docker（五）——鏡像創建（dockerfile）

目錄

• 一、Docker鏡像的創建
  • 1.1 基於現有鏡像創建
    • 1.1.1 啟動一個鏡像，在容器里修改
    • 1.1.2 將容器里面運行的程序及運行環境打包生成新的鏡像
    • 1.1.3 測試新鏡像
  • 1.2 基於本地模板創建
    • 1.2.1 使用wget命令導入鏡像包
    • 1.2.2 導入鏡像
    • 1.2.3 把鏡像導入到容器中
  • 1.3 基於dockerfile創建
    • 1.3.1 聯合文件系統(UnionFs)
    • 1.3.2 鏡像加載原理（bootfs、rootfs）
    • 1.3.3 Dockerfile
      • 1）概述
      • 2）Dockerfile結構
    • 1.3.4 Docker鏡像結構的分層
    • 1.3.5 Dockerfile操作指令
    • 1.3.6 Dockerfile編寫格式
• 二、Dockerfile案例
  • 2.1 構建apache容器服務
    • 2.1.1 建立工作目錄
    • 2.1.2 編寫Dockerfile
    • 2.1.3 給本地網頁文件添加內容
    • 2.1.4 生成鏡像
    • 2.1.5 新鏡像運行容器
    • 2.1.6 瀏覽器測試
  • 2.2 構建SSH鏡像
  • 2.3 構建systemctl鏡像
  • 2.4 構建nginx
  • 2.5 構建tomcat
  • 2.6 構建mysql

一、Docker鏡像的創建

1.1 基於現有鏡像創建

1.1.1 啟動一個鏡像，在容器里修改

1.docker run -it --name gxd1 centos:7 bash  #先創建一個容器
2.yum install -y net-tools  #安裝網絡工具，能用ifconfig

1.1.2 將容器里面運行的程序及運行環境打包生成新的鏡像

格式：docker commit [選項] 容器id/容器名 倉庫名:標簽

docker commit -m "new image for ifconfig" -a "gxd"  1fbbc9919953 centos:ifconfig

-m:說明信息
-a:作者信息
-p:生成過程中停止容器的運行

docker images
或docker inspect 新鏡像名    #查看鏡像信息

1.1.3 測試新鏡像

1.docker run -it --name gxd2 centos:ifconfig bash  #用新鏡像創建容器
2.ifconfig              #直接能使用ifconfig命令看網卡信息，不用再先yum安裝net-tools

1.2 基於本地模板創建

1.2.1 使用wget命令導入鏡像包

通過導入操作系統模板文件生成新的鏡像
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz

1.2.2 導入鏡像

1.cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:gxd  
2.docker images   

1.2.3 把鏡像導入到容器中

docker run -it --name gxd3 debian:gxd  bash
ls

1.3 基於dockerfile創建

1.3.1 聯合文件系統(UnionFs)

1.UnionFS(聯合文件系統）:Union文件系統(UnionFS)是一種分層、輕量級並且高性能的文件系統，它支持對文件系統的修改作為一次提交來一層層的疊加，同時可以將不同目錄掛載到同一個虛擬文件系統下。AUES、OverlayES及Devicemapper都是一種UnionFS
2.Union文件系統是Docker鏡像的基礎。鏡像可以通過分層來進行繼承，基於基礎鏡像（沒有父鏡像），可以制作各種具體的應用鏡像
3.特性:一次同時加載多個文件系統，但從外面看起來，只能看到一個文件系統，聯合加教會把各層文件系統疊加起來，這樣最終的文件系統會包含所有底層的文件和目錄
4.我們下載的時候看到的一層層的就是聯合文件系統

