65 bash

如果您不知道 container id ，

可以透過 docker ps 查詢！！

Container 操作

$ docker start <container_id>

啟動：

停止：

$ docker stop <container_id>

重新啟動：

$ docker restart <container_id>

刪除：

$ docker rm <container_id>

Images 操作

刪除：

$ docker rmi <image_id>

注意：
若該 image 正在被 container 所使用時，必須先停止且移除 container

可是，如果您有很多 Image 或 Container 要被刪除，單一刪除可能會花你很多時間...


其實你有更快的方法!!!

快速刪除的方法!!

刪除多個 Images

$ docker rmi $(docker images -a -q)

刪除多個 Containers

$ docker rm $(docker ps -a -q)

了解 -a 以後，其實可以搭配 -q 一起使用，您會發現這個 command line 會顯示您現有的所有 Images(Containers) ，在搭配 docker 刪除語法即可一次刪除全部！！

常用快速指令 #1

$ docker rmi $(docker images -q --filter="dangling=true")

刪除無標籤 Images

$ docker rm $(docker ps -a | grep Exited | awk '{print $1}')

刪除所有狀態為 Exited 的 containers

docker rm -f $(docker ps -a -q)

停止並刪除所有 containers

docker rm `docker ps -a | grep <image_name>:<image_version> | cut -f1 -d" "`

刪除指定 Image 所建立的 containers

常用快速指令 #2

$ docker rmi $(docker images -a -q)

刪除所有 Images

$ docker logs $(docker ps -lq)

檢視最近建立的容器記錄檔資訊

現在，您已經了解
如何在 Docker 上執行您要的服務了！！

Try Try It!!

您現在是否可以完成
在 docker 上執行 nginx image 呢 ?

提示：

1.如果您想將您的 container port 對應出來，可以使用下列方式

2.如果您今天使用 docker Toolbox 可使用 docker-machine ip 查看 IP

$ docker run -p <local_port>:<container_port> -tid <image_name>:<image_version>

Docker Hub

先註冊一個 Docker Hub 帳號 !!

[點我]

Docker Hub

＄ docker logout

登入

登出

＄ docker login

結果：

Username: cijie
Password:
Login Succeeded

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

嘗試打造一個簡易的網頁

＄ vim /usr/share/nginx/html/index.html

<html>
  <head>
  </head>
  <body>
    <p> Hello World!! </p>
  </body>
</html>

將下列 Html 語法寫入...

目錄下...

注意！！

若預設沒有 vim 編輯器，可透過 apt-get 安裝

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

將目前狀態的 container 打包成 image

＄ docker commit -m "first version" <container_id>

檢視新打包的 image

＄ docker images

結果：

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
<none>              <none>              ae1539ae1f1b        2 seconds ago       221.2 MB
hello-world         latest              94df4f0ce8a4        12 hours ago        967 B
eboraas/apache      latest              11da4215b424        25 hours ago        263.1 MB
ubuntu              14.04               8fa7f61732d6        42 hours ago        188 MB
nginx               latest              eb4a127a1188        3 weeks ago         182.7 MB
php                 latest              c47a0064b207        3 weeks ago         489.6 MB

名稱為 <none> 即為新打包的 image

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

給新的 image 一個名稱與版本！！

＄ docker tag <image_id> <your_name>/<new_image_name>:<image_version>

再次檢視結果...

＄ docker images

結果：

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
cijie/hello-world   latest              ae1539ae1f1b        7 minutes ago       221.2 MB
hello-world         latest              94df4f0ce8a4        12 hours ago        967 B
eboraas/apache      latest              11da4215b424        25 hours ago        263.1 MB
ubuntu              14.04               8fa7f61732d6        42 hours ago        188 MB
nginx               latest              eb4a127a1188        3 weeks ago         182.7 MB
php                 latest              c47a0064b207        3 weeks ago         489.6 MB

注意： 建議給 image 版本，不建議使用 latest

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

上傳新的 image 至 docker hub

＄ docker push <your_name>/<image_name>:<image_version>

現在，你已經完成一個專屬自己的 Docker Image

你可以到 Docker Hub 上看到它！！！

DockerFile

工程師最大的特色就是 懶

總會思考是否有更快且方便的方法！！

接下來 Dockerfile 將實現你的願望！！

如何執行 Dockerfile ？

$ docker build <dockerfile_path>

[dockerfile example]

實際演練

$ docker build .

