容器化部署方案 - docker

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0. 前言

dokcer是什么？

dokcer是用Go语言开发的应用容器引擎，基于容器化，沙箱机制的应用部署技术，可适用于自动化测试、打包，持续集成和发布应用等场景。

docker基于容器化，沙箱机制，可使用较少的命令和脚本快速部署应用，一次构建，多处移植使用。再配合shell等脚本语言，可实现脚本化一键部署

docker 大部分都是依赖于命令执行的，简单易上手

docker现在已经成为比较受欢迎的serverless（无服务器架构）服务的基础架构。包括阿里云、亚马孙在内的云计算服务商都采用docker来打造serverless服务平台。

与此同时，基于docker的微服务架构也如火如茶的出现。

由此可见，docker容器技术非同一般

一. dokcer的运作

docker是沙箱机制，容器化部署技术，它主要作用在于通过运行容器来实现应用部署，而容器基于镜像运行。

简单的来说，将你的项目和依赖包（基础镜像）打成一个带有启动指令的项目镜像， 然后在服务器创建一个容器，让镜像在容器内运行，从而实现项目的部署。

服务器就是容器的宿主机，docker容器与宿主机是相互隔离的。

它不仅仅可以部署项目，还可以用于数据库的搭建，nginx服务搭建，nodejs、php等语言环境的搭建。

二. docker的三个概念

docker三个概念：镜像（Image）、容器（Container）、仓库（Repository）

同时还需要知道他们三个之前的关系。

• 镜像

docker镜像是使用Dokerfile脚本，将你的应用以及应用的依赖包构建而成的一个应用包，它通常带有改应用的启动命令。而这些命令会在容器启动的时候被执行，也就是说相应的应用再启动容器时被启动。

镜像的创建，需要通过配置Dockerfile脚本，然后执行dokcer build来创建。

举个例子：

docker build -t mydocker/node-server:v1

• 容器

容器是使用 docker run --name 容器名 镜像 命令创建的，独立于宿主机（服务器）的沙箱，也可以理解为一个带有特殊结构的盒子，它在创建时会自动执行镜像自带的一些指令，从而实现应用的运行。

狭隘的将，容器的主要作用就在于给镜像提供运行空间和环境，并执行镜像的指令。

• 仓库

顾名思义，仓库是用来存东西的， 但不是用来存容器的，而是存储docker镜像。可以把docker镜像通过push命令推送到docker仓库，然后就可以在任何可以使用docker命令的地方通过pull命令把这个镜像拉取下来。

三. docker镜像、容器、容器三者之间的关系

docker的使用方式主要有命令、Dockerfile脚本以及shell脚本三种。也就是说，可以把docker当作命令行工具来使用。

docker是沙箱机制，容器化部署技术，它主要作用在于通过运行容器来实现应用的部署，而容器则基于镜像运行。

因此，首先要有镜像，有了镜像才能基于镜像创建容器，才能把镜像存储在仓库。

于是可以这样去理解，镜像是基础，容器是镜像使用者，仓库是镜像的管理员。容器和仓库都是围绕着镜像来运作的，是对镜像的管理和使用。

另外，镜像、容器、仓库都有一套自己的docker命令，用于前期的构建以及后期的维护。

四. docker 基本开发流程

基本开发流程如下：

• 1.寻找基础镜像
• 2.基础镜像编写Dockerfile文件
• 3.根据Dockerfile脚本创建项目镜像
• 4.将创建的镜像推送到docker仓库
• 5.基于镜像创建并运行docker容器（实现最终部署）

这个流程只开发一次，后期只做简单的维护就好。

五. Dockerfile 脚本

经过上边的一系列描述，基本上大部分工作都是围绕镜像来做的，所以我们首先学习docker镜像。

1. 基础镜像

• 什么是基础镜像？

docker有这么一种机制，在构建镜像时，可以依赖于一个父镜像作为底层镜像，与当前正要构建的镜像打包在一起，从而构成一个全新的镜像，而这个被作为依赖的父镜像，就是基础镜像。

• 为什么有这样的需要呢？

比如，通常开发一个nodejs应用，它不是随处可运行的，它的运行需要依赖于操作系统环境和nodejs运行环境。

因此，一个node项目镜像是无法运行起来的，它需要依赖一个基础镜像，这个基础镜像就是nodejs镜像，nodejs镜像内包含了操作系统环境和nodejs环境。这样nodejs镜像+node项目构建出来的项目镜像才能完整的运行起来。

