docker 学习笔记（一）Docker的介绍与安装使用

Docker的介绍与安装使用

标签（空格分隔）： docker的部分

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• 一： docker 的介绍
• 二： docker 的安装
• 三： 镜像的管理

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一： docker 的介绍

1.1 docker是什么

Docker是一个开源的应用容器引擎，使用Go语言开发，基于Linux内核的cgroup，namespace，Union FS等技术，对应用进程进行封装隔离，并且
独立于宿主机与其他进程，这种运行时封装的状态称为容器。
Docker早起版本实现是基于LXC，并进一步对其封装，包括文件系统、网络互联、镜像管理等方面，极大简化了容器管理。从0.7版本以后开始去
除LXC，转为自行研发的libcontainer，从1.11版本开始，进一步演进为使用runC和containerd。
Docker理念是将应用及依赖包打包到一个可移植的容器中，可发布到任意Linux发行版Docker引擎上。使用沙箱机制运行程序，程序之间相互隔离。

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1.2 docker的体系架构

Containerd：是一个简单的守护进程，使用runC管理容器。向Docker Engine提
供接口。
Shim：只负责管理一个容器。
runC：是一个轻量级的工具，只用来运行容器。

1.3 docker 的 内部组建

1. Namespaces
命名空间，Linux内核提供的一种对进程资源隔离的机制，例如进程、网络、挂载点等资源。

2. CGroups
控制组，Linux内核提供的一种限制进程资源的机制；例如CPU、内存等资源。

3. UnionFS
联合文件系统，支持将不同位置的目录挂载到同一虚拟文件系统，形成一种分层的模型。

1.4 虚拟机与容器区别

以 KVM 举例，与 Docker 对比

  启动时间
Docker秒级启动，KVM分钟级启动。

  轻量级
容器镜像大小通常以M为单位，虚拟机以G为单位。
容器资源占用小，要比虚拟机部署更快速。

  性能
容器共享宿主机内核，系统级虚拟化，占用资源少，没有Hypervisor层开销，容器性能基本接近物理机；
虚拟机需要Hypervisor层支持，虚拟化一些设备，具有完整的GuestOS，虚拟化开销大，因而降低性能，没有容器性能好。

  安全性
由于共享宿主机内核，只是进程级隔离，因此隔离性和稳定性不如虚拟机，容器具有一定权限访问宿主机内核，存在一定安全隐患。

  使用 要求
KVM基于硬件的完全虚拟化，需要硬件CPU虚拟化技术支持；
容器共享宿主机内核，可运行在主流的Linux发行版，不用考虑CPU是否支持虚拟化技术。

1.5 docker 的应用场景

场景一：节省项目环境部署时间
1. 单项目打包
2. 整套项目打包
3. 新开源技术试用
场景二：环境一致性
场景三：持续集成
场景四：微服务
场景五：弹性伸缩

参看： http://blog.51cto.com/lizhenliang/1978081

二： 在Linux下面安装docker

CentOS7
# 安装依赖包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 添加Docker软件包源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 更新yum包索引
yum makecache fast
# 安装Docker CE
yum install docker-ce -y
# 启动
systemctl start docker
# 卸载
yum remove docker-ce
rm -rf /var/lib/docker
官方安装文档：
https://docs.docker.com/engine/installation/linux/docker-
ce/centos/#docker-ee-customers

linux  修改时区的方法

cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

date -s "2018-01-27 14:17:00"

Ubuntu14.06/16.04
# 安装证书
sudo apt-get install \
apt-transport-https \
ca-certificates \
curl \
software-properties-common
# 添加Docker源的KEY
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
# 添加Docker软件包源
sudo add-apt-repository \
"deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) \
stable"
# 更新apt包索引
sudo apt-get update
# 安装
sudo apt-get install docker-ce
# 卸载
sudo apt-get purge docker-ce
sudo rm -rf /var/lib/docker

三： 镜像的管理

3.1:什么是镜像

什么是镜像？
简单说，Docker镜像是一个不包含Linux内核而又精简的Linux操作系统。

镜像从哪里来？
Docker Hub是由Docker公司负责维护的公共注册中心，包含大量的容器镜像，Docker工具默认从这个公共镜像库下载镜像。
https://hub.docker.com/explore
默认是国外的源，下载会慢，建议配置国内镜像仓库：
# vi /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": [ "https://registry.docker-cn.com"]
}

