Docker安装、自定义镜像、网络配置、持久化数据、compose、swarm

Docker简介

Docker是一个开源的引擎，它提供了为应用程序创建轻量级/可移植/高效的容器方案。支持部署到本地和云平台环境。使用Docker有很多好处,比如更快的交付和部署，更高效的资源利用，更轻松的迁移。它的应用场景包括Web应用的自动化打包部署,自动化测试,持续集成等。

Docker基本概念

docker的核心： 镜像、容器、仓库

镜像

Docker中的镜像类似于虚拟机的镜像，可以理解为一个只读的模板。比如，一个镜像包含一个基本操作系统环境，或者包含某个应用程序正确运行所需的运行环境。镜像是创建Docker容器的基础，通过镜像的版本控制，Docker提供了十分简单的机制来创建和更新镜像，也可以直接下载已经做好的应用镜像，并直接使用。

容器

Docker容器类似一个轻量级的沙盒，Docker利用容器来运行和隔离应用，容器是从镜像创建的应用运行示例，可以对它进行启动，停止，删除等操作。
可以理解容器为一个简易版的Linux操作系统环境，包括某些应用程序打包而成的盒子。

仓库

Docker仓库类似代码仓库，是Docker用来集中存放镜像的地方。Docker仓库根据镜像是否公开分为公开仓库和私有仓库，目前最大的公开仓库是官方提供的Docker Hub,其中存放了大量的镜像供用户下载。同时，国内不少云服务提供商也提供了仓库的本地源，可以提高稳定的国内访问。

关于私有仓库，用户可以自行搭建本地仓库，用于维护私有的镜像。

分层存储

镜像构建时，会一层一层的构建，前一层是后一层的基础，每一层构建完就不会发生改变，后一层所有的改变都不会影响前一层的。比如删除前一层的文件，其实并不是删除了前一层的文件，只是标记为已删除，在容器运行的时候，不会看到这个文件,但是实际上文件还存在。

分层存储的特征让镜像的复用变得容易，比如可以以之前建好的镜像作为基础层,然后逐步添加新的层，以定制自己所需的内容。

Docker的安装

删除旧版本的 Docker

sudo yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine

安装所需的软件包

sudo yum install -y yum-utils \
  device-mapper-persistent-data \
  lvm2

设置docker默认的镜像仓库

sudo yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

安装docker

sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

启动docker

sudo systemctl start docker

以下代码是设置阿里云的 docker 镜像仓库

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://y5j5hcnv.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

docker常用命令

docker images 										# 查看所有模板
docker pull tomcat 									# 从远程仓库拉取 image 镜像
docker rmi tomcat									# 删除某个镜像
docker run -d --name mytomcat -p 80:8080 tomcat 	# 运行docker image 镜像
docker exec -it tomcat /bin/bash					# 进入到容器中执行命令
docker ps 											# 查看正在运行的  container
docker kill tomcat 									# 杀死进程
docker build -t vitshop-image   					# 构建 image 镜像
docker logs -f vitshop								# 查看日志
docker container ls -a 								# 查看所有的container
docker container rm tomcat 							# 删除container
docker inspect tomcat								# 查看 image 镜像详细信息
docker history tomcat								# 查看镜像历史
docker volume ls									# 查看所有的 volume
docker volume inspect tomcat						# 查看 volume 详情
docker volume create								# 创建volume
docker volume rm									# 删除 volume
docker start mytomcat								# 启动已有的container

docker官网命令集合

Docker | 自定义image 自定义docker镜像

Dockerfile 什么是 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。

Dockerfile 指令的作用

FROM centos		# 基于什么镜像之上构建自己的自定义镜像
RUN				# 用于执行后面命令，RUN ["./test.php", "dev", "offline"] 等价于 RUN ./test.php dev offline
CMD				# 类似于 RUN 命令，用于运行程序。 CMD在docker run 时运行。 run 是在docker build时运行
COPY 			# 复制指令，从上下文目录中复制文件或者目录到容器的制定位置
ADD				# 跟复制命令使用格式一致（同样的需求下，官方建议使用 copy）
VOLUME			# 定义匿名数据卷。在启动容器时忘记挂载数据卷，会自动挂载匿名的数据卷。   做持久化数据

