Docker入门-二

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Docker镜像讲解

Docker镜像加载原理

UnionFS （联合文件系统）

UnionFs（联合文件系统）：Union文件系统（UnionFs）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，他支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下（ unite several directories into a single virtual filesystem)。Union文件系统是 Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

Docker镜像加载原理

docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。

boots(boot file system）主要包含 bootloader和 Kernel, bootloader主要是引导加载 kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在 Docker镜像的最底层是 boots。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包括bootloader和 Kernel。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由 bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。

rootfs（root file system),在 bootfs之上。包含的就是典型 Linux系统中的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件。 rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如 Ubuntu, Centos等等。

img-20220604102859.png

commit镜像

docker commit 提交容器成为一个新的副本

# 命令和git原理类似
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[版本TAG]

容器数据卷

什么是容器数据卷？

总结一句话：为了实现数据持久化，使容器之间可以共享数据。可以将容器内的目录，挂载到宿主机上或其他容器内，实现同步和共享的操作。即使将容器删除，挂载到本地的数据卷也不会丢失。

使用数据卷

docker run -it -v 主机目录:容器目录

# 测试
[root@localhost home]# docker run -it -v /home/ceshi:/home  centos  /bin/bash

# 启动起来的时候，我们可以通过docker inspect 容器id 来查看挂载情况：（见下图）

image-20200611224010091.png

实战：安装MySQL

思考：MySQL的数据持久化的问题！

# 获取镜像
[root@localhost home]# docker pull mysql:5.7

# 运行容器，需要做数据挂载！ # 安装mysql,需要配置密码，这是要注意的点！
# 官方测试：docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag

# 启动我们的MySQL容器
-d	后台运行
-p	端口映射
-v	卷挂载
-e  环境配置
--name  容器名字
[root@localhost home]# docker run -d -p 3310:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7

# 启动成功之后，我们在本地使用sqlyog 连接测试一下
# sqlyog —— 连接到服务器的3310 —— 3310和容器内的3306映射，这个时候我们就可以连接上了！

# 本地测试创建一个数据库，查看一下我们的映射的路径是否ok!

即使将容器删除，挂载到本地的数据卷依旧没有丢失，这就实现了容器数据持久化功能！

具名和匿名挂载

# 匿名挂载 -v 容器内路径
docker run -d -P --name nginx01 -v /etc/nginx nginx
# 具名挂载 -v	卷名:容器内路径
docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx nginx
# 查看所有卷的情况
docker volume ls

# 通过 -v 卷名：容器内路径
# 查看一下这个卷  # 先找到卷所在路径 docker volume inspect 卷名，如下图：

拓展：

# 通过 -v 容器内路径：ro 或 rw   改变读写权限
ro	 #readonly 只读
rw	 #readwrite 可读可写

# 一旦创建容器时设置了容器权限，容器对我们挂载出来的内容就有限定了！
docker run -d -P --name nginx05 -v juming:/etc/nginx:ro nginx
docker run -d -P --name nginx05 -v juming:/etc/nginx:rw nginx

# 默认是 rw
# ro 只要看到ro就说明这个路径只能通过宿主机来操作，容器内部是无法操作！

数据卷容器

docker run -it --name container02 --volumes from container01 镜像名/id  # 将两个容器进行挂载

image.png

多个mysql实现数据共享同步

docker run -d -p 3306:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7
docker run -d -p 3307:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql02 --volumes-from mysql01  mysql:5.7
# 这个时候，可以实现两个容器数据同步！

DockerFile

DockerFile介绍

dockerfile是用来构建docker镜像的文件！命令参数脚本！

构建步骤：

docker build -f 文件路径 -t 镜像名 .  # 文件名为Dockerfile时可省略且最后的.不要忽略
docker run     # 运行镜像
docker push    # 发布镜像

