虚拟化技术

虚拟化技术是对软件基础设施、操作系统、软件等 IT 资源进行有效的管理，使用户不再受物理资源的限制，提高计算机资源的利用率。虚拟化技术是云计算的基础，例如阿里云的云主机、腾讯云等都应用了虚拟化技术。
虚拟化技术整体上包括两个方面：硬件虚拟化和软件虚拟化，具体分为：网络虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化、服务器虚拟化等，我们平常说的最多的是服务器虚拟化。
服务器虚拟化就是在同一个物理服务器上运行多个虚拟机，让服务器的 cpu、内存、磁盘、I/ O 等硬件设施为每个虚拟机服务，在每个虚拟机中运行不同的软件，虚拟机之间是隔离状态。

服务器虚拟化主要有两种技术：
1、Hypervisor 也叫 VMM（virtual machine monitor）即虚拟机监视器
Hypervisor 是一种将操作系统与硬件抽象分离的方法，实现在宿主机（host machine）上能同时运行多个客户机（guest machine），每个客户机就是一个虚拟机，这些虚拟机高效地分享宿主机的硬件资源。

在服务器（宿主机）上安装操作系统，并安装 hypervisor 虚拟机管理软件，如 VMware、VirtualBox 等，由 hypervisor 管理多个虚拟机，每个虚拟机上需要安装客户操作系统、依赖库、应用软件。

容器化技术

容器技术中 docker 引擎取代了 hypervisor，docker 引擎是运行在住宿操作系统上的一个进程，该进程管理了多个 docker 容器，每个 docker 容器集成了应用软件、依赖库，容器之间相互隔离。

技术对比：

• 资源占用：虚拟机由于是独立的操作系统，占用资源比 docker 多。
• 启动速度: 虚拟机包括操作系统，启动虚拟机相当于启动一个操作系统，容器则不一样，容器中只包括操作系统的内核，启动一个容器实例相当于启动一个进程，容器的启动速度比虚拟机快。
• 体积：容器包括操作系统内核、软件及依赖库，虚拟机不仅包括软件和依赖库还将完整的操作系统打包进去，虚拟机的体积比容器大的多。

docker 简介

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）, 更重要的是容器性能开销极低。

• 1、Docker daemon（Docker 守护进程）：Docker 守护进程是部署在操作系统上，负责支撑 Docker Container 的运行以及本地 Image 的管理。
• 2、Docker client：用户不直接操作 Docker daemon，用户通过 Docker client 访问 Docker，Docker client 提供 pull、run 等操作命令。
• 3、Docker Image：Docker 镜像就是一个只读的模板。例如：一个镜像可以包含一个完整的 ubuntu 操作系统环境，里面仅安装了 Tomcat 或用户需要的其它应用程序。镜像可以用来创建 Docker 容器。Docker 提供了一个很简单的机制来创建镜像或者更新现有的镜像，用户甚至可以直接从其他人那里下载一个已经做好的镜像来直接使用。
• 4、Docker Container：Docker 利用容器来运行应用。容器是从镜像创建的运行实例。它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。打个比方，镜像相当于类，容器相当于对象。
• 5、Docker Registry：Docker 仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式 最大的公开仓库是 Docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载。用户也可以在本地网络内创建一个私有仓库。当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库，这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候，只需要从仓库上 pull 下来就可以了。

docker 安装

Docker 可以运行 MAC、Windows、Centos、DEBIAN、UBUNTU 等操作系统上，提供社区版和企业版，基于 Centos 安装 Docker。Centos6 对 docker 支持的不好，使用 docker 建议升级到 centos7。

1、在 Centos7 上安装 Docker，直接通过 yum 安装即可：

yum install -y docker

完成后查看 docker 版本：docker info 或 docker -v

启动 docker：systemctl start docker

常用命令使用

1. 镜像仓库
1）docker pull : 从镜像仓库中拉取或者更新指定镜像

docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

OPTIONS 说明：

• -a : 拉取所有 tagged 镜像
• –disable-content-trust : 忽略镜像的校验, 默认开启

从 Docker Hub 下载 hello-world 最新版镜像。

2）docker push : 将本地的镜像上传到镜像仓库, 要先登陆到镜像仓库
语法

docker push [OPTIONS] NAME[:TAG]

上传本地镜像 test:v1 到镜像仓库中，docker push test:v1

3）docker search : 从 Docker Hub 查找镜像语法

docker search [OPTIONS] TERM

OPTIONS 说明：

• –automated : 只列出 automated build 类型的镜像；
• –no-trunc : 显示完整的镜像描述；
• -s : 列出收藏数不小于指定值的镜像。

从 Docker Hub 查找所有镜像名包含 java，并且收藏数大于 10 的镜像

2. 本地镜像管理
1）docker images : 列出本地镜像

docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]

OPTIONS 说明：

• -a : 列出本地所有的镜像（含中间映像层，默认情况下，过滤掉中间映像层）
• –digests : 显示镜像的摘要信息
• -f : 显示满足条件的镜像
• –format : 指定返回值的模板文件
• –no-trunc : 显示完整的镜像信息
• -q : 只显示镜像 ID

查看本地镜像列表

2）docker rmi : 删除本地一个或多少镜像。

docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

OPTIONS 说明：

• -f : 强制删除
• –no-prune : 不移除该镜像的过程镜像，默认移除

强制删除本地镜像

删除所有镜像：

docker rmi `docker images -q`

按条件删除镜像

docker rmi `docker images -q | awk '/^<none>/ {print $3}'` // 没有打标签

docker rmi --force `docker images | grep test | awk '{print $3}'` // 镜像名包含关键字，其中 test 为关键字

3）docker tag : 标记本地镜像，将其归入某一仓库。

docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]

将镜像 hello-world:latest 标记为 hello-world:v1 镜像
docker tag hello-world:latest hello-world:v1

4）docker build : 使用 Dockerfile 创建镜像

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

OPTIONS 说明：

• –build-arg=[] : 设置镜像创建时的变量
• -f : 指定要使用的 Dockerfile 路径
• -q : 安静模式，成功后只输出镜像 ID

使用当前目录的 Dockerfile 创建镜像，Dockerfile 内容为：

[root@2 dockerjdk8]# cat Dockerfile 
FROM java:8
ADD docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar /docker-test.jar 
EXPOSE 9000
ENTRYPOINT ["java","-jar","/docker-test.jar"]

docker build -t test-docker .

3. 容器生命周期管理
1）docker run：创建一个新的容器并运行一个命令

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

OPTIONS 说明：

• -d: 后台运行容器，并返回容器 ID
• -i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用
• -t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用
• –name=”nginx-lb”: 为容器指定一个名称
• -e username=”ritchie”: 设置环境变量
• –env-file=[]: 从指定文件读入环境变量
• –expose=[]: 开放一个端口或一组端口

使用镜像 nginx:latest 以 后台模式 启动一个容器, 将容器的 80 端口映射到主机的 80 端口, 主机的目录 /data 映射到容器的 /data。

docker run -d -p 80:80 -v /data:/data nginx:latest

使用镜像 nginx:latest 以 交互模式 启动一个容器, 在容器内执行 /bin/bash 命令。

docker run -it nginx:latest /bin/bash

使用 docker 镜像 nginx:latest 以后台模式启动一个容器, 并将容器命名为 mynginx。
docker run –name mynginx -d nginx:latest

使用镜像 nginx:latest 以后台模式启动一个容器, 并将容器的 80 端口映射到主机随机端口。
docker run -p -d nginx:latest

2）docker start : 启动一个或多少已经被停止的容器
docker stop : 停止一个运行中的容器
docker restart : 重启容器

3）docker rm：删除一个或多少容器

docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

OPTIONS 说明：

• -f : 通过 SIGKILL 信号强制删除一个运行中的容器
• -l : 移除容器间的网络连接，而非容器本身
• -v :-v 删除与容器关联的卷

强制删除所有容器

docker rm -f `docker ps -a -q`

4）docker create：创建一个新的容器但不启动它

docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

使用 docker 镜像 nginx:latest 创建一个容器, 并将容器命名为 nginx-test

5）docker exec：在运行的容器中执行命令

docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

OPTIONS 说明：

• -d : 分离模式: 在后台运行
• -i : 即使没有附加也保持 STDIN 打开
• -t : 分配一个伪终端

在容器 elastic_pasteur 中开启一个交互模式的终端
[root@2 ~]# docker exec -it elastic_pasteur /bin/bash
root@7fee9a910b13:/#

4. 容器操作
1）docker ps : 列出容器

docker ps [OPTIONS]

OPTIONS 说明：

• -a : 显示所有的容器，包括未运行的
• -f : 根据条件过滤显示的内容
• –format : 指定返回值的模板文件
• -l : 显示最近创建的容器
• -n : 列出最近创建的 n 个容器
• –no-trunc : 不截断输出
• -q : 静默模式，只显示容器编号
• -s : 显示总的文件大小

列出所有创建的容器 ID

2）docker inspect : 获取容器 / 镜像的元数据。

docker inspect [OPTIONS] CONTAINER|IMAGE [CONTAINER|IMAGE...]

OPTIONS 说明：

• -f : 指定返回值的模板文件
• -s : 显示总的文件大小
• –type : 为指定类型返回 JSON

获取正在运行的容器 elastic_pasteur 的 IP
docker inspect -f ‘{{.NetworkSettings.IPAddress}}’ elastic_pasteur

3）docker top : 查看容器中运行的进程信息，支持 ps 命令参数

docker top [OPTIONS] CONTAINER 

容器运行时不一定有 /bin/bash 终端来交互执行 top 命令，而且容器还不一定有 top 命令，可以使用 docker top 来实现查看 container 中正在运行的进程。

查看容器 mymysql 的进程信息
docker top elastic_pasteur
查看所有运行容器的进程信息

for i in  `docker ps |grep Up|awk '{print $1}'`;do echo \ &&docker top $i; done

4）docker logs : 获取容器的日志

docker logs [OPTIONS] CONTAINER

OPTIONS 说明：

• -f : 跟踪日志输出
• –since : 显示某个开始时间的所有日志
• -t : 显示时间戳
• –tail : 仅列出最新 N 条容器日志

跟踪查看容器 elastic_pasteur 的日志输出
docker logs -f elastic_pasteur

查看容器 nexus 从 2019 年 10 月 16 日后的最新 10 条日志

docker 安装 Tomcat

1）查找 Docker Hub 上的 tomcat 镜像

docker search tomcat

2）拉取官方的镜像

docker pull tomcat

3）使用 tomcat 镜像运行容器

docker run -d --name tomcat -p 8080:8080 -v $PWD/test:/usr/local/tomcat/webapps/test tomcat

命令说明：

• -p 8080:8080：将容器的 8080 端口映射到主机的 8080 端口
• -v $PWD/test:/usr/local/tomcat/webapps/test：将主机中当前目录下的 test 挂载到容器的 /test

查看 tomcat 日志输出

通过浏览器访问

到此，docker 的简单介绍和使用结束
参考文献：https://www.w3cschool.cn/dock…

虚拟化技术

虚拟化技术是对软件基础设施、操作系统、软件等 IT 资源进行有效的管理，使用户不再受物理资源的限制，提高计算机资源的利用率。虚拟化技术是云计算的基础，例如阿里云的云主机、腾讯云等都应用了虚拟化技术。
虚拟化技术整体上包括两个方面：硬件虚拟化和软件虚拟化，具体分为：网络虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化、服务器虚拟化等，我们平常说的最多的是服务器虚拟化。
服务器虚拟化就是在同一个物理服务器上运行多个虚拟机，让服务器的 cpu、内存、磁盘、I/ O 等硬件设施为每个虚拟机服务，在每个虚拟机中运行不同的软件，虚拟机之间是隔离状态。

服务器虚拟化主要有两种技术：
1、Hypervisor 也叫 VMM（virtual machine monitor）即虚拟机监视器
Hypervisor 是一种将操作系统与硬件抽象分离的方法，实现在宿主机（host machine）上能同时运行多个客户机（guest machine），每个客户机就是一个虚拟机，这些虚拟机高效地分享宿主机的硬件资源。

在服务器（宿主机）上安装操作系统，并安装 hypervisor 虚拟机管理软件，如 VMware、VirtualBox 等，由 hypervisor 管理多个虚拟机，每个虚拟机上需要安装客户操作系统、依赖库、应用软件。

容器化技术

容器技术中 docker 引擎取代了 hypervisor，docker 引擎是运行在住宿操作系统上的一个进程，该进程管理了多个 docker 容器，每个 docker 容器集成了应用软件、依赖库，容器之间相互隔离。

