Docker基礎

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基礎概念

Docker 是一個開源的容器化平臺，它允許開發者和系統管理員打包、分發和運行應用程序，而無需擔心底層基礎設施。Docker 使用 Linux 容器（LXC）技術，但提供了一個更易用的接口和更豐富的功能集。以下是 Docker 的一些關鍵特性和概念：

容器（Container）：容器是 Docker 的核心概念，它是一個輕量級的、可移植的、自給自足的軟件運行環境。容器內包含了運行應用程序所需的所有內容：代碼、運行時、庫、環境變量和配置文件。
鏡像（Image）：Docker 鏡像是一個只讀模板，包含了運行容器所需的所有內容。鏡像可以被看作是容器的藍圖，它們是不可變的，這意味著一旦創建，就不能更改。
倉庫（Repository）：Docker 倉庫是一個集中存儲和分發 Docker 鏡像的地方。
Dockerfile：Dockerfile 是一個文本文件，包含了一系列的指令和參數，用于自動化構建 Docker 鏡像的過程。通過編寫 Dockerfile，你可以定義如何構建你的應用程序的鏡像。

容器共享宿主機的內核，不需要像虛擬機那樣模擬整個操作系統，因此啟動速度快，資源占用少。總結來講，可以把docker當作一個小型的虛擬機。

運行模式

Docker 的運行模式可以分為幾種主要的方式，每種模式適用于不同的使用場景。在筆者的工作之中，應用最為廣泛的是交互模式和后臺模式。

交互模式

交互模式允許你啟動一個容器并與其進行交互，通常是為了調試或手動操作容器內的應用程序。

runoob@runoob:~$ docker run -i -t ubuntu:15.10 /bin/bash
root@0123ce188bd8:/#

各個參數解析：

-t: 在新容器內指定一個偽終端或終端。
-i: 允許你對容器內的標準輸入 (STDIN) 進行交互。

交互模式會進入容器里面

后臺模式

后臺模式使容器在后臺運行，不會占用你的終端。可以通過 docker ps 命令查看運行中的容器。

docker run -itd --name ubuntu-test ubuntu /bin/bash

注：加了 -d 參數默認不會進入容器，想要進入容器需要使用指令 docker exec

如果需要進入容器：

docker exec -it 243c32535da7 /bin/bash

其中243c32535da7為容器ID。

Docker鏡像的制作

Docker鏡像的制作主要包括以下幾個步驟：

拉取鏡像
以某一個鏡像作為基礎鏡像，這里選用的是以centos7操作系統作為基礎鏡像，該鏡像包括cuda工具和cudnn包。

docker pull nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7

測試樣例下載
下載需要的測試樣例，此處以cuda samplers為例，測試樣例位于github里的
/NVIDIA/cuda-samples位置。

啟動容器

docker run -itd --rm --gpus all nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7 /bin/bash

其中的參數解釋如下：

?-it： -i保持容器的標準輸入流，允許你與容器進行交互; -t分配一個偽終端，使容器的終端更易于交互。
?-d：--detach：讓容器在后臺運行，不會占用你的終端。與 -it 配合使用時，容器會在后臺運行，并且你可以通過終端訪問容器。
?--rm：自動刪除容器：當容器停止時，Docker 會自動刪除該容器。這個選項有助于避免容器積累，節省磁盤空間。
?--gpus all：允許容器訪問所有可用的 NVIDIA GPU。這個選項需要在 Docker 運行時和 GPU 驅動程序配置正確，以便容器能夠利用 GPU 進行計算加速。
?nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7：Docker 鏡像的名稱和標簽：指定要使用的 Docker 鏡像。在這個例子中，使用了 NVIDIA 提供的 CUDA 11.7.1 開發環境鏡像，基于 CentOS 7。
?/bin/bash：容器啟動時執行的命令：啟動一個 bash shell，使你可以在容器內進行交互式操作。

將測試樣例cp到容器中

docker cp /home/cuda-samples-11.6 faa9d887f1ee:/home/

封裝鏡像

docker commit -a "jsd" -m "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5" 2316bf9e3674  nvidia/cuda/12.5.1-cudnn-devel-ubuntu20.04/cudasamples:v1.0