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重启一下：

systemctl restart docker 

3.2 镜像与容器的关系

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。我们可以通过docker history <ID/NAME> 查
看镜像中各层内容及大小，每层对应着Dockerfile中的一条指令。Docker镜像默认存储在
/var/lib/docker/<storage-driver>中。
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。如果容器删除了，最上面的读写层也就删除了，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。

3.3 存储驱动

3.4 镜像的命令

docker image pull httpd  ## 拉取一个镜像 

cat centos-6-x86_64-minimal.tar.gz |docker import - centos:6.0  ## 创建镜像 

docker image  ls  ## 列出所有镜像

docker image history httpd  查看镜像的分层历史

docker image inspect nginx  查看 一个镜像的具体信息

docker image pull nginx:1.11    # 下载一个镜像

保存一个镜像：
docker image save nginx:1.11 > nginx1.11.tar.gz 

删除一个一个镜像

docker image rm nginx:1.11

导入一个镜像

docker image load < nginx1.11.tar.gz

导出正在容器 的文件系统

docker export  f376547bcb01 > http.tar.gz

导入容器

docker import http.tar.gz http:v2 

3.5 容器的创建

创建一个容器

docker container run  -ti http:v2 /bin/bash  ## 创建一个容器，退出就关闭了

docker container start 9bfd4 

进入一个容器

docker container  exec -ti 9bfd4 /bin/bash

容器与外面端口的映射

docker container run -tid -p 8080:80 nginx:1.11 /bin/bash

docker container exec -ti c4a659 /bin/bash 

service nginx start

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创建一个一直在运行的服务

docker container run -tid  --name nginx01 --restart=always nginx:1.11 

创建容器，限制容器的cpu
docker container run --help |grep cpu 

docker container run -tid --memory 512M --cpus 1 --name nginx02 nginx:1.11

查看使用的量

docker container stats 

查看有哪些容器
docker container ls 

查看容器的详细信息

docker container inspect c44023d07aab 

附加到容器

docker container attach c44  ### 如果 容器正在运行程序则进不了容器

docker container exec c44 /bin/bash  ### 进入的容器必须是已经启动的容器

提交一个容器到镜像 仓库

docker container commit c44023d07aab nginx:test1

向容器中复制东西

docker container cp anaconda-ks.cfg nginx02:/root

docker container exec nginx02 ls /root 

docker container logs nginx02  ### 查看容器的日志

docker container port c4a6593972f6 ## 查看容器的映射端口

3.6 将Docker主机数据挂载到容器

Docker提供三种不同的方式将数据从宿主机挂载到容器中：volumes，bind mounts和tmpfs。

volumes：Docker管理宿主机文件系统的一部分（/var/lib/docker/volumes）。

bind mounts：可以存储在宿主机系统的任意位置。

tmpfs：挂载存储在宿主机系统的内存中，而不会写入宿主机的文件系统。

3.6.1 使用volumes

cd /var/lib/docker/volumes 

docker volume create nginx-vol

docker volume ls 

docker run -d -it --name=nginx-test --mount src=nginx-vol,dst=/usr/share/nginx/html nginx ### 创建容器并使用建好的volume 卷处理

docker volume create nginxz-vol 

docker volume ls 

docker run -tid --name=nginxz --mount src=nginxz-vol,dst=/usr/local nginxz:1.11

docker volume create httpd-vol 

docker volume ls 

docker run -tid --name=httpd-test --mount src=httpd-vol,dst=/usr/local httpd 

如果一个数据卷可以挂载在不同的容器当中，就可以实现端口的负载了

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进入这个容器

docker container exec -ti nginx-test bash

cd /usr/share/nginx/html/

touch 1.txt

退出容器

cd /var/lib/docker/volume/nginx-vol/_data/

ls -ld * 

删除所有容器

docker rm -f $(docker ps -q -a)

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3.6.2 bind 的 挂载 本地 容器

用卷创建 一个容器：
# mkdir -p /app/www/html
# docker run -d -it --name=nginx-test --mount type=bind,src=/app/www/html,dst=/usr/share/nginx/html nginx

# docker run -d -it --name=nginx-test -v /app/wwwroot:/usr/share/nginx/html nginx

验证绑定：
# docker inspect nginx-test

清理：
# docker container stop nginx-test
# docker container rm nginx-test

注意：
1. 如果源文件/目录没有存在，不会自动创建，会抛出一个错误。
2. 如果挂载目标在容器中非空目录，则该目录现有内容将被隐藏

Docker报错 WARNING: IPv4 forwarding is disabled. Networking will not work.