技术对比：

• 资源占用：虚拟机由于是独立的操作系统，占用资源比 docker 多。
• 启动速度: 虚拟机包括操作系统，启动虚拟机相当于启动一个操作系统，容器则不一样，容器中只包括操作系统的内核，启动一个容器实例相当于启动一个进程，容器的启动速度比虚拟机快。
• 体积：容器包括操作系统内核、软件及依赖库，虚拟机不仅包括软件和依赖库还将完整的操作系统打包进去，虚拟机的体积比容器大的多。

docker 简介

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）, 更重要的是容器性能开销极低。

• 1、Docker daemon（Docker 守护进程）：Docker 守护进程是部署在操作系统上，负责支撑 Docker Container 的运行以及本地 Image 的管理。
• 2、Docker client：用户不直接操作 Docker daemon，用户通过 Docker client 访问 Docker，Docker client 提供 pull、run 等操作命令。
• 3、Docker Image：Docker 镜像就是一个只读的模板。例如：一个镜像可以包含一个完整的 ubuntu 操作系统环境，里面仅安装了 Tomcat 或用户需要的其它应用程序。镜像可以用来创建 Docker 容器。Docker 提供了一个很简单的机制来创建镜像或者更新现有的镜像，用户甚至可以直接从其他人那里下载一个已经做好的镜像来直接使用。
• 4、Docker Container：Docker 利用容器来运行应用。容器是从镜像创建的运行实例。它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。打个比方，镜像相当于类，容器相当于对象。
• 5、Docker Registry：Docker 仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式 最大的公开仓库是 Docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载。用户也可以在本地网络内创建一个私有仓库。当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库，这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候，只需要从仓库上 pull 下来就可以了。

docker 安装

Docker 可以运行 MAC、Windows、Centos、DEBIAN、UBUNTU 等操作系统上，提供社区版和企业版，基于 Centos 安装 Docker。Centos6 对 docker 支持的不好，使用 docker 建议升级到 centos7。

1、在 Centos7 上安装 Docker，直接通过 yum 安装即可：

yum install -y docker

完成后查看 docker 版本：docker info 或 docker -v

启动 docker：systemctl start docker

常用命令使用

1. 镜像仓库
1）docker pull : 从镜像仓库中拉取或者更新指定镜像

docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

OPTIONS 说明：

• -a : 拉取所有 tagged 镜像
• –disable-content-trust : 忽略镜像的校验, 默认开启

从 Docker Hub 下载 hello-world 最新版镜像。

2）docker push : 将本地的镜像上传到镜像仓库, 要先登陆到镜像仓库
语法

docker push [OPTIONS] NAME[:TAG]

上传本地镜像 test:v1 到镜像仓库中，docker push test:v1

3）docker search : 从 Docker Hub 查找镜像语法

docker search [OPTIONS] TERM

OPTIONS 说明：

• –automated : 只列出 automated build 类型的镜像；
• –no-trunc : 显示完整的镜像描述；
• -s : 列出收藏数不小于指定值的镜像。

从 Docker Hub 查找所有镜像名包含 java，并且收藏数大于 10 的镜像

2. 本地镜像管理
1）docker images : 列出本地镜像

docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]

OPTIONS 说明：

• -a : 列出本地所有的镜像（含中间映像层，默认情况下，过滤掉中间映像层）
• –digests : 显示镜像的摘要信息
• -f : 显示满足条件的镜像
• –format : 指定返回值的模板文件
• –no-trunc : 显示完整的镜像信息
• -q : 只显示镜像 ID

查看本地镜像列表

2）docker rmi : 删除本地一个或多少镜像。

docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

OPTIONS 说明：

• -f : 强制删除
• –no-prune : 不移除该镜像的过程镜像，默认移除

强制删除本地镜像

删除所有镜像：

docker rmi `docker images -q`

按条件删除镜像

docker rmi `docker images -q | awk '/^<none>/ {print $3}'` // 没有打标签

docker rmi --force `docker images | grep test | awk '{print $3}'` // 镜像名包含关键字，其中 test 为关键字

3）docker tag : 标记本地镜像，将其归入某一仓库。

docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]

将镜像 hello-world:latest 标记为 hello-world:v1 镜像
docker tag hello-world:latest hello-world:v1

4）docker build : 使用 Dockerfile 创建镜像

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

OPTIONS 说明：

• –build-arg=[] : 设置镜像创建时的变量
• -f : 指定要使用的 Dockerfile 路径
• -q : 安静模式，成功后只输出镜像 ID

使用当前目录的 Dockerfile 创建镜像，Dockerfile 内容为：

[root@2 dockerjdk8]# cat Dockerfile 
FROM java:8
ADD docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar /docker-test.jar 
EXPOSE 9000
ENTRYPOINT ["java","-jar","/docker-test.jar"]

docker build -t test-docker .

