2020系统综合实践 第1次实践作业

一、课程调查

理想中的这门课按照字面上的理解，不再像以往一样是单纯的编程软件开发，而是从计算机系统方面出发对学过的知识进行综合运用。

对这门课的认识：从第一节课的内容来看，前期的学习微服务准备工作是针对一个完整的项目而言的，后续是需要应用上的，与课程的名字综合实践相呼应。希望学习完这门课后能够对生成Docker应用程序有一定程度的了解，对开发-编写Dockerfile-创建自定义镜像-定义Docker-compose-启动Docker应用-测试-部署或继续开发这一系列步骤形成大致印象。

二、了解微服务

一种新型的软件架构——微服务

1.微服务是什么

微服务架构是一项在云中部署应用和服务的新技术。微服务可以在“自己的程序”中运行，并通过“轻量级设备与HTTP型API进行沟通”。

2.微服务的特点

• 小到只有单一职责
• 去容器化并且作为 Unix Service 安装
• 分布在不同的版本控制代码库里
• 自动初始化
• 关注状态和自动扩展
• 它们通过统一格式的接口进行交互

3.相较于传统的软件架构，微服务有什么优缺点

优点：

• 每个服务彼此隔离——可以轻松的监控每个容器所消耗的资源，可以单独部署，不用每次发布某个功能都经历一次全服务发布；
• 部署简单——不需要了解服务技术细节，主要掌握容器管理API即可；
• 快速构建——容器是轻量级技术，可以非常快速的构建，容器启动页很快，因为没有繁琐的操作系统引导机制。

缺点：

• 容器技术不够成熟、不够安全，因为容器彼此共享了主机的OS内核；
• 需要自己管理容器基础架构以及可能运行的VM基础架构，服务的可用性和维护性高度依赖于服务治理，如果治理得不好将会是灾难；
• 部署微服务比起单体服务的部署更加复杂。微服务通常由数十甚至上百个服务组成。服务以不同的语言和架构编写，每个都是迷你应用程序，具有自己特定的部署、资源、扩展和监控要求。
• 分布式系统可能复杂难以管理，并且分布部署导致跟踪问题难。

4.微服务的部署

单主机多服务实例模式——使用此模式，用户要提供一到多台物理或虚拟主机，在每个主机上运行多个服务实例。

单主机单服务实例模式——每台主机上运行独立的服务实例。这一模式有两种不同实现——单虚拟机单服务实例和单容器单服务实例。

• 单虚拟机单服务实例—把每个服务打包为一个虚拟机镜像，，每个服务实例就是一台使用此镜像启动的虚拟机。

• 单容器单服务实例—每个服务实例运行在自有容器中。容器是操作系统级别的虚拟化机制。每个容器包含一个或多个运行在沙盒中的进程。从进程的角度看，它们有着自己的端口命名空间和根文件系统。用户能够限制容器的内存和 CPU 资源，有些容器还能限制 I/O 速率。

三、学习docker技术

docker作为微服务的一种十分典型的代表技术，我们要做的是：

1、学习了解docker的相关概念（容器、镜像等），了解docker、docker compose、Dockerfile、docker machine、Swarm、k8s是什么，是做什么用的。

（1）Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，可以轻松的为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。开发者在本地编译测试通过的容器可以批量地在生产环境中部署，包括VMs（虚拟机）、bare metal、OpenStack 集群和其他的基础应用平台。

简单的理解，Docker类似于集装箱，各式各样的货物，经过集装箱的标准化进行托管，而集装箱和集装箱之间没有影响。也就是说，Docker平台就是一个软件集装箱化平台，这就意味着我们自己可以构建应用程序，将其依赖关系一起打包到一个容器中，然后这容器就很容易运送到其他的机器上进行运行，而且非常易于装载、复制、移除，非常适合软件弹性架构。

（2）Docker Compose

Compose 是用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。

通过 Compose，您可以使用 YML 文件来配置应用程序需要的所有服务。然后，使用一个命令，就可以从 YML 文件配置中创建并启动所有服务。

（3）Dockerfile

Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件，文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。

虽然我们可以通过docker commit命令来手动创建镜像，但是通过Dockerfile文件，可以帮助我们自动创建镜像，并且能够自定义创建过程。本质上，Dockerfile就是由一系列命令和参数构成的脚本，这些命令应用于基础镜像并最终创建一个新的镜像。它简化了从头到尾的构建流程并极大的简化了部署工作。

（4）Docker Machine

Docker Machine 是一种可以让您在虚拟主机上安装 Docker 的工具，并可以使用 docker-machine 命令来管理主机。管理的虚拟主机可以是机上的，也可以是云供应商，如阿里云，腾讯云，AWS，或 DigitalOcean。

Docker Machine 也可以集中管理所有的 docker 主机，比如快速的给 100 台服务器安装上 docker。

（4）Swarm

Docker Swarm 是 Docker 的集群管理工具。它将 Docker 主机池转变为单个虚拟 Docker 主机。 Docker Swarm 提供了标准的 Docker API，所有任何已经与 Docker 守护程序通信的工具都可以使用 Swarm 轻松地扩展到多个主机。

支持的工具包括：Docker Compose、Docker Machine等。

（5）k8s

K8S，就是基于容器的集群管理平台，它的全称是kubernetes。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效。

2、搭建docker环境，系统环境为Ubuntu

（1）容器的创建

docker run -it ubuntu /bin/bash

容器的删除

docker rm -f <容器ID>

容器的更新

docker update 命令可动态的更新一个或多个容器的配置。如：

docker run -dit --name test --kernel-memory 50M ubuntu bash

docker update --kernel-memory 80M test

容器的查询：

docker ps -a

（2）创建并维护自己的镜像仓库，

在docker hub上创建账号并创建自己的仓库，并在本地使用login登录

docker login

（3）拉取镜像

使用docker pull命令来载入 ubuntu 镜像：

docker pull ubuntu

上传镜像

docker push [docker ID]/[仓库名]:tagname

Dockerhub中也有了push上去的镜像