# vim  /usr/lib/sysctl.d/00-system.conf

加上：
net.ipv4.ip_forward=1
重启网卡：
service network restart

四: 搭建一个lnmp 环境

0 、 宿主机安装mysql8.0 

rpm -e mariadb-devel mariadb-libs mariadb --nodeps 
yum install -y perl-JSON 
rm -rf mysql-community-server-minimal-8.0.11-1.el7.x86_64.rpm
rpm -ivh mysql-community-* 

1 、自定义网络
docker network create lnmp
2 、创建 Mysql 数据库容器
docker run -itd \
--name lnmp_mysql \
--net lnmp \
-p 3306:3306 \
--mount src=mysql-vol,dst=/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql --character-set-server=utf8
 3 、创建 所需 数据库
docker exec lnmp_mysql sh \
-c 'exec mysql -uroot -p"$MYSQL_ROOT_PASSWORD" -e"create database wp"'
4 、创建 PHP 环境容器
docker run -itd \
--name lnmp_web \
--net lnmp \
-p 88:80 \
--mount type=bind,src=/app/wwwroot,dst=/var/www/html richarvey/nginx-php-fpm 5 、 以 wordpress 博客为例测试
wget https://cn.wordpress.org/wordpress-4.7.4-zh_CN.tar.gz
tar zxf wordpress-4.7.4-zh_CN.tar.gz -C /app/wwwroot

容器的访问：
iptables -I INPUT -s 0.0.0.0 -j ACCEPT 
iptables -I INPUT -s 0.0.0.0/0 -d 0.0.0.0/0 -j ACCEPT 

# 浏览器测试访问
http://IP:88/wordpress/

数据的主机填写lnmp_mysql是docker的构建的mysql的名字

五：docker 的网络

5.1: docker 的网络模式

Docker 支持 5 种 网络模式

1.  bridge
默认网络，Docker启动后默认创建一个docker0网桥，默认创建的容器也是添加到这个网桥中。

2.  host
容器不会获得一个独立的network namespace，而是与宿主机共用一个。

3.  none
获取独立的network namespace，但不为容器进行任何网络配置。

4.  container
与指定的容器使用同一个network namespace，网卡配置也都是相同的。

5.  自定义
自定义网桥，默认与bridge网络一样。

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docker 的 bridge 网络

Docker 容器默认使用 bridge 模式的网络。其特点如下：

使用一个 linux bridge，默认为 docker0
使用 veth 对，一头在容器的网络 namespace 中，一头在 docker0 上
该模式下Docker Container不具有一个公有IP，因为宿主机的IP地址与veth pair的 IP地址不在同一个网段内
Docker采用 NAT 方式，将容器内部的服务监听的端口与宿主机的某一个端口port 进行“绑定”，使得宿主机以外的世界可以主动将网络报文发送至容器内部
外界访问容器内的服务时，需要访问宿主机的 IP 以及宿主机的端口 port
NAT 模式由于是在三层网络上的实现手段，故肯定会影响网络的传输效率。
容器拥有独立、隔离的网络栈；让容器和宿主机以外的世界通过NAT建立通信

host 模式

docker run -tid --name centos_host1_test --net host centos_test

会与宿主机公用一个网络

none 模式

docker run -tid --name centos1_none --net none centos_test

这个模式下面是单独的网络，没有IP 地址

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5.2 容器网络访问原理

Linux IP 信息包过滤原理：
Docker主要通过netfilter/iptables实现网络通信。
iptables由netfilter和iptables组成，netfilter组件是Linux内核集成的信息包过滤系统，它维护一个信息包过滤表，这个表用于控制信息包
过滤处理的规则集。而iptables只是一个在用户空间的工具，用于增删改查这个过滤表的规则。

5.4 容器网络访问原理

容器 访问外部
# iptables -t nat -nL
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target prot opt source destination
MASQUERADE all -- 172.17.0.0/16 0.0.0.0/0

外部 访问容器
# iptables -t nat -nL
Chain DOCKER (2 references)
target prot opt source destination
DNAT tcp -- 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 tcp dpt:88 to:172.18.0.2:80

创建一个容器：

docker run -ti --name centos_test /bin/bash 

5.5 桥接宿主机网络与配置固定IP地址

临时网络

# 网桥名称
br_name=br0
# 添加网桥
brctl addbr $br_name
# 给网桥设置IP
ip addr add 192.168.0.211/24 dev $br_name
# 删除已存在的eth0网卡配置
ip addr del 192.168.0.211/24 dev eth0
# 激活网桥
ip link set $br_name up
# 添加eth0到网桥
brctl addif $br_name eth0
# 添加路由
ip route add default via 192.168.0.1 dev br0

