Docker数据管理及实例
一、管理方式
管理 Docker 容器中数据主要有两种方式:数据卷（Data Volumes）和数据卷容器(DataVolumes Containers）。
1.数据卷
数据卷是一个供容器使用的特殊目录，位于容器中。可将宿主机的目录挂载到数据卷上，对数据卷的修改操作立刻可见，并且更新数据不会影响镜像，从而实现数据在宿主机与容器之间的迁移。数据卷的使用类似于Linux 下对目录进行的 mount操作。
docker pull centos:7
#宿主机目录/var/www挂载到容器中的/data1。
注意:宿主机本地目录的路径必须是使用绝对路径。如果路径不存在，Docker会自动创建相应的路径。
docker run -it --name test1 -v /var/www:/data1 centos:7 /bin/bash #-v选项可以在容器内创建数据卷
ls
echo " this is kk" > data1/abc.txt
exit
#返回宿主机进行查看
cat /var/www /abc.txt
2.数据卷容器
如果需要在容器之间共享一些数据，最简单的方法就是使用数据卷容器。数据卷容器是一个普通的容器，专门提供数据卷给其他容器挂载使用。
#创建一个容器作为数据卷容器
docker run -it --name test2 -v /data1 -v /data2 centos:7 /bin/bash
echo "this is t1" > /data1/abc.txt
echo "THIS IS t2" > /data2/ABC.txt
exit
#使用--volumes-from来挂载test2容器中的数据卷到新的容器
docker run -it --volumes-from test2 --name test3 centos:7 /bin/bash
cat /data1/abc.txt
cat /data2/ABC.txt
二、容器互联（使用centos镜像）
容器互联是通过容器的名称在容器间建立一条专门的网络通信隧道。
简单点说，就是会在源容器和接收容器之间建立一条隧道，接收容器可以看到源容器指定的信息。
#创建并运行源容器取名web1
docker run -itd --name web1 centos:7 /bin/bash
#创建并运行接收容器取名web2，使用--link选项指定连接容器以实现容器互联
docker run -itd --name web2 --link web1:WEB1 centos:7 /bin/bash #一一link容器名:连接的别名
docker ps -a
#进web2容器， ping web1
docker exec -it web2 /bin/bash
ping web1
三、docker镜像创建
创建的3种方法
（1）基于已有镜像创建
（2）基于本地模板创建
（3）基于Dockerfile创建
1.基于已有镜像创建
格式
命令格式：
docker commit [选项] 容器ID/名称 仓库名称:[标签]
常用选项：
-m：说明信息
-a：作者信息
-p：生成过程中停止容器的运行
举例
docker images
docker create -it centos:7 /bin/bash
docker ps -a
docker commit -m "newcentos7" -a "ZZ" a002d540c9f9 centos7:zz
docker images
2.基于本地模板创建
通过导入操作系统模板文件可以生成镜像
模板下载地址：https://openvz.org/Download/template/precreated
使用wget命令下载镜像
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
导入为镜像
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:test
3.基于 Dockerfile创建
（1）联合文件系统（UnionFS）
UnionFS (联合文件系统)：Union文件系统(UnionFS)是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。AUES、OberlayFS 及 Devicemapper 都是一种UnionFS。
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（没有父镜像)，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底层的文件和目录
我们下载的时候看到的一层层的就是联合文件系统。
（2）镜像加载原理
Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统就是UnionFS。
bootfs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在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。
rootfs，在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev,/proc, /bin, /letc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu,Centos等等。
我们可以理解成一开始内核里什么都没有，操作一个命令下载debian，这时就会在内核上面加了一层基础镜像;再安装一个emacs，会在基础镜像上叠加一层image，接着再安装一个apache，又会在images上面再叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs。
（3）Docker里的centos的大小为200M的原因
因为对于精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用宿主机的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会有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs。
（4）Dockerfile概述
Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。
Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可,省去了敲命令的麻烦。
