docker技术入门与实战第三版

第一章初识Docker与容器

Docker的优势：

　　更快的交付和部署：通过镜像快速构建开发环境。测试和运维人员可以将其快速部署。

　　更高效的资源利用：作为内核级别的虚拟化，资源需求更低。

　　更轻松的迁移和扩展：可以在几乎任何平台运行。

　　更简单的更新管理：通过Dockerfile只需要小的配置修改，修改以增量的方式进行分发和更新。

Docker与虚拟机比较：

　　Docker容器启动和停止更快。

　　Docker容器对系统资源需求更少。

　　Docker通过类似git理念方便用户获取、分发和更新镜像，存储复用，增量更新。

　　Docker通过Dockerfile支持灵活的自动化创建和部署机制。

第二章核心概念与安装配置

Docker镜像：类似虚拟机镜像，作为只读的模板。（可以只包含某个操作系统和某个应用）

Docker容器：类似轻量级的沙盒，Docker利用容器来运行和隔离应用。

　　　　　　镜像自身是只读的。容器从镜像启动时，会在最上层创建一个可写层。

Docker仓库：类似于代码仓库，集中存放镜像文件的地方。

　　　　　　仓库注册服务器（Registry）是存放仓库的地方。如图2-1，内部放了Ubuntu仓库和CentOs仓库，Ubuntu仓库放了多个镜像版本。

如果使用Ubuntu16.04 LTS版本，可以安装如下安装包，使得Docker使用aufs存储。

sudo apt-get install -y \

linux-image-extra-$(uname -r) \

linux-image-extra-virtual

安装Docker（Ubuntu下）：

1. 添加镜像源

sudo apt-get install \

apt-transport-https \

ca-certificates \

curl \

software-properties-common

2. 添加gpg密钥

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

3. 确认导入的指纹

sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

4. 获取当前操作系统代号　　（16.04 LTS代号：xenial，18.04 LTS代号：bionic）

lsb_release -cs

5. 添加Docker稳定版本的官方软件源

sudo add-apt-repository \

"deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \

xenial \

stable"

成功后，需要更新apt软件包缓存

sudo apt-get update

6. 安装最新版本的Docker

sudo apt-get install -y docker-ce 　（手动添加软件源，其中docker-ce为一个版本）

sudo curl -sSL https://get.docker.com/ | sh 　（官方脚本：自动安装Docker）

配置Docker服务

1. 为了避免每次使用Docker命令都切换到特权身份，将当前用户加入docker用户组

sudo usermod -aG docker USER_NAME

2. Docker启动调用了dockerd命令，因此可以直接用dockerd命令进行启动。

dockerd -D -H tcp://127.0.0.1:2376 　　（启动Docker服务，并开启Debug模式）

可以写入/etc/docker/路径下的daemon.json文件，由dockerd服务启动时读取

{

　　"debug"　　:　　true,

　　"hosts"　　:　　["tcp://127.0.0.1:2376"]

}

docker服务的默认配置文件为：/etc/default/docker。

3. 重启Docker服务

sudo service docker restart

第三章使用Docker镜像

获取镜像：docker [image] pull NAME[:TAG]

　　　　　NAME为镜像仓库名称，TAG为镜像标签（版本）。不指定TAG默认下载最新版本

　　　　　例如：docker pull ubuntu:18.04

pull子命令：

　　　　-a，-all-tags=true|false 是否获取所有镜像，默认否

　　　　--disable-content-trust：取消内容校验

不同镜像仓库服务器可能出现镜像重名，严格将需要添加仓库地址（registry，注册服务器）作为前缀。

因此补全命令为：docker pull registry.hub.docker.com/ubuntu:18.04

使用镜像：docker run -it ubuntu:18.04 bash

查看镜像信息：docker images 或者 docker image ls

　　　　　　　信息包括：属于哪个仓库、标签信息、镜像的ID、创建时间、镜像大小。

images子命令	默认	作用
-a, -all=true\|false	否	列出所有镜像文件
--digests=true\|false	否	列出镜像的数字摘要值
-f, --filter=[]		过滤列出镜像
--formate="TEMPLATE"		控制输出格式
--no-trunc=true\|false	是	结果太长部分是否截断
-q, --quiet=true\|false	否	仅输出ID

tag命令增加镜像标签：docker tag ubuntu:latest myubuntu:latest

　　　　　　　　　　 docker inspect ubuntu:18.04 可以看到镜像的详细信息，各层次的数字摘要

　　　　　　　　　　 docker history ubuntu:18.04 可以看到镜像创建的过程

搜寻镜像：docker search [option] keyword

　　　　　-f, --filter : 过滤内容

　　　　　--format ：格式化输出

　　　　　--limit int ：限制输出个数

　　　　　--no-trunc ：不截断

删除和清理镜像：

1. 使用标签删除：docker rmi或者docker image rm可以删除镜像。

　　　　　　　　-f, -force：强制删除，即使有容器依赖他

　　　　　　　　-no-prune：不清理未带标签的父镜像

　　　　　　　　如：docker rmi myubuntu:latest

2. 使用镜像ID删除：docker rmi ID 会先删除所有指向该镜像的标签，然后删除镜像本身。

　　　　　　　　　当存在容器使用时（即使已经结束），也无法删除，但可以采用-f强制删除。一般做法为先删除依赖的容器，在删除镜像。

　　　　　　　　　docker rm 容器ID

3. 清理镜像：对于遗留的镜像文件使用docker image prune可以进行清理。

创建镜像：

1. 基于已有容器创建（commit）

　　docker [container] commit命令格式为：docker [container] commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

