从零开始构建docker基础镜像的方法

段子

今年基本已经结束了，我问了很多朋友今年挣钱了没？大多朋友都有挣，而且挣得五花八门：有挣个屁的，有挣个锤子的，有挣个毛的，更有甚者挣个妹的，奢侈之极！最恐怖的是挣个鬼的！有的还可以，挣个球，下午我碰见一朋友，问今年挣了吗？他望着天空喃喃自语：挣个鸟！看吧，只要肯努力，什么都能挣到。

年末将至，忽然发现，从创建开始到现在，整整一年时间，没有写过多少东西。为了留下一点痕迹，也是为了整理一下自己的收获，为17年画上一笔浓郁的色彩。

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：

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

容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势，但功能有所不同，因为容器虚拟化的是操作系统，而不是硬件，因此容器更容易移植，效率也更高。

关于容器：

对于docker做了简单的了解之后，就需要实际去体验一下安装和构建容器，本例使用centos6.5：

1.安装docker相关软件

[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

原文如下：

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：

1. 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
2. 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
3. run 运行命令，如安装软件的相关命令
4. 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。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。