【微服务】初识Docker
1.1 什么是Docker
微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。
- 分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
- 在数百上千台服务中重复部署，环境不一定一致，会遇到各种问题
1.1.1 应用部署的环境问题
大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：
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依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
-
开发、测试、生产环境有差异
例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。
1.1.2 Docker解决依赖兼容问题
而Docker确巧妙的解决了这些问题，Docker是如何实现的呢？
Docker为了解决依赖的兼容问题，采用了两个手段：
-
将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
-
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰
这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。
虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，怎么解决这些问题呢？
1.1.3 Docker解决操作系统环境差异
要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构。以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：
结构包括：
- 计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等
- 系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。
- 系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。
应用于计算机交互的流程如下：
1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能
2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令
3）内核指令操作计算机硬件
Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异：
此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错了：
Docker如何解决不同系统环境的问题？
- Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
- Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行
如图：
1.1.4 小结
Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？
- Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
- Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离
Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？
- Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行
Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：
- 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
- 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
- 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷
1.2.Docker和虚拟机的区别
Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。
1.2.1 两者差异
虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。
Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如图：
对比来看：
1.2.2 小结
Docker和虚拟机的差异：
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docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
-
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般
1.3.Docker架构
1.3.1.镜像和容器
Docker中有几个重要的概念：
镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。
一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。
镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。
容器，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。
1.3.2.DockerHub
开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。
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DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
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国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。
一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：
1.3.3 Docker架构
要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。
Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：
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服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
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客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。
如图：
1.3.4 小结
镜像：
- 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起
容器：
- 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器
Docker结构：
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服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器
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客户端：发送命令或者请求到Docker服务端
DockerHub：
- 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry
1.4 安装Docker
企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此在CentOS下安装Docker。
Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。
Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。
官方网站上有各种环境下的 安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。
1.4.1 CentOS安装Docker
Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以在CentOS 7安装Docker。
此处使用VmWare安装CentOS 7，在本机使用Xshell进行远程连接，参考前期博客：https://blog.csdn.net/qq_45917176/article/details/126850246
1.4.2 卸载（可选）
如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：
yum remove docker \
docker-client \
docker-client-latest \
docker-common \
docker-latest \
docker-latest-logrotate \
docker-logrotate \
docker-selinux \
docker-engine-selinux \
docker-engine \
docker-ce
1.4.3 安装docker
首先需要大家虚拟机联网，安装yum工具
yum install -y yum-utils \
device-mapper-persistent-data \
lvm2 --skip-broken
然后更新本地镜像源：
# 设置docker镜像源
yum-config-manager \
--add-repo \
https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum makecache fast
然后输入命令：
yum install -y docker-ce
docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。
1.4.4 启动docker
Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！
启动docker前，一定要关闭防火墙！！
# 关闭
systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld
通过命令启动docker：
systemctl start docker # 启动docker服务
systemctl stop docker # 停止docker服务
systemctl restart docker # 重启docker服务
systemctl status docker # 查看docker服务
systemctl enable docker # docker开机自启动
然后输入命令，可以查看docker版本：
docker -v
如图：
1.4.5 配置镜像加速
docker官方镜像仓库网速较差，需要设置国内镜像服务：
参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors
针对Docker客户端版本大于 1.10.0 的用户；您可以通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://5dgkb2un.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker