Docker学习笔记02---镜像与容器

Docker学习笔记02

狂神B站视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4

Docker镜像讲解

镜像是什么

镜像是一种轻量级，可执行的独立软件，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，他包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行环境、库、环境变量和配置文件。

所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来！

如何得到镜像

• 从远程仓库下载

• 朋友拷贝给你

• 自己制作一个镜像DockerFile

Docker镜像加载原理

UnionFS

我们下载的时候看到的一层层就是这个！

UnionFS(联合文件系统)：Union文件系统（UnionFS）是一种分层，轻量级并且靠性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同的目录挂载到同一个虚拟文件系统下(unite several dirctories into a single virtual filesystem)。Union文件系统是Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有夫镜像），可以制作各种具体的应用镜像。

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有的底层文件和目录。

Docker镜像加载原理

docker的镜像实际上又一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。

bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统,在Docker镜像的最底层是bootfs，这一层与我们典型的Linux/unix系统是一样的，包含boot加载器和内核，当boot加载完成之后整个内核就都是在内存中了，此时内存的使用全以由bootfs转交给内核，此时系统也会加载bootfs。

rootfs（root file system），在bootfs之上，包含的就是典型Linux系统中的/div，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等等。

平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker这里才200M？

对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最近本的命令，工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的Kernel，自己只需要提供rootfs就可以了，由此可见对于不同的Linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差异，因此不同的发行版就可以公用bootfs。

虚拟机是分钟级别的，容器是秒级的

分层理解

分层的镜像

我们可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到是一层一层的在下载

思考:为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢?

最大的好处,我觉得莫过于是资源共享了,比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来,那么宿主机只需要在磁盘上保留一份base镜像,同时内存中也只需要加载一份base镜像,这样就就可以为所有的容器服务了,而且镜像的每一层都可以被共享.

查看镜像的分层的方式可以通过 docker image inspect 命令

 docker image inspect redis:latest

理解:

所有的Docker镜像都起始与一个基础镜像,当进行修改或者增加新的内容的时候,就会在当前镜像层之上,创建新的镜像层

举一个简单的例子,假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像,这就是镜像的第一层;如果在该镜像中添加python包,该镜像当前已经包含3个镜像层,如下图所示(这只是一个用于演示的很简单的例子)

在添加额外的镜像层的同时,镜像始终保持的是当前所有的镜像组合,理解这一点非常重要,下图中举例一个简单的例子,每一个镜像层包含了3个文件,而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件.

上图中的镜像层跟之前图中的略有区别,主要目的是便于展示文件

下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像,在外部看来整个镜像只有6个文件按,这里因为最上层的文件7是文件5的一个更新版本.

这种情况下,上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件.这样就是使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中.

Docker通过存储引擎,(新版本采用快照机制)的方式来实现镜像层栈,并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统

linux上可以用的存储引擎(新版本采用快照机制)的方式来实现镜像层的堆栈,并保证多镜像层对展示为统一的文件系统.

Linux上可用的存储引擎有AUFS.Oevice Mapper,Btrfs以及ZFS.顾名思义,每种存储引擎都是基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术,并且每一种存储引擎都有其独有的性能特点.

Docker在windows上支持Windowsfilter 一种存储引擎,该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和Cow.

下图展示了与系统显示相同的三层镜像,所有镜像层堆叠并合并,对外提供统一的视图.

特点

Docker 镜像都是只读的,当容器启动时,一个新的可写层被加载到镜像的顶层 !

这一层就是我们通常所说的容器层, 容器之下的都叫镜像层 !

如何提交一个自己的镜像

commit镜像

 docker commit　提交容器成为一个新的副本
 ​
 #命令和git原理类似
 docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

实战测试

 #1.启动一个默认的tomcat
 [root@localhost ~]# systemctl start docker
 [root@localhost ~]# docker images
 REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
 hello-world   latest    d1165f221234   13 days ago    13.3kB
 tomcat        latest    040bdb29ab37   2 months ago   649MB
 nginx         latest    f6d0b4767a6c   2 months ago   133MB
 centos        latest    300e315adb2f   3 months ago   209MB
 [root@localhost ~]# docker run -it -p 8080:8080 tomcat          
 #前端界面
 Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
 Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
 Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
 Using JRE_HOME:        /usr/local/openjdk-11
 Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
 Using CATALINA_OPTS:
 #另启一个终端
 [root@localhost ~]# docker ps
 CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED         STATUS         PORTS                    NAMES
 264bb068855e   tomcat    "catalina.sh run"   9 seconds ago   Up 6 seconds   0.0.0.0:8080->8080/tcp   quizzical_panini
 [root@localhost ~]# docker exec -it 264bb068855e /bin/bash
 #2.发现这个默认的tomcat,是没有webapps应用,镜像的原因,官方的镜像默认 webapps下面是没有文件的!
 #3.需要自己拷贝基本的文件
 root@264bb068855e:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps
 root@264bb068855e:/usr/local/tomcat# cd webapps
 root@264bb068855e:/usr/local/tomcat/webapps# ls
 ROOT  docs  examples  host-manager  manager
 ​
 #4.将我们操作过的容器通过commit提交为一个镜像!我们以后就使用我们修改过的镜像即可,这就是我们自己的一个修改的镜像
 [root@localhost ~]# docker ps
 CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED         STATUS         PORTS                    NAMES
 0e8091b58b59   tomcat    "catalina.sh run"   7 seconds ago   Up 2 seconds   0.0.0.0:8080->8080/tcp   clever_haslett
 [root@localhost ~]# docker commit -a="caichuanqi" -m="add webapps app" 0e8091b58b59 tomcat01:1.0
 sha256:cdc47d2d86e79690c86d9699a98379fddf9dae2dce4daaaa5dfc8606bf7fec2d
 [root@localhost ~]# docker images
 REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
 tomcat01      1.0       cdc47d2d86e7   9 seconds ago   649MB
 hello-world   latest    d1165f221234   13 days ago     13.3kB
 tomcat        latest    040bdb29ab37   2 months ago    649MB
 nginx         latest    f6d0b4767a6c   2 months ago    133MB
 centos        latest    300e315adb2f   3 months ago    209MB

学习方式说明:理解概念,但是一定要实践,最后实践和理论相结合一次搞定这个知识

 如果你想要保存当前容器的状态,就可以通过commit 来提交,获得一个镜像,就好比我们以前学习VM时候得快照;

容器数据卷

什么是容器数据卷

docker 的理念回顾

将应用和环境打包成一个镜像！
数据？如果数据都在容器中，那么我们的容器删除，数据就会丢失！需求：数据可以持久化

Mysql，容器删了，删库跑路！需求：MySQL数据可以存储在本地

容器之间可以有一个数据共享的技术！Docker容器中产生的数据，同步到本地！
这就是卷技术！ 目录的挂载，将我们的容器内的目录，挂载在Linux上面！

同步机制！

总结：容器的持久化和同步操作，容器之间也可以数据共享！

使用数据卷

方式1:直接使用命令进行挂载 -v

docker run -it -v

#测试
[root@localhost home]# docker run -it -v /home/ceshi:/home centos /bin/bash
Unable to find image 'centos:latest' locally
latest: Pulling from library/centos
7a0437f04f83: Pull complete
Digest: sha256:5528e8b1b1719d34604c87e11dcd1c0a20bedf46e83b5632cdeac91b8c04efc1
Status: Downloaded newer image for centos:latest
[root@ec7929b6f99c /]#

#新建一个窗口查看 是否挂载成功
[root@localhost ceshi]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED          STATUS          PORTS                                       NAMES
ec7929b6f99c   centos    "/bin/bash"         4 minutes ago    Up 4 minutes                                                kind_kepler
9553c6bad58e   tomcat    "catalina.sh run"   37 minutes ago   Up 37 minutes   0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp   pensive_bose
[root@localhost ceshi]# docker inspect ec7929b6f99c
#启动后可以通过 docker inspect 容器id 查看挂载的详细信息

挂载之后，在本地/home/ceshi中创建的数据会同步到/home中！

systemctl start docker
#1.停止容器
exit
#2.宿主机上修改文件

#3.启动容器
[root@localhost ceshi]# docker ps -a
ec7929b6f99c   centos    "/bin/bash"              18 minutes ago  
[root@localhost ceshi]# docker start ec7929b6f99c
ec7929b6f99c
[root@localhost ceshi]# docker attach ec7929b6f99c
#4.容器内的数据依旧是同步的

好处：我们以后修改只需要在本地修改即可，容器内会自动同步！

实战：安装MySQL

思考：MySQL的数据持久化的问题！

#查询镜像
[root@localhost ceshi]# docker search mysql
#获取镜像
[root@localhost ceshi]# docker pull mysql:5.7
[root@localhost ceshi]# docker images
mysql        5.7       2c9028880e58   4 weeks ago      447MB
#运行容器，需要做数据挂载！
#安装启动mysql，需要配置密码，这点要注意
#官方测试：docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag 

#启动我们的mysql
-d 后台运行
-p 端口映射
-v 卷挂载
-e 环境配置
--name 容器的名字
[root@localhost ceshi]# docker run -d -p 3310:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7

#启动成功之后，我们在本地使用 Navicat 来连接测试一下
#Navicat-连接到服务器3310 --- 3310 和容器内的3306 映射，这个时候我们就可以连接上了！

#在本地创建一个数据库，查看一下我们的映射的路径是否ok！
[root@localhost data]# docker rm -f mysql01
mysql01
[root@localhost data]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
[root@localhost data]# docker ps -a
#删除后本地数据还存在

具名和匿名挂载

#匿名挂载
-v 容器内的路径！

[root@localhost data]# docker run -d -P --name nginx03 -v /etc/nginx nginx

[root@localhost data]# docker volume --help
Usage:  docker volume COMMAND
Manage volumes
Commands:
  create      Create a volume
  inspect     Display detailed information on one or more volumes
  ls          List volumes
  prune       Remove all unused local volumes
  rm          Remove one or more volumes
  #查看所有卷 volume的情况
[root@localhost data]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     6c604de0883f7b2f4f0ae288febd00365910531248c9428e2f1c956a997bf0f7
#这里发现，这种就是匿名挂载，我们在 -v 只写了容器的路径，没有写容器外的路径！

#具名挂载
[root@localhost data]# docker run -d -P --name nginx04 -v juming-nginx:/etc/nginx nginx
e5ddcd7ac0df59dde870675e5bc70df226b56fc135d2eaa22f8b984d7fcd61ff
[root@localhost data]#
[root@localhost data]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     6c604de0883f7b2f4f0ae288febd00365910531248c9428e2f1c956a997bf0f7
local     juming-nginx
#通过 -v 卷名：容器内路径
#查看一下这个卷
[root@localhost data]# docker volume inspect juming-nginx
[
    {
        "CreatedAt": "2021-06-15T16:17:41+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/juming-nginx/_data",
        "Name": "juming-nginx",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

所有的docker容器内的卷，没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes/xxx/_data中！

[root@localhost /]# cd var/lib/docker/
[root@localhost docker]# ls
buildkit  containers  devicemapper  image  network  plugins  runtimes  swarm  tmp  trust  volumes
[root@localhost docker]# cd volumes/
[root@localhost volumes]# ls
6c604de0883f7b2f4f0ae288febd00365910531248c9428e2f1c956a997bf0f7  backingFsBlockDev  juming-nginx  metadata.db
[root@localhost volumes]# cd juming-nginx/
[root@localhost juming-nginx]# ls
_data
[root@localhost juming-nginx]# cd _data/
[root@localhost _data]# ls
conf.d  fastcgi_params  koi-utf  koi-win  mime.types  modules  nginx.conf  scgi_params  uwsgi_params  win-utf
[root@localhost _data]# pwd
/var/lib/docker/volumes/juming-nginx/_data

我们通过具名挂载可以方便的找到我们的一个卷，大多数情况是用的是具名挂载。

#如何确定是具名挂载还是匿名挂载，还是指定路径挂载！
-v 容器内路径  #匿名挂载
-v 卷名：容器内路径  #具名挂载
-v /宿主主机路径：：容器内路径  #指定路径挂载

拓展：

# 通过 -v 容器内路径：ro rw 改变读写权限
ro readonly #只读
rw readerite #可读可写

#一旦设置了容器的权限，容器就对我们挂载出来的内容就有了限定！
docker run -d -P --name nginx04 -v juming-nginx:/etc/nginx:ro nginx
docker run -d -P --name nginx04 -v juming-nginx:/etc/nginx:rw nginx

#ro 只要看到了ro就说明这个路径只能通过宿主机来操作，容器内部是无法操作的

初识Dockerfile

Dockerfile 就是来构建docker镜像的构建文件！命令脚本！

通过这个脚本就可以生成镜像，镜像是一层一层的，脚本也是一个个的命令，没一个命令代表一层！

#创建一个测试目录；
#创建一个dockerfile文件，名字可以随机，建议Dockerfile
#文件中的内容 指令（大写） 参数
[root@localhost /]# cd /home/
[root@localhost home]# ls
ccq  ceshi  mysql
[root@localhost home]# mkdir docker-test-volume
[root@localhost home]# cd docker-test-volume/
[root@localhost docker-test-volume]# ls
[root@localhost docker-test-volume]# vim dockerfile
[root@localhost docker-test-volume]# cat dockerfile
FROM centos

VOLUME ["volume01","volume02"]