举列：

[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# vim Dockerfile 
# ----------写入内容-----------------
FROM centos      # 来自centos
CMD /bin/bash    # 进入到/bin/bash
CMD echo Hello Dockerfile   # 输出Hello Dockerfile
# ----------写入结束-----------------
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker build -f ./Dockerfile -t mydocker .
Sending build context to Docker daemon   2.56kB
Step 1/3 : FROM centos
 ---> 300e315adb2f
Step 2/3 : CMD /bin/bash
 ---> Running in 526f489adf0b
Removing intermediate container 526f489adf0b
 ---> 3c2af9c73098
Step 3/3 : CMD echo Hello Dockerfile
 ---> Running in 023af54a93e2
Removing intermediate container 023af54a93e2
 ---> 7753b44c9137
Successfully built 7753b44c9137
Successfully tagged mydocker:latest
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
mydocker              latest    7753b44c9137   6 seconds ago    209MB
......
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker run -it mydocker
Hello Dockerfile

DockerFile的指令

指令释义
FROM基础镜像：Centos/Ubuntu
MAINTAINER作者
RUN镜像构建的时候需要运行的命令
ADD为镜像添加内容（压缩包）
WORKDIR镜像工作目录（进入容器时的目录）
VOLUME挂载的目录
EXPOSE暴露端口配置
CMD/ENTRYPOINT指定这个容器启动时要运行的命令（CMD替代先前命令，ENTRYPOINT在先前命令后追加）
COPY类似于ADD，将文件拷贝到镜像中
ENV构建时设置环境变量

实战:jdk+Tomcat镜像

1、准备镜像文件tomcat压缩包，jdk压缩包！

2、编写Dockerfile文件，官方命名: Dockerfile ，build会自动寻找这个文件，就不要 -f 指定了！

FROM centos
MAINTAINER name<email>

COPY readme.txt /usr/local/readme.txt

ADD jdk-8u161-linux-x64.tar.gz    /usr/local/
ADD apache-tomcat-8.0.53.tar.gz   /usr/local

RUN yum -y install vim
ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH


ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_161
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-8.0.53
ENV CATALINA_BASH /usr/local/apache-tomcat-8.0.53
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin

EXPOSE 8080

CMD /usr/local/apache-tomcat-8.0.53/bin/startup.sh && tail -F /usr/local/apache-tomcat-8.0.53/bin/logs/catalina.out

3、构建镜像

# docker build -t diytomcat .     diytomcat是定义的镜像名

4、启动镜像，创建容器

# docker run -d -p 9090:8080 --name mytomcat -v /home/service/build/tomcat/test:/usr/local/apache-tomcat-8.0.53/webapps/test -v /home/service/build/tomcat/tomcatlogs/:/usr/local/apache-tomcat-8.0.53/logs diytomcat

5、访问测试

6、发布项目（由于做了卷挂载，我们就可以直接在本地发布项目了）

在/home/service/build/tomcat/test目录下创建WEB-INF目录，在里面创建web.xml文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
           xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
           xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
                               http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd"
           version="2.5">

</web-app>

在回到test目录，添加一个index.jsp页面：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
    pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>hello-world</title>vim
</head>
<body>
Hello World!<br/>
<%
System.out.println("---test web---");
%>
</body>
</html>

7.访问测试：ip:port/project

docker push发布镜像

Docker Hub

在我们服务器上提交自己的镜像 1.登录DockerHub账号

docker login -u username   
Password:

4、登录完毕后就可以提交镜像了，就是一步 docker push

# push自己的镜像到服务器上！
docker push username/imagename:version

# push镜像的问题？
# 解决：增加一个tag docker tag  指定镜像的id   dockerhub的用户名/镜像重命名:[tag]
docker tag bb64ab96b432 username/imagename:version
#本地出现多个相同id的镜像
docker rmi -f 镜像名:tag

注意：镜像的重命名前一定要加当前的dockerhub的用户名，否则将会push失败！！！！

小结

image-20200613214846464.png

Docker网络

理解Docker0

ip address  #查看本地ip地址，发现有多个网卡

img-20220605152630.png

问题： docker是如何处理容器网络访问的？

# [root@localhost /]# docker run -d -P --name tomcat01 tomcat

# 查看容器的内部网络地址   ip addr,  发现容器启动的时候会得到一个 eth0@if43 ip地址，docker分配的！
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat01 ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
42: eth0@if43: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default 
    link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