除了手动生成Docker镜像之外，可以使用Dockerfile自动生成镜像。Dockerfile是由多条的指令组成的文件，其中每条指令对应Linux中的一条命令，Docker程序将读取Dockerfile 中的指令生成指定镜像。
Dockerfile结构大致分为四个部分:基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。Dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，支持使用以"#”号开头的注释。
四、Docker 镜像结构的分层
镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。
容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。
（1）Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层
（2）镜像层将被缓存和复用
（3）当Dockerfile 的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了，对应的镜像层缓存就会失效
（4）某一层的镜像缓存失效，它之后的镜像层缓存都会失效
（5）镜像层是不可变的，如果在某一层中添加一个文件，然后在下一层中删除它，则镜像中依然会包含该文件，只是这个文件在Docker容器中不可见了
五、Dockerfile 操作常用指令
格式要求
（1）第一行必须使用 FROM指令指明所基于的镜像名称。
（2）之后使用 MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息。
（3）然后是镜像操作相关指令，如 RUN 指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
（4）最后使用 CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。
1.FROM 镜像
指定新镜像所基于的镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条 FROM指令
2.MAINTAINER 名字
说明新镜像的维护人信息
3.RUN 命令
在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中
4.ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”,“参数2”]
设定容器启动时第一个运行的命令及其参数。
可以通过使用命令docker run --entrypoint来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。
5.CMD [“要运行的程序”,“参数1”，“参数2”]
上面的是exec形式，shell形式:CMD 命令 参数1 参数2
启动容器时默认执行的命令或者脚本，**Dockerfile只能有一条CMD命令。如果指定多条命令，只执行最后一条命令。**如果在docker run时指定了命令或者镜像中有ENTRYPOINT，那么cmd就会被覆盖。
CMD 可以为ENTRYPOINT指令提供默认参数
6.EXPOSE 端口号
指定新镜像加载到 Docker 时要开启的端口
7.ENV 环境变量 变量值
设置一个环境变量的值,会被后面的RUN使用
8.ADD 源文件/目录 目标文件/目录
将源文件复制到镜像中，源文件要与Dockerfile位于相同目录中，或者是一个URL
注意事项:
（1）如果源路径是个文件，且目标路径是以 / 结尾，则docker会把目标路径当作一个目录，会把源文件拷贝到该日录下。如果目标路径不存在,则会自动创建目标路径。
（2）如果源路径是个文件，且目标路径不是以 / 结尾，则docker会把目标路径当作一个文件。
如果目标路径不存在，会以目标路径为名创建一个文件，内容同源文件;
如果目标文件是个存在的文件，会用源文件覆盖它，当然只是内容覆盖，文件名还是目标文件名。
如果目标文件实际是个存在的目录，则会源文件拷贝到该目录下。注意，这种情况下，最好显示的以 / 结尾，以避免混淆。
（3）如果源路径是个目录，且目标路径不存在，则docker会自动以目标路径创建一个目录，把源路径目录下的文件拷贝进来。
如果目标路径是个已经存在的目录，则docker会把源路径目录下的文件拷贝到该目录下。
（4）如果源文件是个归档文件（压缩文件），则docker会自动帮解压。
URL下载和解压特性不能一起使用。任何压缩文件通过URL拷贝，都不会自动解压。
9.COPY 源文件/目录 目标文件/目录
只复制本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile 在相同的目录中
10. VOLUME [“目录”]
在容器中创建一个挂载点
11.USER 用户名/UID
指定运行容器时的用户
12.WORKDIR 路径
为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录
13.ONBUILD 命令
指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令。
当在一个Dockerfile文件中加上ONBUILED指令，该指令对利用该Dockerfile构建镜像（比如为A镜像）不会产生实质性影响。
但是当编写一个新的Dockerfile文件来基于A镜像构建一个镜像（比如为B镜像)时，这时构造A镜像的Dockerfile文件中的ONBOIID指令就生效了，在构建B镜像的过程中，首先会执行ONBUIID指令指定的指令，然后才会执行其它指令。
14.HEALTHCHECK
健康检查
六、构建Apache镜像
建立工作目录
mkdir /opt/apache
cd /opt/apache
vim Dockerfile
#基于的基础镜像
FROM centos:7
#维护镜像的用户信息
MAINTAINER this is apache image <zz>
#镜像操作指令安装apache软件
RUN yum -y install httpd
#开启80端口
EXPOSE 80
#复制网站首页文件
ADD index.html /var/www/html/index.html
//方法一:
#将执行脚本复制到镜像中
ADD run.sh /run.sh
RUN chmod 755 /run.sh
#启动容器时执行脚本
CMD ["/run.sh"]
//方法二:
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apachectl"]