1.3.2 鏡像加載原理（bootfs、rootfs）

1.Docker的鏡像實際上由一層一層的文件系統組成，這種層級的文件系統是UnionES
2.bootfs主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引導加載kernel，Linux剛啟動時會加載bootfs文件系統
3.在Docker鏡像的最底層是bootfs，這一層與我們典型的Linux./tTnix系統是一樣的，包含boot加載器和內核。當iboot加u載完成之后整個內核就都在內存中了，此時內存的使用權已由bootfs轉交給內核，此時系統也會卸載bootfs
4.rootfs，在bootfs之上。包含的就是典型Linux系統中的/dev,/proc,/bin,/etc等標准目錄和文件。rootfs就是各種不同的操作系統發行版，比如Ubuntu, centos等等
5.我們可以理解成一開始內核里什么都沒有，操作一個命令下載debian，這時就會在內核上面加了一層基礎鏡像;再安裝一個emacs，會在基礎鏡像上疊加一層image;接着再安裝一個apache，又會在images上面再疊加一層image。最后它們看起來就像一個文件系統即容器的rootfs。在Docker的體系里把這些rootfs叫做Docker的鏡像。但是，此時的每一層rootfs都是read-only的，我們此時還不能對其進行操作。當我們創建一個容器，也就是將Docker鏡像進行實例化，系統會在一層或是多層read-only的rootfs之上分配一層空的read-write的rootfs

為什么Docker里的centos的大小才200M?
因為對於精簡的os，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序庫就可以了，因為底層直接用宿主機的kernel，自己只需要提供rootfs就可以了。由此可見對於不同的linux發行版，bootfs基本是一致的，rootfs會有差別，因此不同的發行版可以公用bootfs

1.3.3 Dockerfile

1）概述

1.Docker鏡像是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時准備的一些配置參數(如核名卷、環境變量、用戶等)。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之后也不會被改變
2.鏡像的定制實際上就是定制每一層所添加的配置、文件。如果我們可以把每一層修改、安裝、構建、操作的命令都寫入一個腳本，用這個腳本來構建、定制鏡像，那么鏡像構建透明性的問題、體積的問題就都會解決。這個腳本就是Dockerfile
3.Dockerfile是一個文本文件，其內包含了一條條的指令(Instruction)，每一條指令構建一層，因此每一條指令的內容，就是描述該層應當如何構建。有了pockerfile，當我們需要定制自己額外的需求時，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可，省去了敲命令的麻煩
4.除了手動生成Docker鏡像之外，可以使用nockerfile自動生成鏡像。Dockerfile是由多條的指令組成的文件，其中每條指令對應Linux中的一條命令，Docker程序將讀取Dockerfile中的指令生成指定鏡像

2）Dockerfile結構

大致分為四個部分:
1.基礎鏡像信息
2.維護者信息
3.鏡像操作指令
4.容器啟動時執行指令

Docerfile每行支持一條指令，每條指令可攜帶多個參數,支持使用以"#”號開頭的注釋

1.3.4 Docker鏡像結構的分層

鏡像不是一個單一的文件，而是有多層構成。容器其實是在鏡像的最上面加了一層讀寫層，在運行容器里做的任何文件改動,都會寫到這個讀寫層。
如果刪除了容器，也就刪除了其最上面的讀寫層，文件改動也就丟失了。Docker使用存儲驅動管理鏡像每層內容及可讀寫層的容器層

（1）Dockerfile中的每個指令都會創建一個新的鏡像層
（2）鏡像層將被緩存和復用
（3）當Dockerfile的指令修改了，復制的文件變化了，或者構建鏡像時指定的變量不同了，對應的鏡像層緩存就會失效
（4）某一層的鏡像緩存失效，它之后的鏡像層緩存都會失效
（5）鏡像層是不可變的，如果在某一層中添加一個文件，然后在下一層中刪除它，則鏡像中依然會包含該文件，只是這個文件在Docker容器中不可見了