选项	默认	作用
-a, --auther=""		作者信息
-c, --change=[]		执行Dockerfile文件 CMD \| ENTRYPOINT \| ENV \| EXPOSE \| LABEL \| ONBUILD \| USER \| VOLUME \| WORKDIR
-m, --message=""		提交信息
-p, --pause=true		提交时暂停容器运行

如图，通过ubuntu镜像建立容器，进行改变。将改变后的容器建立镜像。

docker [container] commit -m "Add test file" -a "LMH" 4bb9667e7949 test:0.1

2. 基于本地模板导入（import）

docker [container] import，基于docker [image] import [OPTIONS] file|URL| -[REPOSITORY[:TAG] ]

3. 基于Dockerfile导入（build)

Dockerfile作为文本文件，描述了基于父镜像创建新镜像的过程。

通过docker [image] build基于Dockerfile创建镜像。

例如：docker build -t python:3 创建出一个python:3的镜像

存出和载入镜像

1.存储镜像

docker [image] save命令, 支持-o, -output string

例如：docker save -o ubuntu_18.04.tar ubuntu:18.04

2.载入镜像

docker [image] load将导出的tar文件载入到本地镜像库，支持 -i, -input string

例如：docker load -i ubuntu_18.04.tar

上传镜像

docker [image] push 命令上传镜像到仓库。补全为docker [image] push NAME[:TAG] | [REGISTRY_HOST[:REGISTRY_PORT]/]NAME[:TAG]

例如：docker push user/test:latest

第四章操作Docker容器

创建容器：create，start，run，wait，logs子命令

1. 新建容器

docker [container] create 创建一个容器

例如：docker create -it ubuntu:latest

　　　docker ps -a　用于查询容器状态

2. 启动容器

docker [container] start 命令用于启动

例如：docker start NAME

3. 新建并启动容器

docker [container] run 等价于先create再start

例如：docker run ubuntu /bin/echo 'Hello world'

执行run创建并启动容器时，会依次执行：

（1 检测是否存在指定镜像，不存在则从公有仓库下载

（2 利用镜像创建一个容器，并启动该容器

（3 分配一个文件系统给容器，并在只读的镜像层外挂载一层可读写层

（4 从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口到容器中

（5 配置一个IP给容器

（6 执行用户指定的应用程序

（7 执行完毕后容器被终止

例如：docker run -it ubuntu:18.04 /bin/bash 启动一个bash终端

当run执行时出错，可能导致容器直接退出：

（125：Docker daemon执行出差，如执行了不支持的Docker命令参数

（126：命令无法执行，如权限出错

（127：容器内命令找不到

4. 守护态运行

有时需要Docker容器在后台以守护态运行，可以通过-d实现。

docker run -d ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"

5. 查看容器输出

docker logs NAME

停止容器：pause/unpause, stop, prune

1. 暂停容器

docker [container] pause CONTAINER 来暂停容器

例如：docker run --name test --rm -it ubuntu bash

　　　docker pause test

处于pause状态的容器可以通过docker [container] unpause CONTAINER恢复到运行状态

例如：docker unpause test

2. 终止容器

docker [container] stop 来终止一个容器

例如：docker stop test

　　　docker start test 可以重新启动

　　　docker restart test 会关闭再启动

若此时执行docker container prune命令，会自动清理所有处于终止状态的容器

3. 进入容器

若使用-d，容器会自动进入后台，无法查看容器信息，也无法操作。

（1. attach命令

docker [container] attach [--detach-keys=[=[]]] [--no-stdin] [--sig-proxy[=true]] CONTAINER

--detach-keys：用于指定退出attach的快捷键，默认CTRL-P CTRL-Q

--no-stdin：是否关闭标准输入，默认开启

--sig-proxy：是否代理收到系统信号给应用

如：docker run -itd ubuntu

　　docker attach NAME

attch命令会使得所有attach到同一个容器的窗口，同步显示内容。

（2. exec命令

docker [container] exec CONTAINER COMMAND

例如：docker exec -it DOCKER_ID /bin/bash

4. 删除容器

docker [container] rm CONTAINER用来删除终止或退出状态的容器

5. 导入和导出容器

（1 导出容器

docker [container] export [-o|--output[=""]] CONTAINER

例如：docker export -o test_for_run.tar test

（2. 导入容器

docker [container] import 变成镜像

例如：docker import test_for_run.tar - test/ubuntu:v1.0

6. 查看容器

（1.查看容器详情

docker container inspect [OPTIONS] CONTAINER

例如：docker container inspect test

（2.查看容器内进程

docker [container] top [OPTIONS] CONTAINER

例如：docker top test

(3. 查看统计信息

docker [container] stats [OPTIONS] [CONTAIENR] 显示CPU，内存，存储，网络等

7. 其他容器命令

(1. 复制文件

docker [container] cp [OPTIONS] CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH

例如（本地路径data复制到test容器的/tmp下）：docker [container] cp data test:/tmp/

(2. 查看变更

container diff查看容器内文件系统的变更

例如：docker container diff test

(3. 查看端口映射

container port

例如：docker container port test

(4. 更新配置

container update

第五章访问Docker仓库

对于仓库（Repository）是集中存放镜像的地方，又分公共仓库和私有仓库

对于注册服务器是存放仓库的具体服务器。

例如：private-docker.com/ubuntu来说，private-docker.com是注册服务器地址，ubuntu是仓库名

1. Docker Hub公共镜像市场

https://hub.docker.com

(1. 登录

docker login完成注册和登录

注册登录后可以将个人镜像上传

(2. 基本操作

无需登录可以执行：

docker search命令可以寻找官方仓库的镜像

docker pull命令进行下载

(3. 自动创建

自动跟随代码的变更而重新构建镜像

2. 第三方镜像仓库

(1. 查看镜像

去（阿里云、腾讯云、网易云）网站查看即可

(2. 下载镜像

仍然为 docker pull

3. 搭建本地私有仓库

(1. 使用registry镜像创建私有仓库

docker run -d -p 5000:5000 registry:2

(2. 管理私有仓库

对于一个镜像，通过tag改名

docker tag ubuntu:18.04 IP:端口号/镜像名

通过push上传

docker push 　IP:端口号/镜像名

通过curl查询

curl http://IP:端口号/v2/search

通过重启以便下载

sudo service docker restart

docker pull IP:端口号/镜像名

第六章 Docker数据管理

6.1. 数据卷：可以在容器之间共享和重用，容器间传递数据变得高效与方便

　　　　　数据卷内数据修改会立即生效，无论容器还是本地操作

　　　　　数据卷的更新不会影响镜像，解耦开应用和数据

　　　　　卷会一直存在，直到没有容器使用，可以安全的卸载

1. 创建数据卷

docker volume create -d local test

在/var/lib/docker/volume下，可以看到数据卷的位置

2. 绑定数据卷

除了volume可以在创建容器时，挂载主机本地任意路径到容器内作为数据卷

docker run时可以用 -mount使用数据卷。分为volume(普通数据卷，在/var/lib/docker/volume目录），bind（绑定数据卷，在指定目录），tmpfs（临时数据卷，在内存）

使用training/webapp镜像创建一个Web容器，并挂载到容器/opt/webapp目录

docker run -d -P --name web --mount type=bind,source=/webapp,destination=/opt/webapp training/webapp python app.py

等同于使用-v

docker run -d -P --name web -v /webapp:/opt/webapp training/webapp python app.py

默认权限是(rw)，可以由此改成只读（ro）

docker run -d -P --name web -v /webapp:/opt/webapp training/webapp:ro python app.py

6.2 数据卷容器

数据卷容器作为容器，专门提供数据卷给其他容器挂载

首先，创建一个数据卷容器，并创建数据卷挂载到/dbdata

docker run -it -v /dbdata --name dbdata ubuntu

接下来，通过--volumes-from挂在dbdata容器的数据集

docker run -it --volumes-from dbdata -name db1 ubuntu

第七章端口映射与容器互联

7.1 端口映射容器访问

1. 外部访问容器内部应用

若需要外部通过网络访问容器内部，需要-p或-P指定端口。

其中-P会随机一个端口到容器内部作为网络端口

docker run -d -P training/webapp python app.py

-p 可以进行指定 IP:HostPort:ContainerPort | IP::ContainerPort | HostPort:ConotainerPort

2. 映射所有接口地址

通过HostPort:ConotainerPort 将本地端口5000映射到容器端口5000，此时会默认将本地所有地址映射到容器所有地址。

docker run -d -p 5000:5000 training/webapp python app.py

3. 映射到指定地址的指定端口

可以使用IP:HostPort:ContainerPort 格式映射使用一个特殊地址，如127.0.0.1

docker run -d -p 127.0.0.1:5000:5000 training/webapp python app.py

4. 映射到指定地址的任意端口

IP::ContainerPort 则可以绑定localhost任意端口到容器的5000

docker run -d -p 127.0.0.1::5000 training/webapp python app.py

5. 查看映射端口配置

docker port

7.2 互联网机制实现便捷互访

容器的互联（linking）用于多个容器中的应用快速交互的方式，可以通过容器名快速访问，而不用指定具体IP。

1. 自定义容器命名

--name可以对容器进行命名

不同容器不能使用相同名称，因此只有删除同名后才可以再次命名。

docker run的时候如果添加--rm则会在容器终止后自动删除，因此--rm和-d不能同时使用

2. 容器互联

--link可以让容器之间安全的进行交互，格式--link name:alias其中alias是别名

创建数据库容器：docker run -d --name db training/postgres

创建web容器，并连接db：docker run -d -P --name web --link db:db training/webapp python app.py

