虚拟化技术—Docker容器

虚拟化技术—Docker容器

zys91 453 2022-03-29

Docker 环境搭建及镜像制作

实验目的及要求

  1. Ubuntu 下使用 Docker 创建 Ubuntu 的镜像，并以此为基础镜像创建新的容器镜像
  2. 通过 Docker hub 构建一个容器实例
  3. 注意查看容器镜像各层次的构成
  4. 在构建好的容器实例安装任意软件 使用 Docker commit 和 Dockerfile 分别构建镜像
  5. 比较 docker build 和 docker commit 创建镜像的区别
  6. 比较虚拟机和容器的镜像大小 、启动速度等方面的区别

实验环境

宿主机配置为 Intel® Core™ i7-8700 CPU @ 3.20GHz，8G Mem，1T HDD，Intel VT 硬件虚拟化已开启

真实系统为 Ubuntu 20.04.1 x64 （Linux version 5.13.0-39-generic）

实验步骤

第一步：安装 Docker 环境所需的依赖包

sudo apt-get update
sudo apt-get install \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg \
    lsb-release
  • 更新 apt 软件包索引并安装软件包以允许 apt 通过 HTTPS 使用存储库

第二步：添加 GPG 证书秘钥并验证是否拥有带有指纹的密钥

# 添加GPG证书秘钥并验证是否拥有带有指纹的密钥
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
# 写入软件源信息
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

第三步：安装 docker，并运行 hello-world 容器

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo docker run hello-world
  • containerd.io ：与 OS API 进行交互的守护程序，从本质上将 Docker 与 OS 分离，还为非 Docker 容器管理器提供容器服务
  • docker-ce ： Docker 守护程序， 这是完成所有管理工作的部分
  • docker-ce-cli ：用于控制守护程序的 CLI 工具，如果要控制远程 Docker 守护程序，则可以单独安装它们
  • 注：如果 hello-world 镜像不在本地，则会从镜像仓库下载，然后再执行

docker-helloworld

第四步：从 Docker hub 上下载 ubuntu 20.04 镜像

sudo docker pull ubuntu:20.04

  • 下载过程中注意界面的输出，每个 ID 代表 docker 镜像的一个层

    docker-ubuntu

第五步：使用该镜像运行一个容器，并在该容器中测试任意 linux 命令

sudo docker run -it --name ubuntu ubuntu:20.04 bash
root@a0da3a535881:/# apt-get update
root@a0da3a535881:/# apt-get install inetutils-ping
root@a0da3a535881:/# ping localhost
  • docker run ：创建一个新的容器并运行一个命令
  • -it ：以交互模式运行容器 并为容器重新分配一个伪输入终端
  • –name ubuntu ：为容器指定一个名字
  • 还可以设置 CPU 绑定 、 运行内存等
  • 如果容器已经存在，可以直接使用 exec 命令进入
docker exec -it ubuntu bash

docker-ubuntu-ping

第六步：基于 ubuntu 14.04 基础镜像安装任意软件，并生成新的 docker 镜像

root@a0da3a535881:/# apt-get update
root@a0da3a535881:/# apt-get install openssh-server
root@a0da3a535881:/# exit
sudo docker commit -m "Just installed a new software" -a "zys" ubuntu ubuntu-test1
  • docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]，从已有容器创建一个新的镜像，可以给出镜像名称和标签
  • -m ：提交时的说明文档
  • -a ：提交的镜像作者

第七步：使用 Dockerfile 创建虚拟机

  1. 创建 Dockerfile 文件
mkdir dockerfile
cd dockerfile
touch Dockerfile
  1. 编辑刚刚创建的 Dockerfile
vim Dockerfile
  • Dockerfile 内容具体如下，根据需求修改
# This is a dockerfile writing by {your ID number and your name}
# A brief introduction of this docker image
FROM ubuntu:20.04
MAINTAINER your name <yourname@seu.edu.cn>
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y openssh-server
EXPOSE 22
RUN echo "OpenSSH server installed."
  1. 基于 Dockerfile 创建镜像
sudo docker build -t ubuntu-test2 .
  • docker build [OPTIONS] PATH | URL | - ：用于使用 Dockerfile 创建镜像
  • -f ：指定要使用的 Dockerfile 路径
  • -t ：镜像的名字及标签，通常 name:tag 或者 name 格式
  1. 查看刚刚创建的镜像信息，并比较和 docker commit 所创建镜像的区别
sudo docker images

docker-image

  • docker commit 与 docker build 的对比区别

    • docker commit
      基本上是对“运行”容器的当前状态进行“快照”并将其保存为镜像，这基本上意味着如果“正在运行”的容器正在生成日志文件、更新包或进行文件更改，它们将保存到映像中。每次运行 docker commit 时，都会创建一个新镜像，相当于 git commit 操作，对当前改动打一个包操作。使用 docker commit 意味着所有对镜像的操作都是黑箱操作，生成的镜像也被称为黑箱镜像。另外，镜像所使用的分层存储，每一次修改都会让镜像更加臃肿一次。其优点是操作简单，易上手。

    • docker build
      通过引用脚本（Dockerfile）来创建镜像，效率高且操作透明。对镜像的操作每一步都有记录，步骤清晰，方便后期维护，拓展性更强。但需要熟悉相关文件编写语法，需要一定的基础。

实验小结

通过对Docker容器的学习使用，将其与之前的虚拟机相比，不难发现容器速度明显比虚拟机更快，性能更强，使用更方便。但是容器也有弊端，需要基于宿主机系统内核，基本上就限定于Linux内核，并且上手使用需要一定的成本，不如虚拟机直接虚拟出环境再安装系统来得直观且易操作，但同时性能也会因此大打折扣。

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