REPOSITORY               TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
ci-jie/docker-tutorial   latest    34f84f5a1ee3   About a minute ago   221.2 MB

執行建置指令後，
你可以透過 Image 查詢語法 (docker images) 查詢
注意，建置完只是一個 Image ，並非 container
若要啟動，可透過 docker run ...

接下來讓我們來了解 Dockerfile 如何撰寫！！

讓我們了解 Dockerfile ...

FROM nginx:1.9
MAINTAINER "James Lee <cjlee8110@gmail.com>"

USER root

RUN apt-get update && \
    apt-get install -y vim

WORKDIR /usr/share/nginx/html

COPY ./web/index.html ./
COPY ./img/NUTC_cloud.png ./img/NUTC_cloud.png

我們以剛剛的 Dockerfile 為範例
我們一步一步的了解!!

FROM

FROM <Image_Name>:<Image_Version>

範例：

FROM nginx:1.9

在開發應用之前，我們先選擇一個 Image 作為基底
如此一來，我們就可以在基底上層進行二次開發
注意，FROM 一定要放在最上方！！

MAINTAINER

MAINTAINER "Your_Name <Your_Email>"

範例：

MAINTAINER "James Lee <cjlee8110@gmail.com>"

不用多說，寫下您的大名與聯絡方式
描述這支程式的開發者！！
格式不限定，推薦以上方格式撰寫！！

USER

USER <User_Name>

範例：

USER root

USER 表示執行語法的角色身分

可以隨時切換身分！！

RUN

RUN <Command>

範例：

RUN apt-get update && \
    apt-get install -y vim

RUN 執行相關設定的 Command
可以使用 && \ 符號將你的 Command 切成小區塊，
增加程式可讀性

錯誤的 RUN 用法！！！

RUN cd /usr/local
RUN touch index.html

這裡要特別注意！！

RUN 之間是獨立的，不可透過 cd 指令更改目錄位置！！！

你一定在想...
我在開發一定會需要切面目錄位置
我該怎麼辦呢 ？？

WORKDIR 幫你做到了！！

WORKDIR <Path>

範例：

WORKDIR /usr/share/nginx/html

只需在 WORKDIR 後面加上你要切換的目錄位置即可!!

COPY

COPY <Local_Path> <Container_Path>

範例：

COPY ./web/index.html ./
COPY ./img/NUTC_cloud.png ./img/NUTC_cloud.png

COPY 可以將你本機端的檔案複製到 Container 中！！

如此方便的設計！！

現在我們已經了解基本 Dockerfile 的撰寫了...

其實，指令不只這些...

如果你想了解更多!!

[點我]

Docker Compose

在現代，一個簡單的 App 可能同時包含多個 Service！！

我們該如何快速建置複雜架構的系統？

建置 Docker Compose 環境 (Linux)

$ wget -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.7.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

$ chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

使用下面的 command line 進行建置

注意：
如果您使用的是 docker toolbox 預設已經安裝完成，不需再另外手動建置！！

環境建置完成以後，我們實際執行一個範例！

[docker compose example]

version: '2'
services:
  db:
    build: ./database
    container_name: db
    ports:
      - 3306:3306
  crawler:
    build: ./crawler
    container_name: crawler
  apis:
    build: ./apis
    container_name: apis
    ports:
      - 3000:3000
  web:
    build: ./web
    container_name: web
    ports:
      - 80:80