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还需要在Docker启动时桥接这个网桥：
# vi /usr/lib/systemd/system/docker.service
ExecStart=/usr/bin/dockerd -b=br0
# systemctl restart docker

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永久生效：
# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0
# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.0.211
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.0.1
DNS1=114.114.114.114

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配置 固定 IP
C_ID=$(docker run -itd --net=none ubuntu)
C_PID=$(docker inspect -f '{{.State.Pid}}' $C_ID)
# 创建network namespace目录并将容器的network namespace软连接到此目录，以便ip netns命令读取
mkdir -p /var/run/netns
ln -s /proc/$C_PID/ns/net /var/run/netns/$C_PID
# 添加虚拟网卡veth+容器PID，类型是veth pair，名称是vp+容器PID
ip link add veth$C_PID type veth peer name vp$C_PID
# 添加虚拟网卡到br0网桥
brctl addif br0 veth$C_PID
# 激活虚拟网卡
ip link set veth$C_PID up
# 设置容器网络信息
IP='192.168.0.123/24'
GW='192.168.0.1'
# 给进程配置一个network namespace
ip link set vp$C_PID netns $C_PID
# 在容器进程里面设置网卡信息
ip netns exec $C_PID ip link set dev vp$C_PID name eth0
ip netns exec $C_PID ip link set eth0 up
ip netns exec $C_PID ip addr add $IP dev eth0
ip netns exec $C_PID ip route add default via 192.168.1.1

这种方法一般不采用：

采取的方法： 

pipework 工具配置容器固定 IP
git clone https://github.com/jpetazzo/pipework.git
cp pipework/pipework /usr/local/bin/
docker run -tid --name centos1_none --net none centos_test
pipework br0 centos1_none 172.17.100.11/[email protected]
进入这个容器
docker exec -ti e95dff5 bash

这个只是临时配置的，重启容器就丢了，docker 不建议这样做。

六： dockerfile 构建

6.1 dockerfile的命令

6.2 docker的 build 命令

Usage: docker image build [OPTIONS] PATH | URL | -
Options:
-t, --tag list # 镜像名称
-f, --file string # 指定Dockerfile文件位置
示例：
docker build .
docker build -t shykes/myapp .
docker build -t shykes/myapp -f /path/Dockerfile /path

6.3 构建一个PHP的站点

6.3.1 构建nginx的镜像

FROM centos:7
MAINTAINER www.aliangedu.com
RUN yum install -y gcc gcc-c++ make openssl-devel pcre-devel
ADD nginx-1.12.1.tar.gz /tmp
RUN cd /tmp/nginx-1.12.1 && \
./configure --prefix=/usr/local/nginx && \
make -j 2 && \
make install
RUN rm -rf /tmp/nginx-1.12.1* && yum clean all
COPY nginx.conf /usr/local/nginx/conf
WORKDIR /usr/local/nginx
EXPOSE 80
CMD ["./sbin/nginx", "-g", "daemon off;"]

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执行构建

cd nginx/

docker build -t nginx:v1 -f Dockerfile .

6.3.2 构建php的镜像

FROM centos:7
MAINTAINER www.aliangedu.com
RUN yum install -y gcc gcc-c++ make gd-devel libxml2-devel libcurl-devel libjpeg-
devel libpng-devel openssl-devel
ADD php-5.6.31.tar.gz /tmp/
RUN cd /tmp/php-5.6.31 && \
./configure --prefix=/usr/local/php \
--with-config-file-path=/usr/local/php/etc \
--with-mysql --with-mysqli \
--with-openssl --with-zlib --with-curl --with-gd \
--with-jpeg-dir --with-png-dir --with-iconv \
--enable-fpm --enable-zip --enable-mbstring && \
make -j 4 && \
make install && \
cp /usr/local/php/etc/php-fpm.conf.default /usr/local/php/etc/php-fpm.conf && \
sed -i "s/127.0.0.1/0.0.0.0/" /usr/local/php/etc/php-fpm.conf && \
sed -i "21a \daemonize = no" /usr/local/php/etc/php-fpm.conf
COPY php.ini /usr/local/php/etc
RUN rm -rf /tmp/php-5.6.31* && yum clean all
WORKDIR /usr/local/php
EXPOSE 9000
CMD ["./sbin/php-fpm", "-c", "/usr/local/php/etc/php-fpm.conf"]

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执行构建命令
cd /root/php/
docker build -t php:v1 -f Dockerfile .

