Docker基础

一、软件部署的发展

1.1 直接部署

在物理服务器上直接安装系统，部署应用
缺点

• 部署慢
• 成本高
• 资源浪费
• 可移植性、扩展性差

1.2 虚拟机部署

在主机上部署虚拟机，在虚拟机中部署应用。

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虚拟机架构（从下到上）

• 服务器：可以是PC、服务器、云主机
• 主操作系统：例如windows、linux、macos
• 虚拟机管理系统：允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件
• 从操作系统：虚拟机
• 各种依赖：每个从操作系统都需要按照许多依赖
• 应用

优点

• 资源池：一个物理机可运行多个虚拟机，资源也能充分分配
• 易扩展：方便添加物理主机或虚拟机

缺点

• 资源占用多：虚拟机很耗费资源，因为虚拟机有完整的操作系统
• 冗余步骤多：虚拟机有完整的操作系统
• 启动慢：启动操作系统要多久，启动虚拟机就要多久

1.3 容器化部署

什么是容器

• 对应用软件和其依赖的包进行标准化打包
• 应用之间相互隔离
• 共享OSKernel
• 可以运行在多种主流OS上
• 标准化软件单元

容器	虚拟机
应用程序层的抽象，将代码和依赖项一起打包	物理硬件的抽象
多个容器共享OS内核	需要启动单独的VMOS
仅有一个物理机的OS，共享资源	多个OS，独享资源
可运行数百个容器	最多几十个VM
轻量	包含OS、二进制文件，最少几个GB
启动快（秒级）	启动慢
启动应用程序更多，消耗资源更少
每个容器在用户空间中进程隔离

二、Docker

• Docker是一个开源的应用容器引擎
• 可以将应用和依赖包打包到一个轻量级、可移植的容器中
• 使用沙箱机制，容器相互间没有接口
• 容器性能开销低

2.1 使用Docker进行部署

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• 服务器
• 主操作系统
• Docker引擎：Docker引擎替代了Hypervisor，是运行在操作系统之上的后台进程，负责运行和管理容器
• 各种依赖：Docker应用的所有依赖都打包在Docker镜像中
• 应用：应用的源代码与其依赖都打包在Docker镜像中。不同应用运行在不同的容器中，互相隔离

2.2 Docker架构

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Docker使用C/S架构。用户在客户端输入docker命令，客户端将命令发送到docker daemon，完成docker的各种操作。

2.2.1 Docker Client

docker客户端通过docker api或其他方式与docker daemon进行通信，进而操作docker。

2.2.2 Docker Daemon

docker守护程序可以监听docker客户端的命令，以及管理docker对象，例如镜像、容器、网络等等。

2.2.3 Docker Registry

docker仓库存储docker镜像，docker hub是所有人都可访问的公共仓库，用户可从仓库中拉取镜像或推送镜像到仓库。

2.2.4 Docker对象

镜像
Docker镜像是创建容器的模板，可通过Dockerfile创建镜像。同一个软件可有不同版本的镜像，用tag表示镜像版本。

容器
容器是运行中的镜像。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。用户还可以使用docker compose来定义、运行管理多个容器。

三、Docker的基本操作

3.1安装Docker

# centos
yum install docker-ce-18.03.1.ce
# 启动docker
systemctl start docker
# 加入开机启动
systemctl enable docker

3.2镜像

镜像常用操作命令：

操作	说明
docker search	查询镜像
docker pull	从仓库获取所需镜像
docker images	显示本地已有镜像
docker save -o XXX.tar img_name	导出镜像到本地文件
docker rmi img_name	删除本地镜像
docker builid	创建镜像

创建镜像

创建镜像时需要用到dockerfile文件，该文件按照步骤列下了创建镜像时的所有命令。例：

# syntax=docker/dockerfile:1
FROM ubuntu:18.04
COPY . /app
RUN make /app
CMD python /app/app.py

• from指定使用的镜像源
• copy复制文件或目录到指定的容器路径
• run要执行的命令行命令。有shell格式和exec格式
• cmd指定在容器中执行的命令
  配置好dockerfile文件后，在该文件目录下执行命令docker build -t 镜像 名:tag .创建镜像，或使用命令docker build --no-cache -t helloapp:v2 -f dockerfiles/Dockerfile context指定文件和上下文目录创建镜像。

3.3容器

镜像生成的运行实例，docker中每个容器之间是互相隔离的，它可以被启用、开始、停止、删除

容器的生命周期

参考文章《Docker容器的生命周期管理》。

状态	说明	操作
created	已创建但未启动	docker create
running	运行中	docker run/docker start/docker restart/docker unpause
stopped	停止状态	docker kill/ docker stop
paused	暂停状态	docker pause
deleted	删除状态	docker rm

常用命令

操作	说明
docker run img_name	创建并启动容器（-d 后台运行 -v 目录映射 -p 端口映射 ）
docker start	启动已终止的容器
docker ps	查看容器信息（-a:查看所有容器）
docker stop	终止容器
docker exec -it con_name bash	进入容器
docker rm	删除容器

docker compose

一个系统通常含有多个服务，使用docker compose可以一次性管理多个容器。

安装docker compose

sudo curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m) -o /usr/local/bin/docker-compose
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

# 检查是否安装成功
docker-compose --version

编写docker-compose.yml文件
根据容器的运行命令编写其docker-compose.yml文件。例如，我们要部署两个服务，一个是应用程序，其运行命令为：

docker run -dp 3000:3000 \
  -w /app -v "$(pwd):/app" \
  --network todo-app \
  -e MYSQL_HOST=mysql \
  -e MYSQL_USER=root \
  -e MYSQL_PASSWORD=secret \
  -e MYSQL_DB=todos \
  node:12-alpine \
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

另一个是mysql，其运行命令为：

docker run -d \
  --network todo-app --network-alias mysql \
  -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
  -e MYSQL_DATABASE=todos \
  mysql:5.7

根据运行命令编写docker-compose.yml文件。

version: "3.7"

services:
  app:
    image: node:12-alpine
    command: sh -c "yarn install && yarn run dev"
    ports:
      - 3000:3000
    working_dir: /app
    volumes:
      - ./:/app
    environment:
      MYSQL_HOST: mysql
      MYSQL_USER: root
      MYSQL_PASSWORD: secret
      MYSQL_DB: todos

  mysql:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: todos

volumes:
  todo-mysql-data:

• app/mysql：自定义的容器别名，对应--name命令
  *image：使用该镜像创建容器
• command：在容器内执行的命令
• ports：端口映射
• working_dir：指定工作目录，对应-w命令
• volumes：指定数据持久化的目录映射，对应-v命令
• environment：定义环境变量，对应-e命令

启动多容器
docker-compose up -d

其他操作
停止docker-compose -f docker-compose.yml stop 服务名