CMD ["-D","FOREGROUND"]
准备执行脚本
vim run.sh
# !/bin/bash
rm -rf /run/httpd/* #清理httpd的缓存
exec /usr/sbin/apachectl -D FOREGROUND #指定为前台运行
#因为Docker容器仅在它的1号进程（PID为1)运行时，会保持运行。如果1号进程退出了，Docker容器也就退出了。
#准备网站页面
echo "this is test web" > index.html
#生成镜像
docker build -t httpd:centos . #注意别忘了末尾有"."(当前目录的文件）
#新镜像运行容器
docker run -d -p 1216:80 httpd:centos
#测试
http:/192.168.19.77:1216/
七、构建SSH镜像
mkdir /opt/sshd
cd /opt/sshd
vim Dockerfile
#第一行必须指明基于的基础镜像
FROM centos:7
#作者信息
MAINTAINER this is ssh image <zz>
#镜像的操作指令
RUN yum -y install openssh* net-tools lsof telnet passwd
RUN echo 'abc1234' | passwd --stdin root
RUN sed -i 's/UsePAM yes/UsePAM no/g' /etc/ssh/sshd_config #不使用PAM认证
RUN sed -ri '/^session\s+required\s+pam_loginuid.so/s/^/#/' /etc/pam.d/sshd #取消pam限制
RUN ssh-keygen -t rsa -A #生成密钥认证文件
RUN mkdir -p /root/.ssh && chown root.root /root && chmod 700 /root/.ssh
EXPOSE 22
CMD ["/usr/sbin/sshd" , "-D"] #/usr/sbin/sshd -D 用于前台启动sshd服务
//生成镜像
docker build -t sshd:centos .
//启动容器并修改root密码
docker run -d -P sshd:centos
docker ps -a
ssh localhost -p 49153
八、构建Systemctl镜像
mkdir /opt/systemctl
cd /opt/systemctl
vim Dockerfile
FROM sshd:centos
MAINTAINER this is systemctl image <zz>
ENV container docker
#除了systemd-tmpfiles-setup.service，删除其它所有文件
RUN (cd /lib/systemd/system/sysinit.target.wants/; for i in *; do [ $i == systemd-tmpfiles-setup.service ] || rm -f $i; done); \
rm -f /lib/systemd/system/multi-user.target.wants/*; \
rm -f /etc/systemd/system/*.wants/*; \
rm -f /lib/systemd/system/local-fs.target.wants/*; \
rm -f /lib/systemd/system/sockets.target.wants/*udev*; \
rm -f /lib/systemd/system/sockets.target.wants/*initctl*; \
rm -f /lib/systemd/system/basic.target.wants/*;\
rm -f /lib/systemd/system/anaconda.target.wants/*;
VOLUME [ "/sys/fs/cgroup" ]
#CMD ["/usr/sbin/init"]
//生成镜像
docker build -t systemd:centos .
//启动容器，并挂载宿主机目录挂载到容器中，和进行初始化
docker run --privileged -it -v /sys/fs/cgroup:/sys/fs/cgroup:ro systemd:centos /sbin/init &
#--privileged：使container内的root拥有真正的root权限。否则，container内的root只是外部的一个普通用户权限。
docker ps -a
//进入容器
docker exec -it b59228791733 bash
systemctl status sshd
方法二：
docker run -d -P --privileged sshd:centos /usr/sbin/init &
九、构建nginx镜像
mkdir /opt/nginx
cd /opt/nginx/
上传压缩包 nginx-1.12.0.tar.gz
ls
vim Dockerfile
#基于基础镜像
FROM centos:7
#用户信息
MAINTAINER this is nginx image <zz>
#添加环境包
RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#上传nginx软件压缩包，并解压
ADD nginx-1.12.0.tar.gz /usr/local/src/
#指定工作目录
WORKDIR /usr/local/src/nginx-1.12.0
RUN ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module && make && make install
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
#指定http和https端口
EXPOSE 80
EXPOSE 443
RUN echo "daemon off;" >> /usr/local/nginx/conf/nginx.conf #关闭 nginx 在后台运行
#添加宿主机中run.sh到容器中
ADD run.sh /run.sh
RUN chmod 755 /run.sh
CMD ["/run.sh"]
vim run.sh
#!/bin/bash
/usr/local/nginx/sbin/nginx
//创建新镜像
docker build -t nginx:centos .
