Docker 基础知识

Docker

基本概述

Docker 是一个开源的应用容器引擎，诞生于 2013 年初，基于 Go 语言实现， dotCloud 公司出品

Docker 让开发者打包开发应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，可以发布到任何Linux机器上

  • 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离

  • 容器性能开销极低。

Docker 架构：

  • 镜像（Image）：Docker 镜像，就相当于一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统

  • 容器（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等

  • 仓库（Repository）：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像

安装步骤：

# step 1: 安装必要的一些系统工具
sudo apt-get update
sudo apt-get -y install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common
# step 2: 安装GPG证书
curl -fsSL https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
# Step 3: 写入软件源信息
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
# Step 4: 更新并安装Docker-CE
sudo apt-get -y update
sudo apt-get -y install docker-ce

配置镜像加速器：

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://hicqe4pi.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

操作命令

进程相关

  • 启动docker服务：

    systemctl start docker

  • 停止docker服务：

    systemctl stop docker

  • 重启doker服务：

    systemctl restart docker

  • 查看doker服务状态：

    systemctl status docker

  • 设置开机启动docker服务：

    systemctl enable docker

镜像相关

  • 查看镜像：查看本地所有的镜像

    docker images
docker images –q # 查看所用镜像的id

  • 搜索镜像：从网络中查找需要的镜像

    docker search 镜像名称

  • 拉取镜像：从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称:版本号，如果版本号不指定则是最新的版本。如果不知道镜像版本，可以去docker hub 搜索对应镜像查看

    docker pull 镜像名称

  • 删除镜像：删除本地镜像

    docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像
docker rmi `docker images -q`  # 删除所有本地镜像 tab上面的键

容器相关

  • 查看容器：

    docker ps # 查看正在运行的容器
docker ps –a # 查看所有容器

  • 创建并启动容器：

    docker run 参数  --name=... /bin/bash

    参数说明：

    • -i：保持容器运行，通常与 -t 同时使用，加入it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭
    • -t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用
    • -d：以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭
    • -it 创建的容器一般称为交互式容器，-id 创建的容器一般称为守护式容器
    • --name：为创建的容器命名

  • 进入容器：

    docker exec 参数 # 退出容器，容器不会关闭

  • 停止容器：

    docker stop 容器名称

  • 启动容器：

    docker start 容器名称

  • 删除容器：如果容器是运行状态则删除失败，需要停止容器才能删除

    docker rm 容器名称

  • 查看容器信息：

    docker inspect 容器名称

数据卷

Docker 容器删除后，在容器中产生的数据也会随之销毁
Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗？
容器之间想要进行数据交互？

数据卷：数据卷是宿主机中的一个目录或文件，当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步

  • 一个数据卷可以被多个容器同时挂载

  • 一个容器也可以被挂载多个数据卷

数据卷的作用：

  • 容器数据持久化
  • 外部机器和容器间接通信
  • 容器之间数据交换

配置数据卷

  • 创建启动容器时，使用-v参数设置数据卷

    docker run ... –v 宿主机目录(文件):容器内目录(文件) ... 
docker run -it --name=c1 -v /root(or~)/data:/root/data_container centos:7

    注意事项：

    1. 目录必须是绝对路径

    2. 如果目录不存在，会自动创建

    3. 可以挂载多个数据卷

多容器进行数据交换：

  • 多个容器挂载同一个数据卷
  • 数据卷容器

  • 创建启动c3数据卷容器，使用 –v 参数设置数据卷

    docker run –it --name=c3 –v /volume centos:7 /bin/bash

  • 创建启动 c1 c2 容器，使用 –-volumes-from 参数设置数据卷

    docker run –it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
docker run –it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash

应用部署

MySQL

在Docker容器中部署MySQL，通过外部mysql客户端操作MySQL Server

端口映射：

  • 容器内的网络服务和外部机器不能直接通信，外部机器和宿主机可以直接通信，宿主机和容器可以直接通信

  • 当容器中的网络服务需要被外部机器访问时，可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的该端口，从而间接访问容器的服务。这种操作称为：端口映射