Docker 通过两种方式公开链接信息：

env命令查看：docker run --rm --name web2 --link db:db training/webapp env

查看host文件：docker run -t -i --rm --link db:db training/webapp /bin/bash

　　　　　　　cat /etc/hosts

第八章使用Dockerfile创建镜像

作为文本格式的配置文件，可以快速创建自定义镜像

8.1基本结构

主体内容：基础镜像信息，维护者信息，镜像操作指令，容器启动时执行指令

FROM指出基于的镜像名称，LABEL指出维护者信息，RUN指令执行命令（每一条RUN，镜像增加一层），CMD指运行容器时的操作命令。

如：debian:jessie基础镜像基础上安装Nginx环境

8.2 指令说明：

1. ARG

定义创建镜像过程使用的变量，镜像编译成功后，ARG指定的变量就不再存在。

2. FROM

指定所创建镜像的基础镜像

例如：ARG VERSSION=9.3

　　　FROM debian:${VERSION}

3. LABEL

添加辅助信息

例如：LABEL version="1.0.0-rc3"

4. EXPOSE

声明镜像内服务监听的端口（只会声明，并不会完成端口的映射）

EXPOSE <port>

例如：EXPOSE 22 80 8443

5. ENV

指定环境变量，生成过程中会被后续RUN使用，启动的容器也会存在

格式：ENV <key> <value>

例如：ENV APP_VERSION=1.0.0

一条ENV赋值多个变量，会都赋值后再更新。

6. ENTRYPOINT

默认入口命令，启动容器时会作为根命令执行。

两种格式：ENTRYPOINT ["executable","param1","param2"]; exec调用执行

　　　　　ENTRYPOINT command param1 param2; shell执行

7. VOLUME

创建一个数据挂载点

VOLUME ["/data"]

8. USER

指定运行容器时的用户名或UID

格式：USER daemon

9. WORKDIR

为RUN，CMD，ENTRYPOINT指令配置工作目录。相对路径会基于之前命令。

格式：WORKDIR /path/to/workdir

例如：WORKDIR /a

　　　WORKDIR b

10. ONBUILD

指定当生成镜像创建子镜像时，自动执行的命令指令。

格式：ONBUILD [INSTRUCTION]

例如：ONBUILD ADD . /app/src

11. STOPSIGNAL

停止所创建镜像启动的容器接受退出信号

STOPSIGNAL signal

12. HEALTHCHECK

配置所启动容器如何进行健康检查

格式：HEALTHCHECK [OPTIONS] CMD command : 根据返回值是否为0判断

　　　HEALTHCHECK NONE：禁止健康检查

13. SHELL

指定其他命令使用shell的类型

SHELL ["executable", "parameters"]

默认值["/bin/bash","-c"]

8.2操作指令

1.RUN

格式：RUN <command>或 RUN ["executable", "parameter1", "parameter2"]

两种格式，前者默认在shell终端执行，后者则可以采用其他终端类型。

每条RUN都会执行命令后，提交为新的镜像层。命令较长可以 \ 来换行

2. CMD

指定启动容器时默认执行的命令。每个Dockerfile只有最后一个CMD被执行

格式：CMD ["executable", "param1", "param2"]　　任意终端

　　　CMD command param1, param2　　　　　　shell执行

　　　CMD ["param1", "param2"] 提供给ENTRYPOINT的默认参数

3. ADD

添加内容到镜像

格式：ADD <src> <dest>

复制src下内容，到容器dest下。

4. COPY

复制内容到镜像

COPY <src> <dest>

类似ADD。

8.3 创建镜像

读取指定目录下的Dockerfile

格式：docker [image] build

　　　docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

例如：docker build -t builder/first_image:1.0.0 /tmp/docker_builder/　　（-t为标签）

命令选项：

选择父镜像：分为基础镜像和普通镜像。基础镜像往往处于镜像树的根位置。

使用.dockerignore文件：该文件用于忽略匹配路径或文件

第23章 Docker三剑客之Machine

负责Docker容器的第一步，在多种平台上快速安装和维护Docker运行环境。

23.1 Machine简介

Machine负责对Docker进行安装和管理。

基本功能：在指定节点和平台安装Docker引擎，配置为可使用Docker的环境。

　　　　　集中管理所安装的Docker环境。

23.2 安装Machine

1. Linux平台安装

sudo curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.13.0/docker-machine-`uname -s`-`uname -m` > docker-machine

sudo mv docker-machine /usr/local/bin/docker-machine

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-machine

安装后检测版本

docker-machine -v

23.3 使用Machine

1. 虚拟机：通过virtualbox（提前安装）驱动启动一个虚拟环境

例如（启动）：docker-machine create --driver=virtualbox test

　　（查看配置信息）：docker-machine env test

　　（停止）：docker-machine stop test

2. 本地主机：适合主机操作系统和SSH服务都安装好。需要确保本地主机可以ssh到目标主机。

docker-machine create -d generic --generic-ip-address=10.0.100.102 --generic-ssh-user=user test

可以看出，Machine通过SSH连接到指定节点，并安装了Docker引擎

3. 云平台驱动：配置其上的虚拟机为Docker主机

docker-machine create --dirver amazonec2.......

4. 客户端配置

默认配置都会在：~/.docker/machine/machines/路径下

23.4 Machine命令

docker machine <COMMAND> -h

1. active：查看当前激活状态的Docker主机，激活状态意味着DOCKER_HOST环境变量指向该主机。

格式：docker-machine active [arg...]

docker-machine active

2. config：查看Docker主机的配置信息

格式：docker-machine config [OPTIONS] [arg...]

docker-machine config dev

3. create：创建一个Docker主机环境

格式：docker-machine create [OPTIONS] [arg..,]

4. env：显示环境变量

格式：docker-machine env [OPTIONS] [arg...]