Docker Compose

您只需要建立一個名為 
docker-compose.yml 的檔案，並將需要建置的 dockerfile 以及對應的 port 填入即可！！

最後，執行它！！

$ docker-compose up -d

可是，您可能會注意到現在所有的服務都是啟動在同一台伺服器上！！

我們該如何將所有的 Containers 分離？

Swarm

Docker 1.12

是否覺得單一節點在服務上，效能不如預期！？

建置 Swarm 叢集

初始化叢集

$ docker swarm init

Swarm initialized: current node (9nh4v53ixfmbh88c876j5372h) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-5l2g5ao35wsdxmj4podjpk7js6ph4pqspwk8em6 ...
    172.16.99.114:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' ...

記得，建置 Swarm 叢集前，需先建置 Docker 1.12 環境，該指令是 1.12 版後新增的功能！！

建置 Swarm 叢集

接著，您可以對新節點使用以下指令，將它變成叢集中的 worker !!

$ docker swarm join \
>     --token SWMTKN-1-5l2g5ao35wsdxmj4podjpk7js6ph4pqspwk8em6y0k...
>     172.16.99.114:2377

This node joined a swarm as a worker.

若看到如上方結果，表示該節點已加入 Swarm 叢集中。

如何查詢叢集上的所有節點！？

$ docker node ls

ID                           HOSTNAME   STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
06pojrqvb32e8pd6xtzi4i6yx *  swarm-m    Ready   Active        Leader
7oiggsh0jw6lsv9pwgzddk1zo    swarm-s-2  Ready   Active
b76hq9s52b0bbwbwg2k8xfse8    swarm-s-1  Ready   Active

標示為 Leader 表示為該叢集的 Manager 節點，並且系統會隨機給予節點亂數 ID。

查詢目前叢集資訊！

$ docker info

Containers: 0
 Running: 0
 Paused: 0
 Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 1.12.1
Storage Driver: aufs
 ...snip...
Swarm: active
 NodeID: 06pojrqvb32e8pd6xtzi4i6yx
 Is Manager: true
 ClusterID: dsqfi3sfj6xb3qdxbukzp45zf
 Managers: 1
 Nodes: 3
 Orchestration:
  Task History Retention Limit: 5
 ...snip...

將節點移除！

$ docker swarm leave

Node left the swarm.

返回 Manager node ，即可看到該節點狀態已變成 Down !!

docker node ls
ID                           HOSTNAME   STATUS  AVAILABILITY  MANAGER STATUS
06pojrqvb32e8pd6xtzi4i6yx *  swarm-m    Ready   Active        Leader
7oiggsh0jw6lsv9pwgzddk1zo    swarm-s-2  Down    Active
b76hq9s52b0bbwbwg2k8xfse8    swarm-s-1  Ready   Active

Docker 介紹與實作

什麼是 Docker ?

Docker ? VM ?

Docker 特性

Docker 基本概念

Docker 基本概念：

Docker Images

Docker Container

Docker Repository

Docker 環境建置

Linux

記得！！！

Windows、OSX

Docker 基本指令

Docker version and info

再次強調！！

Docker pull

Docker images

Docker Run

Docker Ps

Docker ps

Docker Run

Docker Exec

Container 操作

Images 操作

快速刪除的方法!!

常用快速指令 #1

常用快速指令 #2

Try Try It!!

Docker Hub

先註冊一個 Docker Hub 帳號 !!

Docker Hub

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

如何打造一個專屬自己的 Docker Image ?

DockerFile

如何執行 Dockerfile ？

實際演練

讓我們了解 Dockerfile ...

FROM

MAINTAINER

USER

RUN

錯誤的 RUN 用法！！！

WORKDIR 幫你做到了！！

COPY

Docker Compose

建置 Docker Compose 環境 (Linux)

Docker Compose

Swarm

建置 Swarm 叢集

建置 Swarm 叢集

如何查詢叢集上的所有節點！？

查詢目前叢集資訊！

將節點移除！

Docker 介紹與實作

More from James