1.3.5 Dockerfile操作指令

指令	說明
FROM 鏡像	指定新鏡像所基於的鏡像，第一條指令必須為FROM指令，每創建一個鏡像就需要一條FROM指令
MAINTAINER 名字	說明新鏡像的維護人信息
RUN 命令	在所基於的鏡像上執行命令，並提交到新的鏡像中
ENTRYPOINT [“要運行的程序”，“參數1”，“參數2”]	設定容器啟動時第一個運行的命令及其參數。可以通過使用命令docker run --entrypoint來覆蓋鏡像中的ENTRYPOINT指令的命令
CMD [“要運行的程序”，“參數1”，“參數2”]/CDM 要運行的程序 參數1 參數2	指令啟動容器時要運行的命令或者腳本，Dockerfile只能由一條CMD命令，如果指定多條命令，則只能最后一條被執行。如果在docker run時指定了命令或者鏡像中有ENTRYPOINT，那么CDM就會被覆蓋
EXPOSE 端口號	指定新鏡像加載到Docker時要開啟端口
ENV 環境變量 變量值	設置一個環境變量的值，會被后面的RUN使用
ADD 源文件/目錄 目標文件/目錄	將源文件復制到目標文件，源文件要與Dockerfile位於相同的目錄中，或者是一個URL;如果源文件是個壓縮文件，則會自動解壓
COPY 源文件/目錄 目標文件/目錄	將本地主機上的文件/目錄復制到目標地點，源文件/目錄要與Dockerfile在相同目錄中
VOLUME [“目錄”]	在容器中創建一個掛載點
USER 用戶名/UID	指定運行容器時的用戶
WORKDIR 路徑	為后續的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目錄
ONBUILD 命令	指定生成的鏡像作為一個基礎鏡像時所要運行的命令，對用該Dockerfile構建鏡像的容器本身不會產生影響，但是編寫一個新的Dockerfile構建鏡像是基於之前加了onbuild指令的鏡像而創建的容器時，就會造成影響
HEALTHCHECK	健康檢查

1.3.6 Dockerfile編寫格式

1.第一行必須使用FROM指令指明所基於的鏡像名稱
2.之后使用MAINTAINER指令說明維護該鏡像的用戶信息
3.然后是鏡像操作相關指令，如RUN指令。每運行一條指令，都會給基礎鏡像添加新的一層
4.最后使用CMD指令指定啟動容器時要運行的命令操作

二、Dockerfile案例

2.1 構建apache容器服務

2.1.1 建立工作目錄

cd /opt
mkdir apache
cd apache

2.1.2 編寫Dockerfile

vim Dockerfile

FROM centos:7   #基於的基礎鏡像
MAINTAINER this is apache image（gxd）  #鏡像操作指令安裝apache軟件
RUN yum -y install httpd   #運行命令
EXPOSE 80        #開啟80瑞口
ADD index.html /var/www/html/index.html  #復制網站首頁文件
CMD ["/usr/sbin/apachectl","-D","FOREGROUND"]  #在前台執行一直開啟apache服務（pid=1），讓容器一直處於運行中，否則命令失效則容器停止

2.1.3 給本地網頁文件添加內容

echo 'woshiwuyifan' > index.html   #Dockerfile中ADD指令只寫了index.html代表當前的工作目錄

2.1.4 生成鏡像

docker build -t httpd:gxd .  #末尾有“.”代表當前目錄
docker images

2.1.5 新鏡像運行容器

docker run -d -p 43999:80 httpd:gxd 

2.1.6 瀏覽器測試

http://192.168.80.11:43999

2.2 構建SSH鏡像

1.mkdir /opt/sshd
cd /opt/sshd

2.vim Dockerfile

FROM centos:7                        #第一行必須指明基於的基礎鏡像
MAINTAINER this is ssh image <gxd>   #作者信息

#鏡像的操作指令
RUN yum -y install openssh* net-tools lsof telnet passwd
RUN echo '264196' | passwd --stdin root
RUN sed -i 's/UsePAM yes/UsePAM no/g' /etc/ssh/sshd_config						  #不使用PAM認證
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   #生成密鑰認證文件
RUN mkdir -p /root/.ssh && chown root.root /root && chmod 700 /root/.ssh
EXPOSE 22
CMD ["/usr/sbin/sshd" , "-D"]


3.生成鏡像
docker build -t sshd:centos .

4.啟動容器並修改root密碼
docker run -d -P sshd:centos
docker ps -a
ssh localhost -p 49153

2.3 構建systemctl鏡像

1.mkdir /opt/systemctl
cd /opt/systemctl

2.vim Dockerfile

FROM sshd:centos
MAINTAINER this is systemctl image <gxd>
ENV container docker
#除了systemd-tmpfiles-setup.service，刪除其它所有文件
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"]


3.生成鏡像
docker build -t systemctl:centos .