docker run -d -P nginx:centos
docker ps -a
http://192.168.19.77:49155
十、构建tomcat镜像
mkdir /opt/tomcat
cd /opt/tomcat
上传压缩包 apache-tomcat-8.5.16.tar.gz 和 jdk-8u91-linux-x64.tar.gz
ls
vim Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER this is tomcat image <zz>
ADD jdk-8u91-linux-x64.tar.gz /usr/local/
WORKDIR /usr/local/
RUN mv jdk1.8.0_91 /usr/local/java
ENV JAVA_HOME /usr/local/java
ENV JRE_HOME ${JAVA_HOME}/jre
ENV CLASSPATH .:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH
ADD apache-tomcat-8.5.16.tar.gz /usr/local/
WORKDIR /usr/local/
RUN mv apache-tomcat-8.5.16 /usr/local/tomcat
EXPOSE 8080
#CMD ["/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh","run"]
ENTRYPOINT ["/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh","run"]
//创建新镜像
docker build -t tomcat:centos .
docker run -d --name tomcat1 -p 1222:8080 tomcat:centos
http://192.168.19.77:1222
十一、构建mysql镜像
mkdir /opt/mysqld
cd /opt/mysqld
上传压缩包 mysql-boost-5.7.20.tar.gz
ls
vim Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER this is mysql image <zz>
RUN yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin mysql
ADD mysql-boost-5.7.20.tar.gz /usr/local/src/
WORKDIR /usr/local/src/mysql-5.7.20/
RUN cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
-DSYSCONFDIR=/etc \
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8 \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_ARCHIVE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DWITH_PERFSCHEMA_STORAGE_ENGINE=1 \
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
-DWITH_BOOST=boost \
-DWITH_SYSTEMD=1 && make && make install
RUN chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
RUN rm -rf /etc/my.cnf
ADD my.cnf /etc/
RUN chown mysql:mysql /etc/my.cnf
ENV PATH=/usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib:$PATH
WORKDIR /usr/local/mysql/
RUN bin/mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data
RUN cp /usr/local/mysql/usr/lib/systemd/system/mysqld.service /usr/lib/systemd/system/
EXPOSE 3306
ADD run.sh /usr/local/src
RUN chmod 755 /usr/local/src/run.sh
RUN sh /usr/local/src/run.sh
#CMD ["/usr/sbin/init"]
vim my.cnf
[client]
port = 3306
default-character-set=utf8
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
[mysql]
port = 3306
default-character-set=utf8
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
[mysqld]
user = mysql
basedir = /usr/local/mysql
datadir = /usr/local/mysql/data
port = 3306
character_set_server=utf8
pid-file = /usr/local/mysql/mysqld.pid
socket = /usr/local/mysql/mysql.sock
server-id = 1
sql_mode=NO_ENGINE_SUBSTITUTION,STRICT_TRANS_TABLES,NO_AUTO_CREATE_USER,NO_AUTO_VALUE_ON_ZERO,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,PIPES_AS_CONCAT,ANSI_QUOTES
vim run.sh
#!/bin/bash
/usr/local/mysql/bin/mysqld
systemctl enable mysqld
#创建新镜像
docker build -t mysql:centos .
#启动容器，并进行初始化
docker run --name=mysql_server -d -P --privileged mysql:centos /usr/sbin/init &
#进容器给权限
docker ps -a
#进入容器，授权远程连接 mysql
docker exec -it 容器ID /bin/bash
mysql -u root -p
grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by 'abc123';
grant all privileges on *.* to 'root'@'localhost' identified by 'abc123';
flush privileges;
#在客户端连接mysql容器
mysql -h 192.168.19.77 -u root -P 49153 -pabc123