5. inspect：以json形式显示主机详细信息

格式：docker-machine inspect [OPTIONS] [arg...]

6. ip：获取Docker 主机地址

例如（获取default的地址）：docker-machine ip default

7. kill：杀死Docker主机

8. ls：列出所有管理的主机

docker-machine ls [OPTIONS] [arg...]

第24章 Docker 三剑客之Compose

24.1 Compose简介

定位：定义和运行多个Docker容器的应用。

Compse允许通过一个docker-compose.yml模板文件来定义一组关联的应用容器为一个服务栈。

Compose重要概念：任务（task）：一个容器称为一个任务，具有独一无二ID。

　　　　　　　　　服务（service）：某个相同容器镜像的容器副本集合，一个服务可以横向扩展为多个容器实例。

　　　　　　　　　服务栈（stack）：多个服务组成，相互配合。

24.2 安装与卸载

1. pip安装

安装：sudo pip install -U docker-compose

检测，并查看用法：docker-compose -h

2. 二进制包

sudo curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.19.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

sudo chmod a+x /usr/local/bin/docker-compose

查看版本，以及是否成功：docker-compose version

3. 容器中执行（不会破坏环境，更适合云场景）

curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.19.0/run.sh > /usr/local/bin/docker-compose

chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

run.sh则是下载了docker/compose镜像并运行

4. 卸载

二进制包安装：sudo rm /usr/local/bin/docker-compose

pip安装：sudo pip uninstall docker-compose

24.3 Compose 模板文件

默认的模板文件名docker-compose.yml，格式YAML，最新版本为v3

版本1中每个顶级元素为服务名，次级元素为容器配置信息

版本3可以声明网络、存储信息，又增加了版本信息，并且服务都放置在services根下

1. build

指定Dockerfile所在文件夹的路径，或者相对docker-compose.yml文件的路径。

version: '3'
services:
    app:
        build
            context: /path/to/build/dir
            dockerfile: Dockerfile-app
            lables:
                    version: "2.0"
                    released: "true"
            shm_size: '2gb'
            args:
                    key: value
                    name: myApp
            cache_from:
                    - myApp:1.0

2. cap_add, cap_drop

指定容器的内核能力分配。

例如（指定拥有所有能力）：

cap_add:

　　　- ALL

去掉NET_ADMIn能力：

cap_drop:

　　　- NET_ADMIN

3. command

覆盖容器启动后默认执行的命令：

command: echo "hello world"

command: ["bash", "-c", "echo", "hello world"]

4. configs

在Docker Swarm模式下，通过configs来管理和访问非敏感的配置信息。

5. cgroup_parent

指定父cgroup组，意味着将继承其资源限制。

cgroup_parent: cgroups_1

6. container_name

指定容器名，默认会使用 “项目名称_服务名称_序号”

container_name: docker-web-container

特别注意：指定容器名称后，该服务无法进行扩展，因为Docker不允许容器重名。

7. devices

指定设备映射

devices:

　　　- "/dev/ttyUSB1:/dev/ttyUSB0"

8. depends_on

指定服务的依赖关系，会先启动被依赖的服务。

depends_on: db

9. dns

自定义dns服务器。可以是一个值，也可以是一个列表。

dns: 8.8.8.8

dns:

　　- 8.8.8.8

　　- 9.9.9.9

10. dns_search

配置DNS搜索域。可以是一个值，也可以是一个列表。

dns_search: example.com

11. dockerfile

指定额外的编译镜像的Dockerfile

dockerfile: Dockerfile-alternate

12. entrypoint

覆盖容器默认的入口命令。会覆盖默认的启动命令。

entrypoint: python app.py

13. env_file

从文件获取环境变量，路径会基于模板文件路径。可以是一个值，也可以是一个列表。

env_file: .env

14. environment

设置环境变量，数组或字典的方式。

environment:

　　RACK_ENV: development

　　SESSION_SECRET:

或者

environment:

　　- RACK_ENV=development

　　- SESSION_SECRET

15. expose

暴露端口，但不映射宿主机。

expose:

　　- "3000"

　　- "8000"

16. extend

基于其他模板文件进行扩展。

如：已经实现基础模板文件common.yml内部服务webapp

再次编写development.yml文件。

web:

　　extends:

　　　　　file: common.yml

　　　　　service: webapp

　　　　　....

使用extend避免产生循环依赖。extend不会继承links和volumes_from

17. external_links

链接到外部容器，甚至并非Compose管理的外部容器

external_links:

　　- redis_1

　　- project_db_1:mysql

　　- project_db_1:postgresql

18. extra_hosts

类似Docker中的--add-host参数，指定额外的host名称映射信息

extra_hosts:

　　- "googledns:8.8.8.8"

19. healthcheck

指定检测健康状态的机制，包括：检测方法、间隔、超时、重试次数、启动等待时间。

healthcheck:

　　test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8080"]　

　　interval: 30s

　　timeout: 15s

　　retries: 3

　　start_period: 30s

20. image

指定为镜像名称，或镜像id。如果本地不存在，Compose将会尝试去拉取。

image: ubuntu

21. isolation

配置容器隔离机制：default、process、hyperv。

22. lables

添加Docker元数据信息。

labels:

　　XXXX....

