Docker

Docker

• 初识Docker
• Docker命令
• Docker容器数据卷
• Docker应用部署
• Dockerfile
• Docker服务编排
• Docker私有仓库
• Docker相关概念
  

背景

在我们实际开发过程中，会涉及到多个环境，如：开发环境、测试环境、预发环境、线上环境等。
当代码涉及到多环境时，会出现因为环境导致的问题，开发环境没问题，测试环境怎么都不行，普遍是因为换环境导致的。
所以我们需要将war包或者jar包及其运行的环境一起打包，从一个环境迁移到另外一套环境上，可以解决由于换环境而导致的水土不服的问题。

初识Docker

Docker 概念

• 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(后改名为Docker Inc)
• Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的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 从 17.03 版本之后分为 CE(Community Edition: 社区版) 和 EE(Enterprise Edition: 企业版)
  

Docker架构

安装Docker

Docker官网
Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上 。

# 1、yum 包更新到最新 
yum update
# 2、安装需要的软件包， yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的 
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 3、 设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 4、 安装docker，出现输入的界面都按 y 
yum install -y docker-ce
# 5、 查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v

默认情况下，将来从docker hub(https://hub.docker.com/)上下载 docker镜像，服务在国外太慢。一般都会配置镜像加速器，来提高下载速度:
• USTC:中科大镜像加速器(https://docker.mirrors.ustc.edu.cn)
• 阿里云 （本次配置）
• 网易云
• 腾讯云
阿里云配置时，需要登录阿里云，将生成的命令直接粘贴进Linux即可完成。

配置阿里云镜像服务

阿里云

每个人的不一样，输入下面的命令即可。

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["你的加速器地址"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

Docker相关命令

进程相关命令

启动docker服务:

 systemctl start docker

停止docker服务:

systemctl stop docker

重启docker服务:

systemctl restart docker

查看docker服务状态：

systemctl status docker

设置开机启动docker服务:

systemctl enable docker 

镜像相关命令

查看镜像: 查看本地所有的镜像

#查看本地全部镜像
docker images

# 查看所有镜像的id
docker images -q

搜索镜像:从网络中查找需要的镜像

#docker search 镜像名称
docker search redis

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
docker pull redis

#docker pull 镜像名称:版本
docker pull redis:5.0

删除镜像: 删除本地镜像

#docker rmi 镜像id 指定本地镜像
docker rmi 5e35e350aded

#docker rmi 镜像名称:版本号
docker rmi redis:5.0

#删除全部镜像
docker rmi `docker images -q`

本质：Docker镜像相当于是把软件及软件所需要的运行环境打包成一个镜像文件，通过镜像文件可以创建对应的容器，容器有了，这些软件自然就有了。
镜像=软件+运行系统

容器相关命令

容器是由镜像物理文件运行出来的实例。
查看容器

#查看正在运行的容器
docker ps

#查看所有容器
docker ps -a

创建容器

#docker run 参数
docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash

docker run -id --name=c2 centos:7

注：
相当于进入容器内部，内部与Linux很相似。
centos:7 默认是/bin/bash 可省略
-it：创建完就进入容器，退出就关闭容器
-id：创建完不会立即进入容器，需要手动进入容器命令进入。退出容器后也不会关闭容器。
STATUS:Up(运行);Exited(退出)

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。
• -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（后台）
• –name:为创建的容器命名。

退出容器

exit

进入容器

#docker exec -it 容器名 /bin/bash
docker exec -it c2 /bin/bash

停止容器

#docker stop 容器名
docker stop c2

删除容器

#docker rm 容器名/容器id
docker rm c1

查看所有容器的id

docker ps -q

删除所有容器

docker rm `docker ps -q`

不能删除正在运行的容器

查看容器信息

#docker inspect 容器名称
docker inspent c2

Docker容器的数据卷

数据卷概念

当前问题点：

• 如果Docker容器打不开了或者被删掉后，数据会丢失
• 外部机器不能与Docker容器内进行数据交互
• 容器与容器之间不能进行数据交互

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多个容器同时挂载
• 一个容器也可以被挂载多个数据卷

解决点：

• 持久化：当容器被删掉后，宿主机中的数据卷依然存在，数据不会丢失
• 外部机器数据交互：外部机器可先将数据传到数据卷中，容器内挂在的目录数据同时改变，可实现交互
• 容器间数据交互：一个数据卷被多个容器挂载

数据卷作用：

• 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/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash

# 一个容器配置多个数据卷
docker run -it --name=c1 \
-v /root/data2:/root/data2 centos:7 /bin/bash \
-v /root/data3:/root/data3 centos:7 /bin/bash

将容器内的目录和宿主机之间映射起来了。

注意：

• 目录必须是绝对路径
• 如果目录不存在，会自动创建（无论是宿主机还是容器内目录不存在，都会自动创建出来）
• 可以挂载多个数据卷（多个-v即可）

配置数据卷容器

多容器之间进行数据交换：

• 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会自动分配个目录 可通过inspect查看信息
docker run -it --name=c3 -v /volume centos:7 /bin/bash