MySQL部署步骤：搜索mysql镜像，拉取mysql镜像，创建容器，操作容器中的mysql

  1. 搜索mysql镜像

    docker search mysql

  2. 拉取mysql镜像

    docker pull mysql:5.6

  3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

    # 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql


    docker run -id \
-p 3307:3306 \
--name=c_mysql \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.6

    参数说明：

    • -p 3307:3306：将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3307 端口
    • -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d：将主机当前目录下的 conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/my.cnf，配置目录
    • -v $PWD/logs:/logs：将主机当前目录下的 logs目录挂载到容器的 /logs，日志目录
    • -v $PWD/data:/var/lib/mysql ：将主机当前目录下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql 。数据目录
    • -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456：初始化 root 用户的密码。

  4. 进入容器，操作mysql

    docker exec –it c_mysql /bin/bash

  5. 使用外部机器连接容器中的mysql

Tomcat

  1. 搜索tomcat镜像

    docker search tomcat

  2. 拉取tomcat镜像

    docker pull tomcat

  3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

    # 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息
mkdir ~/tomcat
cd ~/tomcat


    docker run -id --name=c_tomcat \
-p 8080:8080 \
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat

    参数说明：

    • -p 8080:8080：将容器的8080端口映射到主机的8080端口

    • -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps：将主机中当前目录挂载到容器的webapps

  4. 使用外部机器访问tomcat

Nginx

  1. 搜索nginx镜像

    docker search nginx

  2. 拉取nginx镜像

    docker pull nginx

  3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

    # 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
mkdir ~/nginx
cd ~/nginx
mkdir conf
cd conf
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
vim nginx.conf

    user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

    docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \
nginx

    参数说明：

    • -p 80:80：将容器的 80端口映射到宿主机的 80 端口
    • -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf，配置目录
    • -v $PWD/logs:/var/log/nginx：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx，日志目录

  4. 使用外部机器访问nginx

Redis

  1. 搜索redis镜像

    docker search redis

  2. 拉取redis镜像

    docker pull redis:5.0

  3. 创建容器，设置端口映射

    docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0

  4. 使用外部机器连接redis

    ./redis-cli.exe -h 192.168.149.135 -p 6379

镜像原理

底层原理

Docker 镜像本质是什么？
Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？
Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

操作系统的组成部分：进程调度子系统、进程通信子系统、内存管理子系统、设备管理子系统、文件管理子系统、网络通信子系统、作业控制子系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成：

  • bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）

  • rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件

  • 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos

Docker镜像原理：

  • Docker镜像是一个分层文件系统，是由特殊的文件系统叠加而成，最底端是 bootfs，并复用宿主机的bootfs ，第二层是 root文件系统rootfs称为base image，然后再往上可以叠加其他的镜像文件

  • 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统

  • 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。

  • 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器

问题：

  • Docker 中一个Ubuntu镜像为什么只有200MB，而一个Ubuntu操作系统的iso文件要几个个G？
    Ubuntu的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的Ubuntu镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层
  • Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？
    由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

镜像制作

Dockerfile

基本概述

Dockerfile是一个文本文件，包含一条条的指令，每一条指令构建一层，基于基础镜像最终构建出新的镜像

  • 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境

  • 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了

  • 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

关键字 作用 备注
FROM 指定父镜像 指定dockerfile基于那个image构建
MAINTAINER 作者信息 用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL 标签 用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看
RUN 执行命令 执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN ["command" , "param1","param2"]
CMD 容器启动命令 提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD ["command" , "param1","param2"]
ENTRYPOINT 入口 一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用
COPY 复制文件 build的时候复制文件到image中
ADD 添加文件 build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务
ENV 环境变量 指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value
ARG 构建参数 构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数
VOLUME 定义外部可以挂载的数据卷 指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME ["目录"]
EXPOSE 暴露端口 定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp
WORKDIR 工作目录 指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径
USER 指定执行用户 指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户
HEALTHCHECK 健康检查 指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制
ONBUILD 触发器 当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大
STOPSIGNAL 发送信号量到宿主机 该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。
SHELL 指定执行脚本的shell 指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell

Centos

自定义centos7镜像：

  1. 默认登录路径为 /usr

  2. 可以使用vim

实现步骤：

  1. 定义父镜像：FROM centos:7
  2. 定义作者信息：MAINTAINER seazean < zhyzhyang@sina.com>
  3. 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim
  4. 定义默认的工作目录：WORKDIR /usr
  5. 定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash
  6. 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

Boot

定义dockerfile，发布springboot项目：

实现步骤：

  1. 定义父镜像：FROM java:8

  2. 定义作者信息：MAINTAINER seazean < zhyzhyang@sina.com>

  3. 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar

  4. 定义容器启动执行的命令：CMD java–jar app.jar

  5. 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

服务编排

基本介绍

微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启停，维护的工作量会很大。

  • 从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image；
  • 创建多个container，管理这些container（启动停止删除）

服务编排：按照一定的业务规则批量管理容器

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。使用步骤：

  1. 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像

  2. 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务

  3. 运行 docker-compose up 启动应用

功能实现

使用docker compose编排nginx+springboot项目

  1. 安装Docker Compose

  2. 创建docker-compose目录

    mkdir ~/docker-compose
cd ~/docker-compose

  3. 编写 docker-compose.yml 文件

    version: '3'
services:
  nginx:
   image: nginx
   ports:
    - 80:80
   links:
    - app
   volumes:
    - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
  app:
    image: app
    expose:
      - "8080"

  4. 创建./nginx/conf.d目录

    mkdir -p ./nginx/conf.d

  5. 在./nginx/conf.d目录下编写***.conf文件

    server {
    listen 80;
    access_log off;

    location / {
        proxy_pass http://app:8080;
    }
}

  6. 在~/docker-compose 目录下使用docker-compose启动容器

    docker-compose up

  7. 测试访问

    http://192.168.0.137/hello

私有仓库

Docker官方的Docker hub（https://hub.docker.com）是一个用于管理公共镜像的仓库，我们可以从上面拉取镜像 到本地，也可以把我们自己的镜像推送上去。但是当服务器无法访问互联网，或者不希望将自己的镜像放到公网当中，那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像

  • 私有仓库搭建

    # 1、拉取私有仓库镜像 
docker pull registry
# 2、启动私有仓库容器 
docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry
# 3、输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog，显示{"repositories":[]} 
# 4、修改daemon.json   
vim /etc/docker/daemon.json    
# 在上述文件中添加一个key，保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址；注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip 
{"insecure-registries":["192.168.0.137:5000"]} 
# 5、重启docker 服务 
systemctl restart docker
docker start registry

  • 将镜像上传至私有仓库

    # 1、标记镜像为私有仓库的镜像     
docker tag centos:7 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
 
# 2、上传标记的镜像     
docker push 私有仓库服务器IP:5000/centos:7

  • 从私有仓库拉取镜像

    #拉取镜像 
docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7

虚拟机

容器：

  • 容器是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署

  • 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置

  • 容器化软件在任何环境中都能够始终如一地运行。

  • 容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突

容器和虚拟机对比：

  • 相同：容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势

  • 不同：

    • 容器虚拟化的是操作系统，虚拟机虚拟化的是硬件。
    • 传统虚拟机可以运行不同的操作系统，容器只能运行同一类型操作系统

    特性 容器 虚拟机
    启动 秒级 分钟
    硬盘使用 一般为MB 一般为GB
    性能 接近原生 弱于原生
    系统支持量 单机支持上千个容器 一般几十个
posted @ 2023-03-15 17:28  EvaHkz  阅读(103)  评论(0)    收藏  举报