23. links

links作为旧的用法，之后可能被移除

连接到其他服务中的容器。格式可以为：服务器名或者服务器名:服务器别名

links:

　　- db

　　- db:database

　　- redis

使用的别名将在服务容器中/etc/hosts里创建。

24. logging

日志相关配置

logging.driver：日志驱动类型。

三种类型：

driver: "json-file"

driver: "syslog"

driver: "none"

25. network_mode

设置网络模式。使用和docker client的--net参数一样的值。分为：none, bridge, host, service:[service name], container:[name or id]

network_mode: "none"

26. networks

定义网络信息

27. pid

跟主机系统共享进程命名空间。打开该选项的容器之间，容器和主机之间可以通过进行ID进行访问。

pid: "host"

28. ports

暴露端口信息

使用宿主：容器（HOST：CONTAINER），或仅仅指定容器的端口，主机随机选择。

ports:

　　- "3000"

　　- "8000:8000"

　　- "49100:22"

　　- "127.0.0.1:8001:8001"

29. secrets

配置蜜蜜数据。指定来源秘密，挂载后名称，权限等。

30. security_opt

指定容器模板标签机制的默认属性（用户、角色、类型、级别等）。

security_opt:

　　　　- label:user:USER

　　　　- label:role:ROLE

31. stop_grace_period

指定应用停止时的期限。过期后通过SIGKILL退出。

32. stop_signal

指定停止容器的信号，默认SIGTERM

33. sysctls

配置容器内的内核参数。

sysctls:

　　net.core.somaxconn: 4096

　　net.ipv4.tcp_syncookies: 1

34. ulimits

指定容器的ulimits限制。如进程数、文件句柄软硬限制。

35. userns_ mode

指定用户命名空间模式

userns_mode: "host"

36. volumes

数据卷所挂载路径设置。（HOST：CONTAINER），（HOST：CONTAINER：ro）

volumes:

　　- /var/lib/mysql

　　- cache/:/tmp/cache

　　- ~/configs:/etc/configs/:ro

37. restart

指定重启策略：no（不重启）、always（总是）、on-failure（失败时）、unless-stopped（除非停止）。

restart: unless-stopped

38. deploy

指定部署和运行时的容器相关配置。包括：endpoint_mode、lables、mode、placement、replicas、resources、restart_policy、update_config等

（1）endpoint_mode

指定服务端点模式：vip：将会分配一个前端的虚拟地址，客户端访问时无需关心后端容器个数

　　　　　　　　　dnsr：分配一个域名给服务器，访问域名时会轮询的返回容器地址。

（2）lables

指定服务器的标签

（3）mode

容器的副本模式：global：每个节点只有一个该应用容器。

　　　　　　　　replicated：集群中存在指定份数的应用容器副本。

（4）placement

定义容器放置的限制（哪些节点可以放）和配置（分配策略）。

（5）replicas

在mode为replicated时，设置副本个数

（6）resources

指定资源：CPU、内存等。

（7）restart_policy

指定容器重启策略。

（8）update_config

当容器需要更新时，该配置为更新的行为。

39. 其他指令

40. 读取环境变量

动态读取主机的系统环境变量

41. 扩展性

支持用户自定义的扩展字段

24.4 Compose命令说明

大部分的命令可以是项目本身，项目的服务或者容器。

格式：docker-compose [-f=<arg>...] [options] [COMMAND] [ARGS...]

1. build

构建项目中的服务容器

格式：docker-compose build [options] [SERVICE...]

2. bundle

创建一个可分发的配置包

格式：docker-compose bundle [options]

3. config

校验和查看Compose文件的配置信息。

格式：docker-compose config [options]

4. down

停止服务栈，并删除相关资源。

格式：docker-compose down [options]

5. events

监控容器的事件信息。

格式：docker-compose events [options] [SERVICE...]

6. exec

在一个运行内的容器执行指定命令

格式：docker-compose exec [options] [-e KEY=VAL...] SERVICE COMMAND [ARGS...]

7. help

获得命令帮助

8. images

列出服务所创建的镜像

9. kill

发送SIGKILL信号强制停止服务容器

10. logs

查看服务容器的输出。

格式：docker-compose logs [options] [SERVICE...]

11. pause

暂停一个服务容器

格式：docker-compose pause [SERVICE...]

12. port

打印某个容器端口所映射的公共端口

格式：docker-compose port [options] SERVICE PRIVATE_PORT

13. ps

列出目前所有容器

格式：docker-compose ps [options] [SERVICE...]

14. pull

拉取服务依赖的镜像

格式：docker-compose pull [options] [SERVICE...]

15. push

推送服务创建的镜像到镜像仓库
格式：docker-compose push [options] [SERVICE...]

16. restart

重启项目的服务
格式：docker-compose restart [options] [SERVICE...]

17. rm

删除所有（停止状态的）容器
格式：docker-compose rm [options] [SERVICE...]

