第三章 Kubernetes之Docker必知必会

3-1 为什么需要Docker?k8s与Docker的关系?

3.1.1 Docker VS 虚拟机

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官方解释:Package Software into Standardized Units for Development, Shipment and Deployment.

3.1.2 为什么需要Docker

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3.1.3 Docker的系统组成

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3.2 Docker namespace 隔离

3.2.1 Docker通过 Namespace 实现进程隔离

通过clone()在创建新进程的同时创建namespace。

int clone(int (*child_func)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg);

3.2.2 Namespace 隔离类型

  • UTS namespace

UTS(UNIX Time-sharing System)namespace提供了主机名与域名的隔离,这样每个docke容器就可以拥有独立的主机名和域名了,在网络.上可以被视为- -个独立的节点,而非宿主机.上的一个进程。

  • IPC namespace

进程间通信(nter-Pracess Communication,IPC)涉 及的IPC资源包括常见的信号量、消息队列和共享内存。在同一个IPC namespace下的进程彼此可见,不同IPC namespace下的进程则互相不可见。

  • PID namespace

PID namespace隔离非常实用,它对进程PID重新标号,即两个不同namespace下的进程可以有相同的PID。每个PID namespace都有自己的计数程序。内核为所有的PID namespace维护了一个树状结构,最顶层的是系统初始时创建的,被称为root namespace,它创建的心PID namespace被称为

child namespace(树的子节点)。

通过这种方式,不同的PIDnamespace会形成一个层级体系。所属的父节点可以看到子节点中的进程,并可以通过信号等方式对子节点中的进程产生影响。反过来,子节点却不能看到父节点PID。

3.2.3 实践:通过unshare()在原先进程上进行namespace隔离

最后要说明的系统调用是unshare(),它与clone()很像,不同的是,unshare()运行 在原先的进程上,不需要启动一个新进程。

$ sudo unshare --fork --pid --mount-proc bash
ps aux
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3.2.4 Docker 的实现原理:Docker 如何通过 Namespace 聚合进程,实现进程间隔离。

docker run -d -p 8083:8083  nginx
ps -ef|grep docker 
ls -al /proc/[PID]/ns

3.3 Docker 的资源配额 CGroups

  1. Docker 使用CGroups实现资源的配额管理。
  • Cgroups (control groups)

  • 2007年由谷歌工程师研发

  • 2008年并入 Linux Kernel 2.6.24

  • C语言实现

  1. CGroups 限制进程的 CPU使用时间。 Docker中的 CPU,内存,网络的限制均通过 cgroups 实现
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  2. 实践 在宿主机上创建一个让 CPU 飙升到100%的进程: (此操作有风险,慎用)

while : ; do : ; done &

记录下 PID = 27358

cd /sys/fs/cgroup/cpu
mkdir cgroups_test
echo 20000 > /sys/fs/cgroup/cpu/cgroups_test/cpu.cfs_quota_us
echo 27358 > /sys/fs/cgroup/cpu/cgroups_test/tasks

20000代表2万微秒,也就是20%的CPU配额

清理该进程

kill -9 27358

  1. docker 里如何加参数进行资源配额 docker run -it --cpus=".5" nginx /bin/sh,其中的.5表示0.5即50% 进入容器查看是否有对应的 cgroup 设置
cd /sys/fs/cgroup/cpu
cat cpu.cfs_quota_us

配置显示 500000即50%的CPU配额,证明--cpus=".5"的参数已经生效

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3-4 Docker镜像

3.4.1 Docker镜像的由来

  • 虽然 Docker 实现了运行环境的隔离,但如何将一个运行的容器快速进行启动,复制,迁移到其他的主机上运行?
  • 如果容器无法快速进行复制,迁移,那么和以 VMware 为代表的虚拟化技术相比并没有太多优势

3.4.2 Docker 镜像的特性

  • Docker 镜像具备了应用运行所需要的所有依赖

  • 一次构建,处处运行

  • Docker 镜像的存储是基于 checksum 的去重存储,大大降低存储空间

3.4.3 Docker 镜像常用命令

  • 下载 Docker 镜像 docker pull nginx

  • 为镜像打版本号 docker tag

  • 上传 Docker 镜像 docker push


3-5 编写博客 应用的 Dockerfile

FROM openjdk:8-jdk-alpine
MAINTAINER QingFeng
VOLUME /tmp
ADD target/kubeblog.jar /kubeblog.jar
EXPOSE 5000
ENTRYPOINT ["java","-jar","/kubeblog.jar"]

3-6 为博客应用构建 Docker 镜像

  • 增加 mysql57 hosts 记录,作为数据库的域名
vi /etc/hosts
127.0.0.1    mysql57
  • 下载代码,构建 mvn package
git clone 
cd /root/kubeblog/Final
mvn package
  • 构建 Docker 镜像
docker build -t kubeblog .
  • 查看 docker 镜像
docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
kubeblog            1.0                 f9bb30633155        4 minutes ago       148MB
  • 将镜像推到自己的dockerhub
[root@swarm-manager Final]# docker login
Login with your Docker ID to push and pull images from Docker Hub. If you don't have a Docker ID, head over to https://hub.docker.com to create one.
Username: insaneloafer
Password:
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded
[root@swarm-manager Final]#
[root@swarm-manager Final]# docker tag kubeblog:1.0 insaneloafer/kubeblog:1.0
[root@swarm-manager Final]#
[root@swarm-manager Final]# docker push insaneloafer/kubeblog:1.0
The push refers to repository [docker.io/insaneloafer/kubeblog]
b0e8272da662: Pushed
138726990cf7: Mounted from library/openjdk
5b40c5fb5220: Mounted from library/openjdk
717b092b8c86: Mounted from library/openjdk
1.0: digest: sha256:3023f7b6ae04313c72504dd608f6b8bc1e5268aaa97d5529ba7d7cd360dae243 size: 1159
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3-7 Docker run --link运行博客应用

  • docker run --link运行博客应用

--link表示运行容器时与哪个容器进行网络连接。

docker run --name kubeblog -d -p 5000:5000  --link mysql57 kubeblog:1.0

-进入容器查看环境变量 evn

docker exec -it kubeblog sh
env |grep MYSQL
MYSQL57_ENV_MYSQL_MAJOR=5.7
MYSQL57_PORT_3306_TCP_ADDR=172.17.0.2
MYSQL57_ENV_MYSQL_ROOT_PASSWORD=password
MYSQL57_ENV_GOSU_VERSION=1.12
MYSQL57_PORT_3306_TCP_PORT=3306
MYSQL57_PORT_3306_TCP_PROTO=tcp
MYSQL57_PORT_33060_TCP_ADDR=172.17.0.2
MYSQL57_PORT=tcp://172.17.0.2:3306
MYSQL57_PORT_3306_TCP=tcp://172.17.0.2:3306
MYSQL57_PORT_33060_TCP_PORT=33060
MYSQL57_ENV_MYSQL_VERSION=5.7.30-1debian10
MYSQL57_PORT_33060_TCP_PROTO=tcp
MYSQL57_NAME=/kubeblog/mysql57
MYSQL57_PORT_33060_TCP=tcp://172.17.0.2:33060
  • 更新/etc/hosts文件
cat /etc/hosts

127.0.0.1   localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters
172.17.0.2  mysql57 401b104b930a
172.17.0.3  2028007380c4
  • 在宿主机访问 centos 虚拟机上的 kubeblog 应用,需要关闭虚拟机防火墙
systemctl stop firewalld
192.168.99.101:5000

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