ENTRYPOINT		# 类似于 cmd 命令但其不会被 docker run的命令行参数指定的指令所覆盖，而且这些命令行的参数会被当做参数传给 
				# ENTRYPOINT 所指定的程序，但是如果运行 docker run 时候使用了 --entrypoint 选项，
				# 此选项的参数可当做要运行的程序覆盖 ENTRYPOINT 指定的程序
				# 优点： 在执行 docker run 的时候可以指定 ENTRYPOINT 运行所需的参数
				# 注意： 如果 Dockerfile 文件中存在多个 ENTRYPOINT 指令，仅最后一个生效。

ENV				# 设置环境变量，定义了环境变量，那么在后续的指令中就可以使用这个变量。

ARG				# 构建参数，与 ENV 作用一至。不过作用域不一样。ARG 设置的环境变量仅对 Dockerfile 内有效，
				# 也就是说只有 docker build 的过程中有效，构建好的镜像内不存在此环境变量。
				# 构建命令 docker build 中可以用 --build-arg <参数名>=<值> 来覆盖。

EXPOSE			# 仅仅只是声明端口。帮助镜像使用者理解这个镜像服务的守护端口，以方便配置映射。
				# 在运行时使用随机端口映射时，也就是 docker run -P 时，会自动随机映射 EXPOSE 的端口。

WORKDIR			# 指定工作目录。用 WORKDIR 指定的工作目录，会在构建镜像的每一层中都存在（WORKDIR 指定的工作目录，必须是提前创建好的）
				# docker build 构建镜像过程中的，每一个 RUN 命令都是新建的一层。只有通过 WORKDIR 创建的目录才会一直存在。

USER			# 用于指定执行后续命令的用户和用户组，这边只是切换后续命令执行的用户（用户和用户组必须提前已经存在）。
HEALTHCHECK		# 用于指定某个程序或者指令来监控 docker 容器服务的运行状态。
ONBUILD			# 用于延迟构建命令的执行。简单的说，就是 Dockerfile 里用 ONBUILD 指定的命令，在本次构建镜像的过程中不会执行
				# （假设镜像为 test-build）。当有新的 Dockerfile 使用了之前构建的镜像 FROM test-build ，
				# 这是执行新镜像的 Dockerfile 构建时候，会执行 test-build 的 Dockerfile 里的 ONBUILD 指定的命令。

使用 Dockerfile 创建自定义 image 镜像

以springboot项目为例：把打包好的 springboot.jar 放入服务器自定义目录中，并创建 Dockerfile 文件。

mkdir vitshop-image  # 创建自定义目录，
vim Dockerfile       # 创建 Dockerfile 文件

编辑 Dockerfile 文件

FROM openjdk:8
MAINTAINER itcrazy2016
LABEL name="dockerfile-dome" version="1.0" author="itcrazy2016"
COPY vitshop-0.0.1.jar vitshop.jar
CMD ["java","-jar","vitshop.jar"]

保存 Dockerfile 文件之后，使用 docker build -t vitshop-image 命令创建 image。
等待创建完毕之后就可以，运行或者查看 image 镜像了。

docker build -t vitshop-image .   						# -t vitshop-image 是自定义的名称
docker iamges 											# 查看所有的镜像
docker run -d --name vitshop -p 80:8080 vitshop-image	# 运行自己创建的  image镜像