18. run

指定服务上执行一个命令

格式：docker-compose run [options] [-p PORT...] [-e KEY=VAL...] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]

例如：docker-compose run ubuntu ping docker.com

19. scale

设置指定服务运行的容器个数

格式：docker-compose scale [options] [SERVICE=NUM...]

20. start

启动已存在的服务容器

格式：docker-compose start [SERVICE...]

21. stop

停止运行状态的容器

格式：docker-compose stop [options] [SERVICE...]

22. top

显示服务栈中正在运行的进程信息

格式：docker-compose top [SERVICE...]

23. unpause

恢复处于暂停状态的容器

格式：docker-compose unpause[SERVICE...]

24. up

尝试自动完成：构建镜像、创建服务、启动服务、开关联服务相关容器的一系列操作。

格式：docker-compose up [options] [SERVICE...]

25. version

打印版本信息

格式：docker-compose version

24.5 Compose环境变量

第27章 Kubernetes 生产级容器集群平台

Kubernete是Google于2014年开源的容器集群管理项目。

Kubernete作为分布式容器集群系统，优势：

　　优秀的API设计，简洁高效的架构设计，少量的主要组件，彼此通过接口调用。

　　基于微服务模式的多层资源抽象，兼顾灵活性与可操作性。

　　可拓展性好，模块化容易替换，伸缩能力极佳。

　　自动化程度高。

　　部署支持多个环境。

　　支持丰富的运维和配置工具。

　　自带控制台、客户端命令等工具。

27.2核心概念

Kubernete中每个对象拥有一个对应的声明式API。对象包括三大属性：元数据（metadata），规范（spec），状态（status）。

每个对象可以用一个json或yaml来定义，每个模板文件中定义了apiVersion、kind、metadata、spec等信息。

资源抽象对象：

容器组（Pod）：作为最小的资源单位。由位于同一节点的若干容器组成，彼此共享网络命名空间和存储卷。Pod是短暂，随时可变，通常无状态。

　　　　　　　　一般每个Pod除了应用容器外，还有一个初始的pause容器，用于完成网络和存储空间的初始化。

服务（Service）：对外提供某个特定功能的一组Pod和所关联的访问配置。

　　　　　　　　由于Pod地址不同，而且可能改变，因此通过服务提供唯一固定的地址。用户不需要关心具体的Pod信息。

存储卷（Volume）：提供数据持久化存储。支持多种本地和云存储类型。

命名空间（Namespace）：通过命名空间来实现虚拟化，将同一组物力资源虚拟为不同的抽象集群，避免不同租户的资源发生命名冲突。

控制器抽象对象：

副本集（ReplicaSet）：旧版本叫做复制控制器。副本集作为Pod的抽象，让集群中维持指定个数的实例。操作相对底层，不推荐使用。

部署（Deployment）：比副本集更高级的抽象，可以管理Pod或副本集。相对方便，推荐使用。

状态集（StatefulSet）：管理带有状态的应用。可以为Pod分配独一无二的身份。确保重新调配时不会相互替换。

Daemon集（DaemonSet）：确保节点上运行某个Pod，一般用来收集日志、监控节点、提供存储使用。

任务（Job）：适用短期处理场景，创建若干Pod，并确保给定数目的Pod正常退出。

横向Pod扩展器（Horizontal Pod Autoscaler， HPA）：类似云里面的自动扩展组，根据Pod使用率自动调整Pod数目。

入口控制器（Ingress Controller）：定义访问集群中资源的一组规则，用来提供七层代理和负载均衡服务。

管理资源相关的辅助概念：

标签（Label）：键值对，标记在资源对象上。

选择器（Selector）：基于标签的正则表达式，用于筛选。

注解（Annotation）：键值对，存放大量任意数据，一般是对象详细说明。

秘密数据（Secret）：存放敏感数据，如认证的口令。

名字（Name）：用户提供给资源的别名。

持久化存储（Persistent）：确保数据不会丢失。

资源限额（Resource Quotas）：限制某个命名空间下对资源的使用，逐渐提供多租户支持。

安全上下文（Security Context）：应用到容器上的系统安全配置。

服务账号（Service Accounts）：操作资源的用户账号。

27.3 资源抽象对象

Kubernete对集群资源进行不同级别的抽象，每个资源都是一个REST对象，通过API操作，通过json和yaml定义。

1. 容器组

Kubernete下最小的管理单位是容器组（Pod）。容器组由一到多个容器构成，围绕进行：创建、调度、停止等生命周期管理。

同一个容器组下，容器共享命名空间、cgroups限制和存储卷。因此内部应用可以很方便的进行访问。相当于一个虚拟机，多个不同的进程。

容器组既保持了容器的轻量解耦，又提供了调度操作的便利性。

生命周期：

　　待定：已经被系统接收，等待镜像。

　　运行：已经分配到节点，容器都被创建，至少一个容器在运行。

　　成功：所有容器都已经退出，不需要重启，任务完成。

　　失败：所有容器都已经退出，至少一个容器非正常退出。

　　未知：未知状态，例如节点无法汇报状态。

2. 服务

Kubernete主要面向对象是持有运行并无状态的。

服务主要解决Pod地址可变问题（因为Pod可能会失败并在其他节点重启）。

如：网站的后端服务，多个节点启动Pod，组成一个服务。前端只需要服务的唯一一个虚拟地址即可，并不关心发送到哪个Pod。

根据访问的不同，服务类型分为：