6.3.3 根据构建好的镜像创建容器

1 、自定义网络
docker network create lnmp
2 2 、创建 PHP 容器
docker run -itd \
--name lnmp_php \
--net lnmp \
--mount type=bind,src=/app/wwwroot/,dst=/usr/local/nginx/html \
php:v1
3 3 、创建 Nginx 容器
mkdir -p /app/wwwroot/
docker run -itd \
--name lnmp_nginx \
-p 888:80 \
--net lnmp \
--mount type=bind,src=/app/wwwroot/,dst=/usr/local/nginx/html \
nginx:v1
4 4 、创建 MySQL 容器
docker run -itd \
--name lnmp_mysql \
--net lnmp \
-p 3306:3306 \
--mount src=mysql-vol,dst=/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql --character-set-server=utf8

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6.3.4 构建tomcat的镜像

FROM centos:7
MAINTAINER www.aliangedu.com

ADD jdk-8u45-linux-x64.tar.gz /usr/local
ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_45

ADD apache-tomcat-8.0.46.tar.gz /usr/local
COPY server.xml /usr/local/apache-tomcat-8.0.46/conf

RUN rm -f /usr/local/*.tar.gz

WORKDIR /usr/local/apache-tomcat-8.0.46
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["./bin/catalina.sh", "run"]

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cd /root/tomcat/
docker build -t tomcat:v1 -f Dockerfile . 

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开启容器：

mkdir -p /app/webapps/

docker run -itd \
--name=tomcat \
-p 8080:8080 \
--mount type=bind,src=/app/webapps/,dst=/usr/local/apache-tomcat-8.0.46/webapps \
tomcat:v1

cd /app/webapps/
mkdir ROOT 

cd ROOT 

echo "hello world" >> index.html 

七： 构建私有仓库

7.1: docker 的私有仓库

Docker Hub作为Docker默认官方公共镜像；如果想自己搭建私有镜像仓库，官方也提供registry镜像，使得搭建私有仓库非常简单。
  下载 registry 镜像并启动

# docker pull registry
# docker run -d -v /opt/registry:/var/lib/registry -p 5000:5000 --restart=always --name registry registry

  测试 ，查看镜像仓库中所有镜像
# curl http://172.17.100.11:5000/v2/_catalog

{"repositories":[]}

7.2 搭建私有镜像仓库

搭建私有镜像仓库
1 1 、配置 私有仓库可信任
# vi /etc/docker/daemon.json
{"insecure-registries":["172.17.100.11:5000"]}
# systemctl restart docker
2 、打标签
# docker tag centos7.0:v1 172.17.100.11:5000/centos7.0:v1
3 、上 传
# docker push 172.17.100.11:5000/centos7.0
4 、下载
# docker pull 172.17.100.11:5000/centos7.0
5 、列出 镜像标签
# curl http://172.17.100.11:5000/v2/centos7.0/tags/list
私有镜像仓库管

7.3 Docker Hub公共镜像仓库使用

1 、注册账号
https://hub.docker.com
2 、登录 Docker Hub
# docker login
或
# docker login --username=zhangyy --password=123456
3 、镜像打标签
# docker tag wordpress:v1 zhangyy/wordpress:v1
4 、上传
# docker push zhangyy/wordpress:v1
搜索测试：
# docker search zhangyy
5 、下载
# docker pull zhangyy/wordpress:v1

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八： docker 的图形化 Portainer

Portainer是一个开源、轻量级Docker管理用户界面，基于Docker API，可管理Docker主机或Swarm集群，支持最新版Docker和Swarm模式。

1 1 、创建卷
# docker volume create portainer_data
2 2 、创建P P ortainer 容器
# docker run -d \
-p 9000:9000 \
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
-v portainer_data:/data \
portainer/portainer

九：构建容器监控系统

创建一个网络

docker create network monitor

Influxdb

docker run -d \
--name influxdb \
--net monitor \
-p 8083:8083 \
-p 8086:8086 \
tutum/influxdb

cAdvisor

docker run -d \
--name=cadvisor \
--net monitor \
-p 8081:8080 \
--mount type=bind,src=/,dst=/rootfs,ro \
--mount type=bind,src=/var/run,dst=/var/run \
--mount type=bind,src=/sys,dst=/sys,ro \
--mount type=bind,src=/var/lib/docker/,dst=/var/lib/docker,ro \
google/cadvisor \
-storage_driver=influxdb \
-storage_driver_db=cadvisor \
-storage_driver_host=influxdb:8086

Grafana
docker run -d \
--name grafana \
--net monitor \
-p 3000:3000 \
grafana/grafana