因此，在配置项目Dockerfile创建镜像脚本之前，需要先确立一个基础镜像。

基础镜像是如何使用的呢？主要是通过在Dockerfile脚本中使用From命令指定依赖一个父镜像（基础镜像）。

* 基础镜像通常不需要自己创建，dokcer官方有提供很多基础镜像供用户使用，比如nodejs镜像，java镜像，mongodb镜像，nginx镜像等等。
* 除了官方提供的，你还可以寻找第三方源提供的基础镜像。

2. Dockerfile脚本构成

docker镜像是通过配置Dockerfile脚本，然后执行docker build 命令来创建。

Dockerfile文件可通过nano Dockerfile命令或者touch Dockerfile命令来创建。

Dockerfile脚本文件通常放在项目的根目录下。也可以放在他文件，但执行docker build 时需要指定文件路径。

（1）Dockerfile脚本语法和结构

Dockerfile 语法由两部分构成，分别是注解和指令 + 参数
使用 “#” 可实现注释
Dockerfile 脚本通常分为以下四个部分：

• 基础镜像信息
• 维护者信息
• 镜像操作指令
• 容器启动时执行的指令

（2）Dockerfile脚本案例

下面直接来看个例子说明，这是我的开源博客后台sinn-server的Dockerfile脚本。
如下：

# 基础镜像信息
From registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/node:7.5

# 维护者信息
MAINTAINER sessionboy 

# 镜像操作指令
COPY ./ /sinn-server
WORKDIR /sinn-server
RUN npm install
EXPOSE 8080

# 容器启动时执行的指令
ENTRYPOINT ["node","bin/run"]

（3）Dockerfile语法解剖

Dockerfile有十几条命令可用于创建镜像，下面根据四个不同功能模块来介绍这些命令。

A——基础镜像信息

基础镜像信息只有一个From命令，指定依赖的基础镜像。

• From

指定依赖的基础镜像，如果不存在就会从docker官方仓库寻找

# docker官方镜像仓库
# 指定docker官方仓库的新版nodejs镜像作为基础镜像
From node:latest
更多配置......

# 第三方镜像仓库，比如阿里云的 “https://dev.aliyun.com/search.html ”
# 指定标签为7.5的"registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/node"镜像作为基础镜像
From registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/node:7.5   
更多配置……

B——维护者信息

维护者信息也只有一次MAINTAINER指令，用于描述该镜像的维护者信息

• MAINTAINER

#MAINTAINER

MAINTAINER sessionboy [email protected]

C——镜像操作指令

镜像的操作指令有很多，逐一进行简单讲解。

• COPY

CPOY指令用于拷贝宿主机的源目录/文件到容器内的某个目录，接受两个参数，原目录路径和容器内目录路径。

# 将“./”（当前目录）的文件拷贝到容器内的“/sinn-server” 目录
COPY ./ /sinne-server

• ADD

功能和语法与COPY指令基本相同，不同在于使用ADD指令拷贝时，如果拷贝的是压缩文件，拷贝到容器中时会自动解压为目录

# 将当前的/server 目录拷贝到容器中的/project目录
ADD /server /project

• WORKDIR

指定RUN、CMD、ENTRYPOINT指令的工作目录

• RUN

RUN是核心指令，它接受命令作为参数并用于创建镜像，。命令较多时可使用“\”换行

……
RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]
RUN rm ./tmp \
    npm install
……

• USER

USER命令用于设置运行容器 UID

# 指定容器的UID为23541
USER  23541

• VOLUME

VOLUME用于让你的容器访问宿主机上的目录。一般用来存放数据库和需要使用的数据。

# 指定容器可访问宿主机(服务器)的“/data”目录和“/home”目录
VOLUME ["/data",'"/home"]

• ONBUILD

配置当所创建的镜像作为其他新创建镜像的基础镜像时，所执行的操作指令。

• ENV

ENV命令用于设置环境变量，在容器内被脚本或者程序调用。

# 设置环境变量 NODE_ENV 为 production
ENV NODE_ENV  production

• EXPOSE

EXPOSE 用来指定端口，使容器内的应用可以通过端口和外界交互。

# 对外暴露8080端口
EXPOSE 8080

D——容器启动时执行的命令

• CMD

指定容器启动时执行的命令，每个Dockerfile只能有一条CMD命令，可被docker run提供的参数覆盖。

# 三种方式
CMD ["executable","param1","param2"] 使用 exec 执行，推荐方式
CMD command param1 param2 在 /bin/sh 中执行，提供给需要交互的应用    
CMD ["param1","param2"] 提供给 ENTRYPOINT 的默认参数