3. 容器生命周期管理
1）docker run：创建一个新的容器并运行一个命令

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

OPTIONS 说明：

• -d: 后台运行容器，并返回容器 ID
• -i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用
• -t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用
• –name=”nginx-lb”: 为容器指定一个名称
• -e username=”ritchie”: 设置环境变量
• –env-file=[]: 从指定文件读入环境变量
• –expose=[]: 开放一个端口或一组端口

使用镜像 nginx:latest 以 后台模式 启动一个容器, 将容器的 80 端口映射到主机的 80 端口, 主机的目录 /data 映射到容器的 /data。

docker run -d -p 80:80 -v /data:/data nginx:latest

使用镜像 nginx:latest 以 交互模式 启动一个容器, 在容器内执行 /bin/bash 命令。

docker run -it nginx:latest /bin/bash

使用 docker 镜像 nginx:latest 以后台模式启动一个容器, 并将容器命名为 mynginx。
docker run –name mynginx -d nginx:latest

使用镜像 nginx:latest 以后台模式启动一个容器, 并将容器的 80 端口映射到主机随机端口。
docker run -p -d nginx:latest

2）docker start : 启动一个或多少已经被停止的容器
docker stop : 停止一个运行中的容器
docker restart : 重启容器

3）docker rm：删除一个或多少容器

docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

OPTIONS 说明：

• -f : 通过 SIGKILL 信号强制删除一个运行中的容器
• -l : 移除容器间的网络连接，而非容器本身
• -v :-v 删除与容器关联的卷

强制删除所有容器

docker rm -f `docker ps -a -q`

4）docker create：创建一个新的容器但不启动它

docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

使用 docker 镜像 nginx:latest 创建一个容器, 并将容器命名为 nginx-test

5）docker exec：在运行的容器中执行命令

docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

OPTIONS 说明：

• -d : 分离模式: 在后台运行
• -i : 即使没有附加也保持 STDIN 打开
• -t : 分配一个伪终端

在容器 elastic_pasteur 中开启一个交互模式的终端
[root@2 ~]# docker exec -it elastic_pasteur /bin/bash
root@7fee9a910b13:/#

4. 容器操作
1）docker ps : 列出容器

docker ps [OPTIONS]

OPTIONS 说明：

• -a : 显示所有的容器，包括未运行的
• -f : 根据条件过滤显示的内容
• –format : 指定返回值的模板文件
• -l : 显示最近创建的容器
• -n : 列出最近创建的 n 个容器
• –no-trunc : 不截断输出
• -q : 静默模式，只显示容器编号
• -s : 显示总的文件大小

列出所有创建的容器 ID

2）docker inspect : 获取容器 / 镜像的元数据。

docker inspect [OPTIONS] CONTAINER|IMAGE [CONTAINER|IMAGE...]

OPTIONS 说明：

• -f : 指定返回值的模板文件
• -s : 显示总的文件大小
• –type : 为指定类型返回 JSON

获取正在运行的容器 elastic_pasteur 的 IP
docker inspect -f ‘{{.NetworkSettings.IPAddress}}’ elastic_pasteur

3）docker top : 查看容器中运行的进程信息，支持 ps 命令参数

docker top [OPTIONS] CONTAINER 

容器运行时不一定有 /bin/bash 终端来交互执行 top 命令，而且容器还不一定有 top 命令，可以使用 docker top 来实现查看 container 中正在运行的进程。

查看容器 mymysql 的进程信息
docker top elastic_pasteur
查看所有运行容器的进程信息

for i in  `docker ps |grep Up|awk '{print $1}'`;do echo \ &&docker top $i; done

4）docker logs : 获取容器的日志

docker logs [OPTIONS] CONTAINER

OPTIONS 说明：

• -f : 跟踪日志输出
• –since : 显示某个开始时间的所有日志
• -t : 显示时间戳
• –tail : 仅列出最新 N 条容器日志

跟踪查看容器 elastic_pasteur 的日志输出
docker logs -f elastic_pasteur

查看容器 nexus 从 2019 年 10 月 16 日后的最新 10 条日志

docker 安装 Tomcat

1）查找 Docker Hub 上的 tomcat 镜像

docker search tomcat

2）拉取官方的镜像

docker pull tomcat

3）使用 tomcat 镜像运行容器

docker run -d --name tomcat -p 8080:8080 -v $PWD/test:/usr/local/tomcat/webapps/test tomcat

命令说明：

• -p 8080:8080：将容器的 8080 端口映射到主机的 8080 端口
• -v $PWD/test:/usr/local/tomcat/webapps/test：将主机中当前目录下的 test 挂载到容器的 /test

查看 tomcat 日志输出

通过浏览器访问

到此，docker 的简单介绍和使用结束
参考文献：https://www.w3cschool.cn/dock…