10张图带你深入理解Docker容器和镜像 高清PDF 学习docker原理

在学习docker的过程中，容易对镜像和容器之间的概念进行混淆。这个资料就深入docker实现原理，帮助同学打通任督二脉，从此对docker的学习游刃有余

docker技术文档-v1.0.pdf

1 DOCKER 简介 ...................................................................................................................................................3 1.1 概述............................................................................................................................................................3 1.2 架构............................................................................................................................................................3 1.3 DOCKER 的优势 ..............................................................................................................................................4 2 DOCKER 的核心概念 .......................................................................................................................................6 2.1 DOCKER 镜像 ..................................................................................................................................................6 2.2 DOCKER 容器 ..................................................................................................................................................6 2.3 DOCKER 仓库 ..................................................................................................................................................6 3 DOCKER 的安装 ...............................................................................................................................................7 3.1 DOCKER 服务的常用操作...............................................................................................................................8 4 镜像的操作........................................................................................................................................................10 4.1 登陆登出镜像仓库 ..................................................................................................................................10 4.2 获取镜像 ..................................................................................................................................................10 4.3 查看镜像 ..................................................................................................................................................11 4.4 搜寻镜像 ..................................................................................................................................................12 4.5 删除镜像 ..................................................................................................................................................13 4.6 创建镜像 ..................................................................................................................................................14 4.6.1 基于已有镜像的容器创建 .................................................................................................................14 4.6.2 基于本地模板导入 .............................................................................................................................14 4.6.3 Dockerfile 创建镜像............................................................................................................................15 4.7 导出和载入镜像 ......................................................................................................................................22 4.7.1 导出镜像 .............................................................................................................................................22 4.7.2 导入镜像 .............................................................................................................................................22 4.8 上传镜像 ..................................................................................................................................................24 5 容器的操作........................................................................................................................................................25 5.1 创建容器 ..................................................................................................................................................25 5.1.1 创建一个新的容器但不启动它..........................................................................................................25 5.1.2 创建一个新的容器并运行一个命令..................................................................................................25 5.2 启动/终止/重启容器................................................................................................................................26 5.2.1 启动容器 .............................................................................................................................................26深圳智慧园区信息技术有限公司 2 5.2.2 终止容器 .............................................................................................................................................27 5.2.3 重启容器 .............................................................................................................................................27 5.3 进入容器 ..................................................................................................................................................28 5.4 删除容器 ..................................................................................................................................................29 5.5 暂停/恢复容器中的所有进程 .................................................................................................................29 5.6 获取容器/镜像的元数据 .........................................................................................................................30 5.7 在运行的容器中执行命令 ......................................................................................................................31 5.8 获取容器日志 ..........................................................................................................................................32 5.9 查看容器中运行的进程信息 ..................................................................................................................33 5.10 检查容器里文件结构的更改 ..................................................................................................................34 5.11 打印指定时间内的容器的实时系统事件 ..............................................................................................35 5.12 列出指定的容器的端口映射 ..................................................................................................................36 5.13 容器与主机之间的数据拷贝 ..................................................................................................................37 5.14 导入和导出容器 ......................................................................................................................................37 5.14.1 导出容器.........................................................................................................................................37 5.14.2 导入容器.........................................................................................................................................38 6 仓库的操作........................................................................................................................................................39 6.1 创建仓库 ..................................................................................................................................................39 6.2 使用仓库 ..................................................................................................................................................39 7 数据管理 ...........................................................................................................................................................44 数据卷 ....................................................................................................................................................................44 8 网络基础配置....................................................................................................................................................45 端口映射实现访问容器.........................................................................................................................................45 9 使用 DOCKER 部署总驾驶舱项目 ................................................................................................................46 9.1 TOMCAT 镜像的制作 ....................................................................................................................................46 9.2 镜像的导出与导入 ..................................................................................................................................48 9.3 DNSMASQ 安装与配置............................................................................................................................50 9.4 总驾驶舱项目的发布 ..............................................................................................................................51 9.5 DOCKER 容器管理常用操作.........................................................................................................................53 附录.............................................................................................................................................................................55

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Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的 Linux或Windows 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。