4.啟動容器，並掛載宿主機目錄掛載到容器中，和進行初始化
docker run --privileged -it -v -P /sys/fs/cgroup:/sys/fs/cgroup:ro systemctl:centos 
#--privileged：使container內的root擁有真正的root權限。否則，container內的root只是外部的一個普通用戶權限。

docker ps -a

5.進入容器
docker exec -it fed4ea999b47 bash

systemctl status sshd

方法二：
docker run -d -P --privileged sshd:centos /usr/sbin/init &
前提在dockerfile中把CMD命令注釋掉

2.4 構建nginx

1.mkdir /opt/nginx
cd /opt/nginx/
把nginx-1.12.0.tar.gz安裝包移進來

2.vim Dockerfile

#基於基礎鏡像
FROM centos:7
#用戶信息
MAINTAINER this is nginx image <wl>
#添加環境包
RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#上傳nginx軟件壓縮包，並解壓
ADD nginx-1.12.0.tar.gz /usr/local/src/
#指定工作目錄
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端口
EXPOSE 80
ADD index.html /usr/local/nginx/html/index.html  #寫一個網頁文件來驗證
CMD nginx -g "daemon off;"

3.echo 'woshigutianle' > index.html   #Dockerfile中ADD指令只寫了index.html代表當前的工作目錄

4.創建新鏡像
docker build -t nginx:centos .

5.啟動容器並查看網頁文件
docker run -d -P nginx:centos 
docker ps -a

6.瀏覽器訪問
http://192.168.80.11:49158

2.5 構建tomcat

1.mkdir /opt/tomcat
cd /opt/tomcat
把jdk-8u91-linux-x64.tar.gz和apache-tomcat-8.5.16.tar.gz移動到本目錄

2.vim Dockerfile

FROM centos:7
MAINTAINER this is tomcat image <gxd>
ADD jdk-8u91-linux-x64.tar.gz /usr/local/

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_91
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

3.創建新鏡像
docker build -t tomcat:centos .

4.啟動容器
docker run -d --name tomcat1 -p 6666:8080 tomcat:centos 
docker ps -a

5.瀏覽器訪問
http://192.168.80.11:6666

2.6 構建mysql

1.mkdir /opt/mysql
cd /opt/mysql
把boost_1_59_0.tar.gz和mysql-5.7.17.tar.gz移動到本目錄

2.vim Dockerfile

FROM centos:7
MAINTAINER this is mysql image (gxd)
RUN yum -y install gcc gcc-c++ ncurses ncurses-devel bison cmake make
ADD mysql-5.7.17.tar.gz /opt/
ADD boost_1_59_0.tar.gz /usr/local/
WORKDIR /usr/local/
RUN mv boost_1_59_0 /usr/local/boost/
WORKDIR /opt/mysql-5.7.17/
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_EXTRA_CHARSETS=all \
-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=/usr/local/boost \
-DWITH_SYSTEMD=1 && make -j4 && make install
RUN useradd -M -s /sbin/nologin mysql
ADD my.cnf /etc/
RUN chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/
RUN chown mysql:mysql /etc/my.cnf
ENV PATH /usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib:$PATH
WORKDIR /usr/local/mysql/bin/
RUN ./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
RUN systemctl enable mysqld
CMD ["/usr/sbin/init"]

3.在當前目錄創建mysql配置文件
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

4.創建新鏡像
docker build -t mysqld:centos .

5.啟動容器，並進行初始化
docker run --name=mysqld_server -d -P --privileged mysqld:centos 
docker ps -a

6.進入容器，授權遠程連接mysql並給root權限
docker exec -it bda62faf5de6 /bin/bash

mysql -u root -p
grant all privileges on *.* to 'root'@'%' identified by '264196';
grant all privileges on *.* to 'root'@'localhost' identified by '264196';
flush privileges;

7.在客戶端連接mysql容器
yum install -y mariadb 
mysql -h 192.168.80.11 -u root -P 49154 -p264196