參數說明如下：

?-a "jsd"：-a（--author）：指定鏡像的作者信息。這里的 "jsd" 是作者名。
?-m "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5"：?-m?（--message）：為鏡像提交添加注釋。這條信息描述了你對容器所做的修改或鏡像的用途。在這個例子中，注釋為 "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5"，表明這個鏡像包含了 CUDA 12.5.1 以及 CUDA 樣本代碼。
?2316bf9e3674：容器的 ID。你想從這個容器創建新的鏡像。你可以通過 docker ps -a 命令獲取容器 ID。

登陸倉庫

docker login --username=<yourID> <提供鏡像服務的網址>
?
<password>

修改鏡像tag

docker tag <本地鏡像ID> <你的鏡像倉庫地址>
例如：
docker tag 391718087e05 ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

推送鏡像

docker push 鏡像倉庫的地址/倉庫用戶名/倉庫名稱:鏡像標簽
例如：
docker push ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

Docker鏡像的修改

上節討論了Docker鏡像的制作方法以及如何將其推送至鏡像倉庫。這節主要介紹如何在當前現有鏡像中添加新的文件，并且將其保存為新的鏡像。

這是當前鏡像：

***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

這是要添加的內容：

fileA.sh  fileB.sh

具體步驟如下：

創建 Dockerfile：

# 使用現有的鏡像作為基礎鏡像
FROM ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0
?
# 將本地文件復制到鏡像中的指定目錄
# 確保路徑和文件名正確
COPY check_executables.sh  cuda_samples_manager.sh  run_make_in_samples.sh /home/cuda-samples-12.5/

構建鏡像：在包含 Dockerfile 的目錄下打開終端或命令提示符，使用 docker build 命令構建新的鏡像。記得將 [new-tag] 替換為你想要的新標簽名稱。
```
docker build -t ***.com/jsd/cuda-with-samples:v3.0 .
```
注意：在命令的最后，.表示 Dockerfile 在當前目錄。
推送鏡像到阿里云倉庫：構建完成后，使用 docker push 命令將新鏡像推送到阿里云 Docker 倉庫。
```
docker push ***.com/jsd/cuda-with-samples:v3.0
```
驗證新鏡像：使用 docker images 查看本地鏡像列表，確認新鏡像已經創建。你也可以使用 docker pull 命令拉取新鏡像到本地進行測試。

運行新鏡像：使用新鏡像啟動容器，以驗證文件是否正確添加。

docker run -it --name [container-name] ***.com/your-repo/your-image:[新標簽] /bin/bash

Docker常用操作

上述講述了Docker鏡像的制作和修改，下面說明docker常用的操作命令。
在使用Docker鏡像的過程中，除了構建和修改鏡像，還有許多其他相關操作。這些操作涵蓋了鏡像的管理、運行和分發等方面。以下是一些常見的與Docker鏡像操作相關的命令和使用方法：

鏡像管理

列出本地鏡像
列出本地的所有Docker鏡像：
```
docker images
```
刪除鏡像
刪除一個或多個鏡像：
```
docker rmi <image_id_or_name>
```
如果鏡像正在被使用，可以使用 -f 選項強制刪除：
```
docker rmi -f <image_id_or_name>
```
查看鏡像詳細信息
```
docker inspect <image_id_or_name>
```

運行容器

運行容器
從鏡像運行一個新容器：
```
docker run -it --name <container_name> <image_name> /bin/bash
```
- -it：讓容器運行在交互模式，并連接終端。
- --name：指定容器名稱。
后臺運行容器
以后臺模式運行容器（守護模式）：
```
docker run -d --name <container_name> <image_name>
```
運行并暴露端口
運行容器并暴露端口，使其可以被外部訪問：
```
docker run -d -p 8080:80 --name <container_name> <image_name>
```
- -p 8080:80：將主機的8080端口映射到容器的80端口。

鏡像分發

登錄Docker Hub
在推送和拉取鏡像之前，需要先登錄Docker Hub：
```
docker login
```

推送鏡像到Docker Hub
將本地鏡像推送到Docker Hub上：

docker tag <local_image_name> <your_dockerhub_username>/<repository_name>:<tag>
docker push <your_dockerhub_username>/<repository_name>:<tag>

從Docker Hub拉取鏡像
從Docker Hub拉取一個鏡像：
```
docker pull <image_name>:<tag>
```

容器管理相關操作

查看運行中的容器
查看所有正在運行的容器：
```
docker ps
```
查看所有容器（包括已停止的）
```
docker ps -a
```
停止和啟動容器
停止一個正在運行的容器：
```
docker stop <container_id_or_name>
```
啟動一個已停止的容器：
```
docker start <container_id_or_name>
```
重啟容器
重新啟動一個容器：
```
docker restart <container_id_or_name>
```
刪除容器
刪除一個已停止的容器：
```
docker rm <container_id_or_name>
```