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通过讲解 Docker 使用到的各种底层技术，例如Namespace、Cgroups等来自己一步步动手完成一个简单版本的Docker。在自己动手的过程中，从而对Docker 这个技术有一个整体、细致的了解。能够明白Docker 的原理以及结构，从而加深对目前炽手可热的Docker 技术的理解，方便解决工作中使用Docker 遇到的各种问题。 本书在详细分析Docker所依赖的技术栈的基础上，一步一步地通过代码实例，让读者可以自己循序渐进地用Go语言构建出一个容器的引擎。不同于其他Docker原理介绍或代码剖析的书籍，本书旨在提供给读者一条动手路线，一步一步地实现Docker的隔离性，构建Docker的镜像、容器的生命周期及Docker的网络等。本书涉及的代码都托管在GitHub上，读者可以对照书中的步骤从代码层面学习构建流程，从而精通整个容器技术栈。本书也对目前业界容器技术的方向和实现做了简单介绍，以加深读者对容器生态的认识和理解。 本书适合对容器技术已经使用过或有一些了解，希望更深层次掌握容器技术原理和最佳实践的读者。 第1章 容器与开发语言 1 1.1 Docker 1 1.1.1 简介 1 1.1.2 容器和虚拟机比较 2 1.1.3 容器加速开发效率 3 1.1.4 利用容器合作开发 4 1.1.5 利用容器快速扩容 4 1.1.6 安装使用Docker 4 1.2 Go 5 1.2.1 描述 5 1.2.2 安装Go 6 1.2.3 配置GOPATH 6 1.3 小结 7 第2章 基础技术 8 2.1 Linux Namespace 介绍 8 2.1.1 概念 8 2.1.2 UTS Namespace 10 2.1.3 IPC Namespace 11 2.1.4 PID Namespace 13 2.1.5 Mount Namespace 14 2.1.6 User Namespace 16 2.1.7 Network Namespace 18 2.2 Linux Cgroups 介绍 20 2.2.1 什么是Linux Cgroups 20 2.2.2 Docker 是如何使用Cgroups 的 24 2.2.3 用Go 语言实现通过cgroup 限制容器的资源 25 2.3 Union File System 26 2.3.1 什么是Union File System 26 2.3.2 AUFS 27 2.3.3 Docker 是如何使用AUFS 的 27 2.3.4 自己动手写AUFS 34 2.4 小结 37 第3章 构造容器 38 3.1 构造实现run 命令版本的容器 38 3.1.1 Linux proc 文件系统介绍 38 3.1.2 实现 run 命令 39 3.2 增加容器资源限制 45 3.2.1 定义Cgroups 的数据结构 45 3.2.2 在启动容器时增加资源限制的配置 51 3.3 增加管道及环境变量识别 53 3.4 小结 58 第4章 构造镜像 59 4.1 使用busybox 创建容器 59 4.1.1 busybox 59 4.1.2 pivot_root 60 4.2 使用AUFS 包装busybox 63 4.3 实现volume 数据卷 67 4.4 实现简单镜像打包 75 4.5 小结 77 第5章 构建容器进阶 78 5.1 实现容器的后台运行 78 5.2 实现查看运行中容器 82 5.2.1 准备数据 82 5.2.2 实现mydocker ps 87 5.3 实现查看容器日志 90 5.4 实现进入容器Namespace 93 5.4.1 setns 94 5.4.2 Cgo 94 5.4.3 实现命令 94 5.5 实现停止容器 100 5.6 实现删除容器 104 5.7 实现通过容器制作镜像 105 5.8 实现容器指定环境变量运行 117 5.8.1 修改runCommand 117 5.8.2 修改Run 函数 117 5.8.3 修改NewParentProcess 函数 118 5.8.4 修改mydocker exec 命令 119 5.9 小结 121 第6章 容器网络 122 6.1 网络虚拟化技术介绍 122 6.1.1 Linux 虚拟网络设备 122 6.1.2 Linux 路由表 124 6.1.3 Linux iptables 126 6.1.4 Go 语言网络库介绍 127 6.2 构建容器网络模型 128 6.2.1 模型 128 6.2.2 调用关系 130 6.3 容器地址分配 137 6.3.1 bitmap 算法介绍 138 6.3.2 数据结构定义 138 6.3.3 地址分配的实现 140 6.3.4 地址释放的实现 142 6.3.5 测试 142 6.4 创建Bridge 网络 144 6.4.1 Bridge Driver Create 实现 144 6.4.2 Bridge Driver 初始化Linux Bridge 流程 144 6.4.3 Bridge Driver Delete 实现 148 6.4.4 测试 148 6.5 在Bridge 网络创建容器 149 6.5.1 挂载容器端点的流程 150 6.5.2 测试 156 6.6 容器跨主机网络 159 6.6.1 跨主机容器网络的IPAM 160 6.6.2 跨主机容器网络通信的常见实现方式 161 6.7 小结 163 第7章 高级实践 164 7.1 使用mydocker 创建一个可访问的nginx 容器 164 7.1.1 获取nginx tar 包 164 7.1.2 构建自己的nginx 镜像 165 7.1.3 运行mynginx 容器 167 7.2 使用mydocker 创建一个flask + redis 的计数器 169 7.2.1 创建redis 容器 169 7.2.2 制作flask 镜像 173 7.2.3 创建myflask 容器 176 7.3 runC 177 7.3.1 简介 177 7.3.2 OCI 标准包（bundle） 177 7.3.3 config.json 178 7.3.4 mounts 178 7.3.5 process 179 7.3.6 user 179 7.3.7 hostname 180 7.3.8 platform 180 7.3.9 钩子（Hook） 181 7.4 runC 创建容器流程 182 7.5 Docker containerd 项目介绍 186 7.5.1 架构 187 7.5.2 特性和路线图 188 7.5.3 containerd 和Docker 之间的关系 188 7.5.4 containerd、OCI 和runC 之间的关系 188 7.5.5 containerd 和容器编排系统的关系 189 7.6 Kubernetes CRI 容器引擎 189 7.6.1 什么是CRI 189 7.6.2 为什么需要CRI 193 7.6.3 为什么CRI 是接口且是基于容器的而不是基于Pod 的 193 7.6.4 如何使用CRI 193 7.6.5 CRI 的目标 194 7.6.6 已知的问题 194 7.7 小结 195

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