创建启动c1、c2容器，使用-volume-from参数，设置数据卷

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

1、数据卷概念

• 宿主机的一个目录或文件

2、数据卷作用

• 容器数据持久化
• 客户端和容器数据交换
• 容器间数据交换

3、数据卷容器

• 创建一个容器，挂载一个目录，让其他容器继承自该容器( --volume-from )
• 通过简单方式实现数据卷配置
  

Docker应用部署

MySQL部署

在Docker容器中部署MySQL，并通过外部MySQL客户端操作MySQL Server
实现步骤：
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
在宿主机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

4、操作MySQL

docker exec –it c_mysql /bin/bash

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（可保持一致）
  

外部连接时，需要访问宿主机的ip而不是Docker的ip，以及映射的端口。

• 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。
    

Tomcat部署

实现步骤：
1、搜索Tomcat镜像

docker search tomcat

2、拉取Tomcat镜像

docker pull tomcat

3、创建容器
在宿主机root目录下创建tomcat目录用于存储信息

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端口上
  • -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps：将主机当前的目录挂载到容器的webapps
    

Nginx部署

实现步骤：
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

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

• 参数说明：
  • -p 80:80：将容器的80端口用宿主机的80端口
  • -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前的目录/conf/nginx.conf挂载到容器的/etc/nginx/nginx.conf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

nginx.conf准备：
本机的nginx.conf挂载到容器的nginx.conf目录，本机的这个文件需要提前准备

# 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

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;
}

Redis部署

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

Dockerfile

Docker镜像原理

操作系统组成部分:
• 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
rootfs bootfs，centos等

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

Docker镜像制作

docker commit 容器id 镜像名称:版本号

docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号

docker load –i 压缩文件名称

目录挂载时是不会写入到镜像中。commit时，数据卷的形式不会生效的。可以后续再重新挂载数据卷。

Dockerfile概念及作用

Dockerfile概念

• Dockerfile 是一个文本文件
• 包含了一条条的指令
• 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
• 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

FROM：基于父镜像
MAINTAINER：作者信息
RUN：执行的一些指令
CMD：Linux命令

Dockerfile关键字

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

Docker案例

自定义centos7镜像

FROM centos:7
MAINTAINER test 
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash

定义父镜像:FROM centos:7
定义作者信息:MAINTAINER test [email protected]
执行安装vim命令: RUN yum install -y vim
定义默认的工作目录:WORKDIR /usr
定义容器启动执行的命令:CMD /bin/bash
通过dockerfile构建镜像:docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

构建镜像

docker build -f ./centos_dockerfile -t test:1 .

部署SpringBoot项目

将项目打包为jar包，此步骤略

FROM java:8
MAINTAINER test 
ADD SpringBoot.jar app.jar
CMD java -jar app.jar

定义父镜像:FROM java:8
定义作者信息:MAINTAINER test [email protected]
将jar包添加到容器: ADD springboot.jar app.jar
定义容器启动执行的命令:CMD java–jar app.jar
通过dockerfile构建镜像:docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

docker build -f dockerfile 文件路径 –t 镜像名称:版本

docker run -id -p 8080:8080 app

Docker服务编排

服务编排概念

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。
• 要从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image
• 要创建多个container
• 要管理这些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

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

Docker Compose安装

一、安装Docker Compose

# Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows，在我们安装Compose之前，需要先安装Docker。下面我 们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中。 
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# 设置文件可执行权限 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# 查看版本信息 
docker-compose -version

二、卸载Docker Compose

# 二进制包方式安装的，删除二进制文件即可
rm /usr/local/bin/docker-compose

三、 使用docker compose编排nginx+springboot项目

创建docker-compose目录

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

编写 docker-compose.yml 文件（固定文件名）

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

services:表示要启哪些服务、容器
image: nginx 还可以写版本号，不写默认latest
ports：端口映射
links：当前项目可以访问到哪个项目
volumes：目录映射 数据卷
expose：对外暴露的端口

创建./nginx/conf.d目录

mkdir -p ./nginx/conf.d

在./nginx/conf.d目录下 编写test.conf文件

server {
    listen 80;
    access_log off;

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

app是上面的links里的app

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

docker-compose up

Docker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，有时候我们的服务器无法访问互联网，或者你不希望将自己的镜 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。
类似于maven私有仓库的概念。在公司内部进行使用，在局域网内搭建私服，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、打开浏览器 输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog，看到{"repositories":[]} 表示私有仓库 搭建成功
# 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":["私有仓库服务器ip: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

Docker VS 虚拟机

容器就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。

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	分钟级
硬盘使用	一般为MB	一般为GB
性能	接近原生	弱于
系统支持量	单机支持上千个容器	一般几十个

虚拟机都有自己的操作系统，安装虚拟机时，需要挂载centos的iso镜像文件，安装一个完整的操作系统。
而容器的内核是和宿主机使用共享的，容器很小，虚拟机很大，容器很快，虚拟机很慢。
容器虚拟化的是操作系统，虚拟机虚拟化的硬件，虚拟机和宿主机共享的是硬件，容器共享的是操作系统，是软件。
传统虚拟机可以运行不同的操作系统，VM Ware可以安装任意其他虚拟机。
容器要安装必须和操作系统类型一致的。

<完>