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从零开始构建docker基础镜像

yimo~
2019-04-15 17:17:16

最近在看一本入门级机器学习的书,里面的案例基本上是python实现的,所以想搭建python相关的环境,然后又想偷懒,有一个运行环境,可以轻松安装和编写使用,也可以在其他地方使用,编写工具首选jupyter notebook,当然,在大多数的书中也是比较推荐这个工具,自己之前也使用过,觉得不错。还有个问题就是想在其他地方使用python环境和这个工具,不需要重复安装,此刻,我想到的是docker。之前对docker只是简单的理解,为此,特意学习了一下docker,现做分享。

上图就是docker的图标,这个图标对docker的含义阐释的还是比较全面:小鲸鱼代表的是船,船上的就是集装箱,所有的东西不管是什么,只要装在集装箱中,就可以方便的运输。docker公司的口号是Build,Ship,and Run Any App,Anywhere。docker的本意是码头工人,而在这里说是集装箱的话,比较贴切。所有需要运行的环境和程序,装入docker,然后需要运行的时候,就运行这个特定的docker容器,提供特定的服务。

  docker的通俗解析:点击这里

  刚开始的时候,搞不清楚docker和虚拟机有什么区别,总感觉docker能干的事虚拟机也能,并且在使用的时候,总按照虚拟机的操作思路去做。那docker为什么会出现?

  我在docker的官方网站找到了两张关于虚拟机和容器的区别:

容器 VS 虚拟机

[root@bogon ubuntu-16.04]# rpm -ivh http://dl.Fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm
Retrieving http://dl.Fedoraproject.org/pub/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm
warning: /var/tmp/rpm-tmp.KYucBm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID 0608b895: NOKEY
Preparing...                ########################################### [100%]
   1:epel-release           ########################################### [100%]
[root@bogon ubuntu-16.04]# yum -y install docker-io
Loaded plugins: fastestmirror, refresh-packagekit, security
Loading mirror speeds from cached hostfile
...

Complete!
[root@bogon ubuntu-16.04]# service docker start
Starting cgconfig service:                                 [  OK  ]
Starting docker:                                       [  OK  ]
[root@bogon ubuntu-16.04]# chkconfig docker on
[root@bogon ubuntu-16.04]#

 使用service docker status查看docker服务状态的时候,发现没有启动 docker dead but pid file exists,执行docker相关命令(如docker ps)的时候会出现Cannot connect to the Docker daemon. Is 'docker -d' running on this host?,需要解决这个问题,如下:

[root@bogon ubuntu-16.04]# service docker status
docker dead but pid file exists
[root@bogon ubuntu-16.04]#yum-config-manager --enable public_ol6_latest
Loaded plugins: fastestmirror, refresh-packagekit
[root@bogon ubuntu-16.04]# yum install -y device-mapper-event-libs
Loaded plugins: fastestmirror, refresh-packagekit, security
...

2.构建基础镜像

  在使用docker的时候后,可以通过命令docker pull <镜像名称>从镜像库中获取,但是有时候会出现网络问题或是其他原因,导致无法拉取,在docker中国官网介绍使用通过 Docker 官方镜像加速来解决无法拉取:

您可以使用以下命令直接从该镜像加速地址进行拉取:

$ docker pull registry.docker-cn.com/myname/myrepo:mytag

例如:

$ docker pull registry.docker-cn.com/library/ubuntu:16.04

而在本文中,我使用Dockerfile来构建基础镜像ubuntu 16.04(xenial),其对应的Dockerfile的Github地址为:点击这里,搜索方式为在hub.docker.com中搜索ubuntu,即可看见对应的镜像信息。Dockerfile内容如下:

FROM scratch
ADD ubuntu-xenial-core-cloudimg-amd64-root.tar.gz /

# a few minor docker-specific tweaks
# see https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap
RUN set -xe 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L40-L48
	&& echo '#!/bin/sh' > /usr/sbin/policy-rc.d 
	&& echo 'exit 101' >> /usr/sbin/policy-rc.d 
	&& chmod +x /usr/sbin/policy-rc.d 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L54-L56
	&& dpkg-divert --local --rename --add /sbin/initctl 
	&& cp -a /usr/sbin/policy-rc.d /sbin/initctl 
	&& sed -i 's/^exit.*/exit 0/' /sbin/initctl 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L71-L78
	&& echo 'force-unsafe-io' > /etc/dpkg/dpkg.cfg.d/docker-apt-speedup 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L85-L105
	&& echo 'DPkg::Post-Invoke { "rm -f /var/cache/apt/archives/*.deb /var/cache/apt/archives/partial/*.deb /var/cache/apt/*.bin || true"; };' > /etc/apt/apt.conf.d/docker-clean 
	&& echo 'APT::Update::Post-Invoke { "rm -f /var/cache/apt/archives/*.deb /var/cache/apt/archives/partial/*.deb /var/cache/apt/*.bin || true"; };' >> /etc/apt/apt.conf.d/docker-clean 
	&& echo 'Dir::Cache::pkgcache ""; Dir::Cache::srcpkgcache "";' >> /etc/apt/apt.conf.d/docker-clean 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L109-L115
	&& echo 'Acquire::Languages "none";' > /etc/apt/apt.conf.d/docker-no-languages 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L118-L130
	&& echo 'Acquire::GzipIndexes "true"; Acquire::CompressionTypes::Order:: "gz";' > /etc/apt/apt.conf.d/docker-gzip-indexes 
	
# https://github.com/docker/docker/blob/9a9fc01af8fb5d98b8eec0740716226fadb3735c/contrib/mkimage/debootstrap#L134-L151
	&& echo 'Apt::AutoRemove::SuggestsImportant "false";' > /etc/apt/apt.conf.d/docker-autoremove-suggests

# delete all the apt list files since they're big and get stale quickly
RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*
# this forces "apt-get update" in dependent images, which is also good

# enable the universe
RUN sed -i 's/^#s*(deb.*universe)$/1/g' /etc/apt/sources.list

# make systemd-detect-virt return "docker"
# See: https://github.com/systemd/systemd/blob/aa0c34279ee40bce2f9681b496922dedbadfca19/src/basic/virt.c#L434
RUN mkdir -p /run/systemd && echo 'docker' > /run/systemd/container

# overwrite this with 'CMD []' in a dependent Dockerfile
CMD ["/bin/bash"]

现在对Dockerfile中的相关命令解释一下:

    • FROM 指的是依赖的基础镜像,如scratch表示的是空白的,从零开始的。依赖的镜像可以是本地的,也可以是远程库的
    • ADD 指的是添加本地文件到镜像中,如果遇到linux可解压格式文件,会自动解压,这就是为什么整个文件中没有对tar.gz进行显式解压
    • RUN 运行命令,如安装软件的相关命令
    • CMD 设置启动Container时默认执行的命令,这个可以在启动容器时覆盖

  目前,这个Dockerfile中涉及的命令就这几个,其他等以后遇到再进行说明。解释完毕,开始构建:

[root@bogon ubuntu-16.04]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
[root@bogon ubuntu-16.04]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
[root@bogon ubuntu-16.04]# pwd
/home/ml/ubuntu-16.04
[root@bogon ubuntu-16.04]# ll -h
total 40M
-rw-rw-r--. 1 ml ml 2.8K Dec 19 12:37 Dockerfile
-rw-rw-r--. 1 ml ml  40M Dec 19 12:39 ubuntu-xenial-core-cloudimg-amd64-root.tar.gz
[root@bogon ubuntu-16.04]# 
[root@bogon ubuntu-16.04]# docker build -t ubuntu:16.04 .
Sending build context to Docker daemon 41.94 MB
Sending build context to Docker daemon 
Step 0 : FROM scratch
 ---> 
Step 1 : ADD ubuntu-xenial-core-cloudimg-amd64-root.tar.gz /
 ---> 537c2f6dd023
Removing intermediate container dee7679a7ee2
Step 2 : RUN set -xe && echo '#!/bin/sh' > /usr/sbin/policy-rc.d && 
echo 'exit 101' >> /usr/sbin/policy-rc.d && chmod +x /usr/sbin/policy-rc.d && 
dpkg-divert --local --rename --add /sbin/initctl && cp -a /usr/sbin/policy-rc.d /sbin/initctl     && sed -i 's/^exit.*/exit 0/' /sbin/initctl  && 
 ...---> Running in 41d719b68981
+ echo #!/bin/sh
+ echo exit 101
+ chmod +x /usr/sbin/policy-rc.d
+ dpkg-divert --local --rename --add /sbin/initctl
Adding 'local diversion of /sbin/initctl to /sbin/initctl.distrib'
+ cp -a /usr/sbin/policy-rc.d /sbin/initctl
+ sed -i s/^exit.*/exit 0/ /sbin/initctl
+ echo force-unsafe-io
+ echo DPkg::Post-Invoke { "rm -f /var/cache/apt/archives/*.deb /var/cache/apt/archives/partial/*.deb /var/cache/apt/*.bin || true"; };
+ echo APT::Update::Post-Invoke { "rm -f /var/cache/apt/archives/*.deb /var/cache/apt/archives/partial/*.deb /var/cache/apt/*.bin || true"; };
+ echo Dir::Cache::pkgcache ""; Dir::Cache::srcpkgcache "";
+ echo Acquire::Languages "none";
+ echo Acquire::GzipIndexes "true"; Acquire::CompressionTypes::Order:: "gz";
+ echo Apt::AutoRemove::SuggestsImportant "false";
 ---> c49bdbf61888
Removing intermediate container 41d719b68981
Step 3 : RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*
 ---> Running in 6389964016a2
 ---> 4508181f7442
Removing intermediate container 6389964016a2
Step 4 : RUN sed -i 's/^#s*(deb.*universe)$/1/g' /etc/apt/sources.list
 ---> Running in cbed2b28c988
 ---> 8eed06df8f19
Removing intermediate container cbed2b28c988
Step 5 : RUN mkdir -p /run/systemd && echo 'docker' > /run/systemd/container
 ---> Running in aff40dbc6e05
 ---> 19c96e7912a4
Removing intermediate container aff40dbc6e05
Step 6 : CMD /bin/bash
 ---> Running in 2469ee9d7251
 ---> 77e565a65647
Removing intermediate container 2469ee9d7251
Successfully built 77e565a65647
[root@bogon ubuntu-16.04]# docker images 
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
ubuntu              16.04               77e565a65647        33 seconds ago      110.5 MB
[root@bogon ubuntu-16.04]#

从构建日志可以看出,每条命令为一个step,执行完成之后会产生一个id,类似于6389964016a2,其实,这就是镜像的分层,一层层堆积在一起。

  到此,一个ubuntu16.04版的docker镜像构建完成,那么接下来就是运行

3.运行镜像

  使用docker run命令运行:

[root@bogon ubuntu-16.04]# docker run -it ubuntu:16.04
root@5ea0b95e8641:/# cat /etc/issue
Ubuntu 16.04.3 LTS n l

root@5ea0b95e8641:/# ps -ef
UID         PID   PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root          1      0  0 22:47 ?        00:00:00 /bin/bash
root         11      1  0 22:47 ?        00:00:00 ps -ef
root@5ea0b95e8641:/#

其中5ea0b95e8641为当前容器的ID,进入容器查看所有进程,pid为1的时bash,linux不应该时init吗?其实,这就是容器与虚拟机的差别,容器的init进程就是主机上docker服务进程,每个容器只是一个进程而已。其中的参数-it指的是前端打开并分配一个终端,-d为在后台运行,我们试试当前这个可不可以使用-d:

[root@bogon ~]# docker run -d ubuntu:16.04
43ae7ded8e6920b55b8e744b52ffce37b89b25182fcacdc10a5414e6621abff3
[root@bogon ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
[root@bogon ~]# docker run -d ubuntu:16.04 /bin/bash
77f3ec2ebfb3f154772683eeea8ca7e2ba3b7756b1488f5f09818af424e0298e
[root@bogon ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

可以明显的开出来,使用-d后,docker ps查不到任何运行的容器,如果使用-it的话,在别的shell下使用docker ps查看:

[root@bogon ml]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
8341a332c788        ubuntu:16.04        "/bin/bash"         18 seconds ago      Up 18 seconds                           drunk_cori  

可以看到,有容器在运行,因为我们没有退出。由此可以看出,容器其实以进程方式运行,执行完成/bin/bash之后,进程消亡,所以容器也就不存在,如果容器里面是一个tomcat服务,则是另外一种情况了。

基础镜像基本构建完成,后面的环境搭建,都将基于这个镜像构建。

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