把 image 镜像推送到阿里云镜像仓库

** 登陆阿里云控制台，找到容器镜像服务标签，选择下面的镜像仓库开通空间之后照下面命令上传自己的镜像。 **

# 登陆到阿里云镜像仓库
$ sudo docker login --username=tb4005142_00 registry.cn-beijing.aliyuncs.com
# 给自定的镜像打包
$ sudo docker tag [ImageId] registry.cn-beijing.aliyuncs.com/daozhuang/daozhuang:[镜像版本号]
# 推送到阿里云仓库
$ sudo docker push registry.cn-beijing.aliyuncs.com/daozhuang/daozhuang:[镜像版本号]
# 从Registry中拉取镜像
$ sudo docker pull registry.cn-beijing.aliyuncs.com/daozhuang/daozhuang:[镜像版本号]
# 从ECS推送镜像时，可以选择使用镜像仓库内网地址。推送速度将得到提升并且将不会损耗您的公网流量。
# 如果您使用的机器位于VPC网络，请使用 registry-vpc.cn-beijing.aliyuncs.com 作为Registry的域名登录，并作为镜像命名空间前缀。

深入探讨Container

Docker commit 命令
docker commit :从容器创建一个新的镜像。
语法：

docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
docker commit -a "xxxx" -m "xxxx" a404c6c174a2  mymysql:v1 

OPTIONS说明：
-a :提交的镜像作者；
-c :使用Dockerfile指令来创建镜像；
-m :提交时的说明文字；
-p :在commit时，将容器暂停。

container资源限制

语法：

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
docker run --name mynginx -d nginx:latest
# 内存限制
docker run -d --memory 100M --name tomcat01 tomcat
# cpu限制  设置CPU权重
docker run -d --cpu-shares 10 --name tomcat01 tomcat

OPTIONS说明：
-a stdin: 指定标准输入输出内容类型，可选 STDIN/STDOUT/STDERR 三项；
-d: 后台运行容器，并返回容器ID；
-i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用；
-P: 随机端口映射，容器内部端口随机映射到主机的高端口
-p: 指定端口映射，格式为：主机(宿主)端口:容器端口
-t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用；
–name=“nginx-lb”: 为容器指定一个名称；
–dns 8.8.8.8: 指定容器使用的DNS服务器，默认和宿主一致；
–dns-search example.com: 指定容器DNS搜索域名，默认和宿主一致；
-h “mars”: 指定容器的hostname；
-e username=“ritchie”: 设置环境变量；
–env-file=[]: 从指定文件读入环境变量；
–cpuset=“0-2” or --cpuset=“0,1,2”: 绑定容器到指定CPU运行；
-m :设置容器使用内存最大值；
–net=“bridge”: 指定容器的网络连接类型，支持 bridge/host/none/container: 四种类型；
–link=[]: 添加链接到另一个容器；
–expose=[]: 开放一个端口或一组端口；
–volume , -v: 绑定一个卷

Docker | 容器网络配置

Docker的四种网络模式

docker默认网路 bridge
Docker启动的时候会在主机上自动创建一个docker0网桥，实际上是一个Linux网桥，所有容器的启动如果在docker run的时候没有指定网络模式的情况下都会挂载到docker0网桥上。这样容器就可以和主机甚至是其他容器之间通讯了。
我们可以使用 命令 ip a 查看所有的网卡

host模式网络
该模式中将禁用Docker容器的网络隔离，容器共享宿主机的网络命名空间，直接暴露在公网中，容器会继承宿主机的IP地址。使用host模式会将容器直接暴露在公网，会存在安全隐患。

container模式网络
该模式中，容器会使用另一个容器的网络命名空间。使用方式为:–net=container:containername

none模式网络
该模式将容器放置在自己的网络栈中，并不进行任何配置，该模式实际上是关闭了容器的网络功能。

外部访问容器：
外部要访问容器使用： -p 参数把容器端口映射到宿主机上即可访问，-p 和 -P是有区别的 -P是随机映射端口范围是 49000~49900；
-p是要自己指定端口号， 如：-p hostPort:containerPort

容器访问外部：
默认情况下，容器可以访问到外部网络的连接，因为容器的默认网络接口为docker0网桥上的接口，也即是主机上的本地接口。其原理是通过Linux系统的转发功能实现的，在Linux中检查转发是否打开：

[root@VM_0_14_centos ~]# sysctl net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.ip_forward = 1

0表示转发未打开，1表示转发已经打开。可以在docker run时使用–ip-forward=true来指定，Docker会打开主机的转发功能。

同时可以通过上述的nat表中找到对应的规则，在POSTRONTING的第一个规则就是把所有原地址在172.17.0.0/16网段但不是属于Docker0的网包(即容器中的网包)，动态伪装为0.0.0.0/0网段，即主机网卡。

自定义 bridge 网络

docker默认的网络模式
在使用此网络模式的时候需要端口映射，
Docker网络操作：

# 创建网路
docker network create -d bridge --subnet 172.25.0.0/16 mynet
# 连接一个网络到容器中
docker network connect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
docker network connect mynet containername
# 查看所有网络
docker network ls
# 删除网络
docker network rm
# 容器和网络断开连接
docker network disconnect [OPTIONS] NETWORK CONTAINER
# 查看网络详情
docker network inspect

Docker link方式互联

容器之间相互通讯可以通过docker run中的–link=container_name:alias参数来达到效果。
此种方式可以很方便让容器使用容器名进行通讯，而不需要依赖ip地址，不过link方式仅仅解决了单机容器间的互联，多机的情况下，需要通过别的方式进行连接。

Docker 持久化数据

Docker文件系统

Docker的镜像是由多个文件系统(只读)叠加而成，当我们启动一个容器的时候，Docker会加载只读镜像层并在其上添加一层’读写层’.如果运行中的容器需要了一个文件，那么并不会修改只读层的文件，只会把该文件复制到’读写层’然后对他修改，只读层的文件就被隐藏了，当删除了Docker容器之后，或者重启容器之后，之前对文件的更改会丢失，镜像的只读层以及容器运行时的’读写层’被称为Union File System(联合文件系统)

为了能够保存数据的持久化以及共享容器之间的数据，提出了Volume的概念。简单来说Volume就是一个文件或者目录。它可以绕过联合文件系统，以正常的文件或者目录的形式保存在主机上。可以通过两种方式来初始化Volume,这两种方式有一些细微区别。

运行时创建 volume

# 使用 -v 参数指定挂载的目录  声明volume
# 以下命令会创建一个CentOs的容器并且把容器内部的/data目录作为数据卷挂载
docker run -it --name centOs -v /data centos
# 查看挂载的volume，可以看到容器已经把/var/lob/docker/volumes/xxx/_data目录挂载到容器的/data目录了。
docker inspect -f {{.Mounts}} centOs
[{volume centOs /var/lib/docker/volumes/XXXXX/_data /data local  true }]
# 该命令是将主机的/home/centos/data目录挂载到容器的/data目录。
docker run -it --name centOs -v /home/centos/data:/data centos

另外值得注意的是，只要将主机的目录挂载到容器上，那改变就会立即生效。挂载目录不会将镜像的文件复制到Volume中，只会把主机中不存在的文件夹创建出来。

数据共享
如果要授权一个容器访问另一个容器的Volume，可以使用-volumes-from参数来执行docker run命令:

docker run -it --name centOs1 --volumes-from centOs centos

不管容器是否正在运行，Volume都不会被删除。

数据备份与恢复

如果使用数据卷容器，想做备份和恢复就非常容易了。假设有较多的镜像从centOs中挂载了数据卷，那么备份与恢复只需针对centOs这个容器即可。

备份

docker run --volumes-from centOs -v $(pwd):/backup --name worker centos tar cvf /backup/backup.tar /data 

这个命令的意思是 将当前目录挂载到容器的/backup 目录，然后容器的工作就是压缩 /data的内容到 /back/backup.tar文件中。执行完之后就会看见在当前目录中生成了backup.tar文件

恢复

docker run --volumes-from centOs -v $(pwd):/backup centos tar xvf /backup/backup.tar -C /data

删除数据卷
Volume可以使用两种方式删除数据卷：

• 使用docker rm -v命令，这个命令移除容器的同时也会移除数据卷
• 使用docker run --rm这个命令会在容器退出时清除数据
• docker volume ls 列出所有数据卷
• docker volume prune 删除无用的数据卷