• ENTRYPOINT

容器启动后执行的命令，与CMD命令不同的是，它不会被docker run提供的参数覆盖。

# 两种方式
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT command param1 param2（shell中执行）。

六. dokcer镜像的创建

为了操作方便，docker提供了一套镜像的操作命令

1. 创建镜像

镜像是基于Dockerfile脚本， 使用docker build 命令创建的，上面已经对Dockerfile做了详细的剖析，下面来说说如何使用Dockerfile脚本创建。

语法：

docker build [OPTIONS] PATH

OPTIONS作为对容器的配置项，内容有很多，可以到这里查看 Dockerbuild 命令, 一般不建议配置，使用默认的就好。

PATH为DockerFile脚本所在的目录，通常放在项目的根目录下，使用‘.’ 表示
-t标记用来添加tag，指定新的镜像信息，例如镜像名称，标签

# 使用当前目录的Dockerfile脚本创建名为“registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn”的镜像，并标记为v1(标签，也可以理解为版本号)

docker build -t registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1 .

# 指定使用github.com/creack/docker-firefox的Dockerfile脚本创建镜像
docker build github.com/creack/docker-firefox

为了操纵方便，我们再根目录下建立一个名为build.sh 的shell脚本来执行这些命令，如下：

# build.sh
docker build -t registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1 .

sh build.sh 进行执行，看到Successfully，说明镜像已经创建成功。

使用命令docker images 可以查看本地所有的docker镜像

2. 本地镜像管理

命令如下：

• 1.查看镜像：dokcer images

    # 列出本地所有镜像
    docker images
  

• 2.删除镜像：dokcer rmi 镜像

    # 删除镜像
    docker rmi  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn
  

• 3.镜像重命名：dokcer tag 原镜像tag 新镜像tag

     # 将镜像registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1重新标记为newImages:0.1
    docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1  newImages:0.1
  

• 4.查看镜像创建历史：docker history 镜像

    # 查看镜像registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn的创建历史
    docker history  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn
  

• 5.镜像归档： docker save 镜像

    # 将镜像registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn保存成 sinn_v1.tar 归档文件
    docker save -o sinn_v1.tar registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn
  

• 6.基于归档文件创建镜像：dokcer import 归档文件 新镜像tag

    docker import sinn_v1.tar new_sinn:v2
  

3. 远程仓库镜像管理

命令如下：

• 1.登陆远程镜像仓库：docker login 用户信息 仓库地址

如果未指定镜像仓库地址，则默认官方仓库Docker Hub

# 登录到官方Docker Hub仓库
docker login -u 用户名 -p 密码
# 登录到阿里云docker仓库
docker login --username=用户名  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com

• 2.拉去镜像：docker pull 镜像

  docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1

• 3.推送镜像：docker push 镜像

  docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1

• 4.搜索镜像：docker search 镜像

    # 从官方Docker Hub仓库搜索node镜像
    docker search node
  

4. 镜像的使用

镜像通过docker run命令使用的， 这是关于容器部分的操作

# 指定使用registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1镜像创建并启动容器
docker run --name  sinn-server -p 8080:8080 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sessionboy/sinn:v1

七. 容器的创建、启动和管理

创建容器的前提是要有镜像，有了镜像我们就可以创建和启动容器了。

1.容器的创建和启动

通过docker run命令即可实现容器的创建，并也会启动容器，这个命令实际上就包含了创建和启动容器两部分工作。

因此，容器的创建和启动是一体的。

下面说说docker run命令的用法。

docker run 命令的用法如下：

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
或
dokcer run 容器配置项 镜像 额外的配置

OPTIONS 是一些给容器添加的配置项，比如指定容器的名称，IP，是否后台启动等等。

IMAGE则表示镜像。COMMAND 则是一些额外的命令。

OPTIONS具体配置项如下：

-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。也可以理解为守护进程运行。
-i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用；
-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；
--restart=no/on-failure/always  是否开机自动启动 ，no表示不启动，always表示始终启动，on-failure表示容器推出状态非0时重启
-v  标记来创建一个数据卷并挂载到容器里，实现宿主机目录或文件与指定的容器内目录或文件同步映射。

这么多配置项，除非有特殊需要，否则不必全部配置，使用docker默认的配置即可。但有些是经常使用或者必须的。比如：–name -d -v -e，这些是常用的配置项。

2. 容器的管理

docker 提供了很多关于容器的操作命令，包括删除容器，停止、启动容器等等。

下面列出一些常用的操作容器的命令

• 1.查看容器：docker ps

  #列出所有正在运行的容器
  docker ps

• 2.启动已经停止的容器：docker start

    # 启动一个获取多个已经被停止的容器
    docker start [options] [containers]
  

• 3.停止容器：docker stop

    # 停止正在运行的容器 sinn-server
    docker stop sinn-server
  

• 4.重启容器：docker restart

    # 重启正在运行的容器 sinn-server
    docker restart sinn-server
  

• 5.删除容器：docker rm

    # 删除容器 sinn-server
    docker rm sinn-server
  

• 6.杀掉正在运行的容器（包括进程）：docker kill

    # 杀掉容器 sinn-server
    docker kill sinn-server
  

• 7.进入容器：docker exec

这个命令比较重要，因为通常我们需要进入容器去操作一些东西。

docker exec -it 容器名称/ID 终端
# 例子：进入ID为0d15561b9f10的容器
docker exec -it sinn-server bash
或
docker exec -it 0d15561b9f10 /bin/bash

注意：进入容器后，如果想退出容器，只需要输入exit命令执行即可。

• 8.查看容器日志：dokcer logs

    # 查看容器 sinn-server的日志
    docker logs sinn-server
  

• 9.容器与主机之前数据拷贝：docker cp

往容器里拷贝数据，或从容器内拷贝数据出来，偶尔会常用到。

# 将主机的/data/user目录拷贝到容器sinn-server内的/data/user目录
docker cp /data/user sinn-server:/data/user
# 将容器sinn-server内的/data/user目录拷贝到主机的/data/user目录
docker cp sinn-server:/data/user /data/user

八.使用docker搭建数据库

以往我们搭建数据库或nginx服务的时候，通常需要手动去安装，然后做大量的配置。期间也经常会遇到各种各样的问题。

下来介绍一下，如何使用linux服务器用docker来快速搭建一个mongodb数据库。

1.首先拉去mongodb镜像

# 从docker官方仓库拉取mongo镜像(你也可以用第三方的mongo镜像，或自己创建的mongo镜像)
docker pull mongo

2.启动mongo容器

建立shell脚本“my-mongo.sh” 来运行mongodb容器启动命令

# my-mongo.sh
# 使用镜像"mongo"创建并启动容器"my-mongo"
docker run --name my-mongo -d -p 27017:27017 -v data/sinn-db:/data/db mongo
# -p 27017:27017    容器内27017端口与主机27017端口形成映射
# -d     守护进程运行
# --name my-mongo    指定容器名为my-mongo
# -v data/sinn-db:/data/db   将主机的"/data/sinn-db"目录挂载到容器内"/data/db"目录，作为mongodb数据存储目录

执行my-mongo.sh脚本即可
sh my-mongo.sh

容器启动成功后，mongodb已经启动。访问访问你IP的27017端口看到下面的提示，说明mongodb已经搭建成功。

It looks like you are trying to access MongoDB over HTTP on the native driver port.

使用docker搭建nginx也十分简单，只需要拉取nginx镜像，然后基于nginx镜像启动容器，启动时加一些nginx配置或指定nginx配置文件即可。

九. 总结

dokcer很强大，除了部署项目外，还可以用于搭建数据库，nginx服务等，它的用途十分广泛而且强大，另外它的性能消耗也很低，操作十分简单。

docker很容易学，它主要基于命令来操作，熟知这些命令以及Dockerfile脚本的配置，很快就能上手。