CMD echo "---end---"
CMD /bin/bash

#生成一个镜像
[root@localhost docker-test-volume]# docker build -f dockerfile -t caichuanqi/centos:1.0 .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM centos
 ---> 300e315adb2f
Step 2/4 : VOLUME ["volume01","volume02"]
 ---> Running in 83dafc72d7a7
Removing intermediate container 83dafc72d7a7
 ---> c0ce64994f32
Step 3/4 : CMD echo "---end---"
 ---> Running in d329d3ce9040
Removing intermediate container d329d3ce9040
 ---> c42231ffef96
Step 4/4 : CMD /bin/bash
 ---> Running in 0acc76596fe0
Removing intermediate container 0acc76596fe0
 ---> a5591a0e6753
Successfully built a5591a0e6753
Successfully tagged caichuanqi/centos:1.0
[root@localhost docker-test-volume]# docker images
REPOSITORY          TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
caichuanqi/centos   1.0       a5591a0e6753   28 seconds ago   209MB
tomcat02            2.0       7cd74f6ab736   3 hours ago      672MB
#这里的每一个命令，就是镜像的一层

#启动自己写的容器，发现有数据卷目录

这个卷和外部一定有一个同步的目录！

查看一下卷的挂载路径

[root@4f6c8eab4f0a /]# cd volume01
[root@4f6c8eab4f0a volume01]# touch 123.txt

#另起一个终端
[root@localhost /]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                  CREATED             STATUS             PORTS                                     NAMES
4f6c8eab4f0a   a5591a0e6753   "/bin/bash"              12 minutes ago   
[root@localhost /]# docker inspect 4f6c8eab4f0a
[root@localhost /]# cd /var/lib/docker/volumes/3f6c1d092f5cc14f7dfba38a244b6a40b82b6424ab9e686f4bb10aa28c26d647/_data
[root@localhost _data]# ls
123.ttx  123.txt

测试一下刚才的文件是否同步出去了！
这种方式是我们未来使用最多的，因为我们会通常构建自己镜像！

假设构建镜像的时候没有挂载卷，就要手动的镜像挂载 -v 卷名 ：容器内路径！

数据卷容器

多个mysql同步数据!

#测试，可以删除docker01，查看docker02和docker03是否还存在
#测试后依旧可以访问

经常用在：多个mysql进行数据共享！

[root@localhost ceshi]# docker run -d -p 3310:3306 -v /etc/mysql/conf.d -v /var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7

[root@localhost ceshi]# docker run -d -p 3310:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql02 --volumes-form mysql01 mysql:5.7

#这个时候，可以实现两个容器之间数据同步！

结论：

容器之间配置信息的传递，数据卷容器的生命周期一直持续到 没有容器使用为止。

但是一旦你持久化到本地，这个时候，本地的数据是不会被删除的!

小结

#停止docker
systemctl stop docker
#docker0
ip link set dev docker0 down
#删除docker0网桥
brctl delbr docker0
#增加docker0 网桥
brctl addbr docker0
#增加网卡
ip addr add 172.16.10.1/24 dev docker0
#启用网卡
ip link set dev docker0 up
#重启docker服务
systemctl restart docker

systemctl stop docker&& \ systemctl stop docker&& \ ip link set dev docker0 down && \ brctl delbr docker0 && \ brctl addbr docker0 && \ ip addr add 172.16.10.1/24 dev docker0 && \ ip link set dev docker0 up  && \ systemctl restart docker
1）首先需要停止所有的容器
docker stop $(docker ps -a -q)
2）删除所有的容器（只删除单个时把后面的变量改为image id即可）
docker rm $(docker ps -a -q)
3）删除全部的images
docker rmi $(docker images -q)
4)web题目
docker load < web_awd.tar
docker run -d -p 80:80 -p  10021:22 awd
5）pwn题目
docker load < pwn_deploy_chroot_latest.tar
docker run -d -p 10000:10000 -p 10022:22 
6）进入pwn
docker exec -it 264bb068855e /bin/bash


systemctl start docker


apt-get install net-tools
netstat -ntlp|grep 22
sudo apt-get install openssh-server

service ssh start

sudo apt-get install ufw
sudo ufw enable
sudo ufw allow 22

1.启动镜像并做出修改
docker run -it centos /bin/bash

[root@afcaf46e8305 /]#
注意afcaf46e8305是产生的容器ID，前面运行的时候不要-d后台运行了，不然无法进入容器交互执行模式：

安装vim并且退出容器：
yum install -y vim
exit

2.把容器打包成镜像
docker commit afcaf46e8305 centos-vim

3.查看镜像centos-vim
docker images | grep centos-vim
查看镜像的详细信息：
docker inspect centos-vim:afcaf46e8305

4.使用centos-vim这个镜像
docker run -it centos-vim /bin/bash
发现可以直接使用vim了，而不需要重新安装：
vim --version