Docker Compose

Compose 简介

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。

Compose 使用的三个步骤：

• 使用 Dockerfile 定义应用程序的环境。
• 使用 docker-compose.yml 定义构成应用程序的服务，这样它们可以在隔离环境中一起运行。
• 最后，执行 docker-compose up 命令来启动并运行整个应用程序。

Compose 安装

Linux 上我们可以从 Github 上下载它的二进制包来使用，最新发行的版本地址：https://github.com/docker/compose/releases。
运行以下命令以下载 Docker Compose 的当前稳定版本：要安装其他版本的 Compose，请替换 1.24.1。

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.24.1/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
sudo ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose
docker-compose --version

注意： 对于 alpine，需要以下依赖包： py-pip，python-dev，libffi-dev，openssl-dev，gcc，libc-dev，和 make。

使用：

# 创建一个测试目录：
mkdir composetest
cd composetest
# 在此文件夹中放置 需要运行的项目 如： springboot.jar，还有Dockerfile，和docker-compose.yml
springboot.jar
Dockerfile
docker-compose.yml

docker-compose.yml 配置文件:

# yaml 配置
version: '3'					# 指定本 yml 依从的 compose 哪个版本制定的。
services:						# 
  web:							# 该 web 服务使用从 Dockerfile 当前目录中构建的镜像。
    build: .					# 指定为构建镜像上下文路径：也就是Dockerfile文件的路径
    networks:					# 指定容器连接的网络，使用顶级 networks 下的条目 。
      - app-net					# 
  redis:						# 
    image: "redis:alpine"		# 指定容器运行的镜像。
    networks:					# 指定容器连接的网络，使用顶级 networks 下的条目 。
      - app-net
networks:						# 配置网络 如果没有会自动创建
  app-net:
    driver: bridge

使用 Compose 命令构建和运行您的应用：

# 在测试目录中，执行以下命令来启动应用程序：
docker-compose up
# 如果你想在后台执行该服务可以加上 -d 参数：
docker-compose up -d
# 若要对容器进行扩缩容
docker-compose up --scale web=5 -d
docker-compose ps
docker-compose logs web

Swarm 集群管理

简介

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。

支持的工具包括但不限于以下各项： Dokku、Docker Compose、Docker Machine、Jenkins

原理

如下图所示，swarm 集群由管理节点（manager）和工作节点（work node）构成。

1. swarm mananger：负责整个集群的管理工作包括集群配置、服务管理等所有跟集群有关的工作。
2. work node：即图中的 available node，主要负责运行相应的服务来执行任务（task）。
   

搭建Swarm集群

1. 进入manager： manager node也可以作为 worker node提供服务

docker swarm init --advertise-addr=192.168.0.11		# 这里的ip对应的是宿主机的ip

注意观察日志，拿到worker node加入manager node的信息

2. 进入两个worker 执行以下命令，加入到manager 集群中

docker swarm join --token SWMTKN-1-3zzim2k6p9v18ed2l94li2dngt10kvkibfa94gpjqvlt280y0f-9gkawx7564dzh4fvmqccwhnyh 192.168.0.48:2377
# 日志打印
This node joined a swarm as a worker.
# 进入到 manager node 查看所有node节点
docker node ls
# 将 worker node 升级为 manager
docker node promote NODENAME
# 将 manager node 降级为 worker
docker node demote NODENAME
# 停止某个节点
docker node update --availability drain swarm-worker1
# 从新启动某个节点
docker node update --availability active swarm-worker1

注意：swarm-worker1 状态变为 Drain。不会影响到集群的服务，只是 swarm-worker1 节点不再接收新的任务，集群的负载能力有所下降。

Swarm基本操作

# 创建一个tomcat的service
docker service create --name my-tomcat tomcat
# 查看当前swarm的service
docker service ls
# 查看service的启动日志
docker service logs my-tomcat
# 查看 service详情
docker service inspect my-tomcat
# 查看 my-tomcat 运行在哪个node上
docker service ps my-tomcat
# 水平扩展service
docker service scale my-tomcat=5
# 查看所有service
docker service ls
# 删除 service
docker service rm my-tomcat

参考文章 https://blog.csdn.net/u012943767/article/details/79767670