　　ClusterIP：提供一个集群内部的地址，只能在集群内部解析和访问。（默认的服务类型）

　　NodePort：每个节点上映射服务到一个静态的本地端口。外部可以访问，路由到内部自动创建ClusterIP。

　　LoadBalancer：使用外部路由服务，自动路由访问到自动创建的NodePort和ClusterIP。

　　ExternalName：将服务映射到指定地址。

3. 存储卷

存储卷（Volume）即容器内部挂载的数据卷，与Pod有一致的声明周期。

常见的数据卷类型：

　　emptyDir：Pod创建时在节点上创建一个控的挂载目录，节点离开时自动删除其数据。

　　hostPath：节点上存在的目录挂载到Pod中，Pod退出后也会保留。

　　gcePersistentDisk：使用GCE服务。保留数据

　　awsElasticBlockStore：使用AWS的EBS Volume服务。保留数据。

　　nfs：使用NFS网络存储，也会持久化数据。

　　gitRepo：挂载空目录到Pod，clone指定的git仓库代码到里面，试用直接从仓库某代码进行部署。

　　secret：传递敏感数据，基于内存的tmpfs，挂载临时秘密文件。

27.4 控制器抽象对象

1. 副本集和部署

由于Pod资源随时可能故障，Kubernete不需要保证Pod的运行，而且失败后的重新生成。需要通过复制控制器来实现这一功能。

用户申请容器组后，复制控制器将负责调度容器到某个节点上，并保证给定份数（replica）运行正常。Pod数多则终止，少则创建。

2. 状态集

通常，容器的应用不带有状态，部署同一个应用的多个Pod彼此可以替换，生命周期也较短。因此，无状态的应用只关心数据，不关心名称、位置等。

而某些应用需要关心Pod的状态（数据库和配置服务等），挂载独立的存储等。一旦Pod故障退出，需要创建同名Pod，并挂载原来的存储，以便继续执行，实现了高可用。

3. Daemon集

适合于长期运行在后台的伺服类型应用，如：节点采集日志等。

Daemon集会确保指定的一类节点上都运行该应用的Pod。

4. 任务

不同于长期运行的应用，任务中应用完成某一类处理即可退出。

5. 横向Pod扩展器

解决应用波动的情况，自动调整Pod个数。

27.5 其他抽象对象

1. 标签

一组键值对，用来标记所绑定对象的识别属性，进而可以分类。

2. 注解

类似标签，可以存储更复杂的信息，不用于分类。

3. 选择器

通过标签的键值来过滤出一组特定的资源对象。

4. 秘密数据

保存敏感数据。

5. UID和名字

Kubernetes用UID和名字来识别对象。UID是全局唯一，名字是命名空间唯一。

6. 命名空间

用来隔离不同用户的资源。

命名空间内，资源不允许重名。

kubernete启动后，默认保留两个命名空间：

　　default：资源未指定时，默认为该空间。

　　kube-system：由Kubernete自身创建的资源。

7. 污点和容忍

辅助调用Pod到节点调度过程。

一个工作节点注明若干污点，只有对这些污点容忍的pod，才可以调度到该节点。

27.6 快速体验

Linux为例

1. 下载minikube和kubectl

下载minikube，并复制到/usr/local/bin

curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 && chmod +x minikube

cp minikube /usr/local/bin

kubectl是Kubernete提供的客户端，可以操作启动后的集群

curl -Lo kubectl https://storage.googleapis.com/kubernete-release/release/${curl -s https://storage.googleapis.com/kurnetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl && chmod +x kubectl

cp kubectl /usr/local/bin

2. 启动集群

分为两种模式：一种在本地创建虚拟机，然后创建集群。一种直接创建集群，需要制定-vm-driver=none参数

TODO....................

3. 查看Kubernete服务

查看集群信息：kubectl cluster-info

查看启动的容器：docker ps

4. 使用部署控制器管理服务

切换到minikube客户端环境上下文

kubectl config use-context minikube

27.7重要组件

Kubernete集群采用了典型的“主-从”架构。Master负责控制，Node负责干活。

Master负责协调管理，包括组件：

　　Etcd：作为数据库，存放集群状态和配置相关数据

　　kube-apiserver：对外接口，提供RESTful API供客户端和其他组件调用。

　　kube-scheduler：负责对资源调度，具体负责分配某个请求的Pod到某个节点。

　　controller-manager：对不同资源的管理器，维护状态。

　　kube-ui：可选，自带的Web界面。

　　kube-dns：可选，记录启动容器组和服务地址。

　　其他组件：监控日志记录等。

Node节点可以是虚拟机或者物理机器。

　　容器引擎：支持Docker和rkt。

　　kubelet：节点主要工作代理，汇报状态实现声明周期管理。

　　kube-proxy：负责服务发现和负载均衡。

　　辅助组件：可选，supervisord保持kubelet和docker进行运行。

Node节点重要属性：

　　主机名：所在系统的主机别名

　　外部地址：外部客户端可通过该地址访问

　　内部地址：内部可访问的地址

posted @ 2020-07-13 11:04 注册以后还能改吧阅读(678) 评论(0) 编辑收藏举报

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