Docker基礎

基礎概念

容器（Container）：容器是 Docker 的核心概念，它是一個輕量級的、可移植的、自給自足的軟件運行環境。容器內包含了運行應用程序所需的所有內容：代碼、運行時、庫、環境變量和配置文件。
鏡像（Image）：Docker 鏡像是一個只讀模板，包含了運行容器所需的所有內容。鏡像可以被看作是容器的藍圖，它們是不可變的，這意味著一旦創建，就不能更改。
倉庫（Repository）：Docker 倉庫是一個集中存儲和分發 Docker 鏡像的地方。
Dockerfile：Dockerfile 是一個文本文件，包含了一系列的指令和參數，用于自動化構建 Docker 鏡像的過程。通過編寫 Dockerfile，你可以定義如何構建你的應用程序的鏡像。

容器共享宿主機的內核，不需要像虛擬機那樣模擬整個操作系統，因此啟動速度快，資源占用少。總結來講，可以把docker當作一個小型的虛擬機。

運行模式

Docker 的運行模式可以分為幾種主要的方式，每種模式適用于不同的使用場景。在筆者的工作之中，應用最為廣泛的是交互模式和后臺模式。

交互模式

交互模式允許你啟動一個容器并與其進行交互，通常是為了調試或手動操作容器內的應用程序。

runoob@runoob:~$ docker run -i -t ubuntu:15.10 /bin/bash
root@0123ce188bd8:/#

各個參數解析：

-t: 在新容器內指定一個偽終端或終端。
-i: 允許你對容器內的標準輸入 (STDIN) 進行交互。

交互模式會進入容器里面

后臺模式

后臺模式使容器在后臺運行，不會占用你的終端。可以通過 docker ps 命令查看運行中的容器。

docker run -itd --name ubuntu-test ubuntu /bin/bash

注：加了 -d 參數默認不會進入容器，想要進入容器需要使用指令 docker exec

如果需要進入容器：

docker exec -it 243c32535da7 /bin/bash

其中243c32535da7為容器ID。

Docker鏡像的制作

Docker鏡像的制作主要包括以下幾個步驟：

拉取鏡像
以某一個鏡像作為基礎鏡像，這里選用的是以centos7操作系統作為基礎鏡像，該鏡像包括cuda工具和cudnn包。

docker pull nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7

測試樣例下載
下載需要的測試樣例，此處以cuda samplers為例，測試樣例位于github里的
/NVIDIA/cuda-samples位置。

啟動容器

docker run -itd --rm --gpus all nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7 /bin/bash

其中的參數解釋如下：

?-it： -i保持容器的標準輸入流，允許你與容器進行交互; -t分配一個偽終端，使容器的終端更易于交互。
?-d：--detach：讓容器在后臺運行，不會占用你的終端。與 -it 配合使用時，容器會在后臺運行，并且你可以通過終端訪問容器。
?--rm：自動刪除容器：當容器停止時，Docker 會自動刪除該容器。這個選項有助于避免容器積累，節省磁盤空間。
?--gpus all：允許容器訪問所有可用的 NVIDIA GPU。這個選項需要在 Docker 運行時和 GPU 驅動程序配置正確，以便容器能夠利用 GPU 進行計算加速。
?nvidia/cuda:11.7.1-devel-centos7：Docker 鏡像的名稱和標簽：指定要使用的 Docker 鏡像。在這個例子中，使用了 NVIDIA 提供的 CUDA 11.7.1 開發環境鏡像，基于 CentOS 7。
?/bin/bash：容器啟動時執行的命令：啟動一個 bash shell，使你可以在容器內進行交互式操作。

將測試樣例cp到容器中

docker cp /home/cuda-samples-11.6 faa9d887f1ee:/home/

封裝鏡像

docker commit -a "jsd" -m "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5" 2316bf9e3674  nvidia/cuda/12.5.1-cudnn-devel-ubuntu20.04/cudasamples:v1.0

參數說明如下：

?-a "jsd"：-a（--author）：指定鏡像的作者信息。這里的 "jsd" 是作者名。
?-m "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5"：?-m?（--message）：為鏡像提交添加注釋。這條信息描述了你對容器所做的修改或鏡像的用途。在這個例子中，注釋為 "cuda:12.5.1 with cuda-samples-12.5"，表明這個鏡像包含了 CUDA 12.5.1 以及 CUDA 樣本代碼。
?2316bf9e3674：容器的 ID。你想從這個容器創建新的鏡像。你可以通過 docker ps -a 命令獲取容器 ID。

登陸倉庫

docker login --username=<yourID> <提供鏡像服務的網址>
?
<password>

修改鏡像tag

docker tag <本地鏡像ID> <你的鏡像倉庫地址>
例如：
docker tag 391718087e05 ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

推送鏡像

docker push 鏡像倉庫的地址/倉庫用戶名/倉庫名稱:鏡像標簽
例如：
docker push ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

Docker鏡像的修改

上節討論了Docker鏡像的制作方法以及如何將其推送至鏡像倉庫。這節主要介紹如何在當前現有鏡像中添加新的文件，并且將其保存為新的鏡像。

這是當前鏡像：

***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0

這是要添加的內容：

fileA.sh  fileB.sh

具體步驟如下：

創建 Dockerfile：

# 使用現有的鏡像作為基礎鏡像
FROM ***.com/jsd/cuda-with-samples:v1.0
?
# 將本地文件復制到鏡像中的指定目錄
# 確保路徑和文件名正確
COPY check_executables.sh  cuda_samples_manager.sh  run_make_in_samples.sh /home/cuda-samples-12.5/

構建鏡像：在包含 Dockerfile 的目錄下打開終端或命令提示符，使用 docker build 命令構建新的鏡像。記得將 [new-tag] 替換為你想要的新標簽名稱。
```
docker build -t ***.com/jsd/cuda-with-samples:v3.0 .
```
注意：在命令的最后，.表示 Dockerfile 在當前目錄。
推送鏡像到阿里云倉庫：構建完成后，使用 docker push 命令將新鏡像推送到阿里云 Docker 倉庫。
```
docker push ***.com/jsd/cuda-with-samples:v3.0
```
驗證新鏡像：使用 docker images 查看本地鏡像列表，確認新鏡像已經創建。你也可以使用 docker pull 命令拉取新鏡像到本地進行測試。

運行新鏡像：使用新鏡像啟動容器，以驗證文件是否正確添加。

docker run -it --name [container-name] ***.com/your-repo/your-image:[新標簽] /bin/bash

Docker常用操作

鏡像管理

列出本地鏡像
列出本地的所有Docker鏡像：
```
docker images
```
刪除鏡像
刪除一個或多個鏡像：
```
docker rmi <image_id_or_name>
```
如果鏡像正在被使用，可以使用 -f 選項強制刪除：
```
docker rmi -f <image_id_or_name>
```
查看鏡像詳細信息
```
docker inspect <image_id_or_name>
```

運行容器

運行容器
從鏡像運行一個新容器：
```
docker run -it --name <container_name> <image_name> /bin/bash
```
- -it：讓容器運行在交互模式，并連接終端。
- --name：指定容器名稱。
后臺運行容器
以后臺模式運行容器（守護模式）：
```
docker run -d --name <container_name> <image_name>
```
運行并暴露端口
運行容器并暴露端口，使其可以被外部訪問：
```
docker run -d -p 8080:80 --name <container_name> <image_name>
```
- -p 8080:80：將主機的8080端口映射到容器的80端口。

鏡像分發

登錄Docker Hub
在推送和拉取鏡像之前，需要先登錄Docker Hub：
```
docker login
```

推送鏡像到Docker Hub
將本地鏡像推送到Docker Hub上：

docker tag <local_image_name> <your_dockerhub_username>/<repository_name>:<tag>
docker push <your_dockerhub_username>/<repository_name>:<tag>

從Docker Hub拉取鏡像
從Docker Hub拉取一個鏡像：
```
docker pull <image_name>:<tag>
```

容器管理相關操作

查看運行中的容器
查看所有正在運行的容器：
```
docker ps
```
查看所有容器（包括已停止的）
```
docker ps -a
```
停止和啟動容器
停止一個正在運行的容器：
```
docker stop <container_id_or_name>
```
啟動一個已停止的容器：
```
docker start <container_id_or_name>
```
重啟容器
重新啟動一個容器：
```
docker restart <container_id_or_name>
```
刪除容器
刪除一個已停止的容器：
```
docker rm <container_id_or_name>
```

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如何制作一個Docker鏡像（基于centos基礎鏡像，并添加cuda samplers測試樣例）

Docker基礎

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基礎概念

運行模式

交互模式

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基礎概念

運行模式

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