# 思考：linux能不能ping通docker容器内部！
[root@localhost /]# ping 172.17.0.2
PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.476 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.099 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.105 ms
...
# linux 可以ping通docker容器内部

原理

1、我们每启动一个docker容器，docker就会给docker容器分配一个ip，我们只要装了docker，就会有一个docker01网卡。

桥接模式，使用的技术是veth-pair技术！

再次测试 ip addr，发现多了一对网卡 :

image-20200613224311838.png

2、再启动一个容器测试，发现又多了一对网卡！！！

image-20200613224610781.png

# 我们发现这个容器带来网卡，都是一对对的
# veth-pair 就是一对的虚拟设备接口，他们都是成对出现的，一段连着协议，一段彼此相连
# 正因为有这个特性，veth-pair 充当一个桥梁，连接各种虚拟网络设备
# OpenStack，Docker容器之间的连接，OVS的连接都是使用veth-pair技术

3、我们来测试下tomcat01和tomcat02是否可以ping通！

[root@localhost /]# docker exec -it tomcat02 ping 172.17.0.2
PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.556 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.096 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.111 ms
...

# 结论：容器与容器之间是可以相互ping通的！！！

网络模型图：

image-20200613231046553.png

结论：tomcat01 和 tomcat02 是公用一个路由器，即 docker0 !

所有的容器不指定网络的情况下，都是经 docker0 路由的，docker 会给我们的容器分配一个默认的可用ip

小结

Docker使用的是Linux的桥接技术，宿主机是一个Docker容器的网桥 docker0

image-20200613232031835.png

注意： Docker中所有网络接口都是虚拟的，虚拟的转发效率高！（内网传递文件）

只要容器一删除，对应的一对网桥就没有！

--link

思考一个场景：我们编写了一个微服务，database url = ip ，项目不重启，数据库ip换掉了，我们希望可以处理这个问题，可以通过名字来访问容器？

# tomcat02 想通过直接ping 容器名（即"tomcat01"）来ping通，而不是ip，发现失败了！
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat02 ping tomcat01
ping: tomcat01: Name or service not known

# 如何解决这个问题呢？
# 通过--link 就可以解决这个网络联通问题了！！！      发现新建的tomcat03可以ping通tomcat02
[root@localhost /]# docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
87a0e5f5e6da34a7f043ff6210b57f92f40b24d0d4558462e7746b2e19902721
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat03 ping tomcat02
PING tomcat02 (172.17.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat02 (172.17.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.132 ms
64 bytes from tomcat02 (172.17.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.116 ms
64 bytes from tomcat02 (172.17.0.3): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.116 ms
64 bytes from tomcat02 (172.17.0.3): icmp_seq=4 ttl=64 time=0.116 ms

# 反向能ping通吗？       发现tomcat02不能oing通tomcat03
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat02 ping tomcat03
ping: tomcat03: Name or service not known

探究：inspect ！！！

image-20200614002609300.png

image-20200614002832045.png

其实这个tomcat03就是在本地配置了到tomcat02的映射：

# 查看hosts 配置，在这里发现原理！  
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat03 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
172.17.0.3	tomcat02 95303c12f6d9    # 就像windows中的 host 文件一样，做了地址绑定
172.17.0.4	87a0e5f5e6da

本质探究：--link 就是我们在hosts 配置中增加了一个 172.17.0.3 tomcat02 95303c12f6d9 （三条信息都是tomcat02 的）

我们现在玩Docker已经不建议使用 --link 了！！！

自定义网络，不使用docker0！

docker0问题：不支持容器名连接访问！

--net 自定义网络

docker network ls    # 查看所有的docker网络

网络模式

bridge ：桥接(docker默认，自己创建也使用bridge模式!)

none ：不配置网络

host ：和宿主机共享网络

container ：容器网络连通，容器直接互联！（用的少！局限很大！）

测试

# 我们之前直接启动的命令 (默认是使用--net bridge，可省)，这个bridge就是我们的docker0 
docker run -d -P --name tomcat01 tomcat   
docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat
# 上面两句等价

# docker0（即bridge）默认不支持域名访问 ！ --link可以打通连接，即支持域名访问！

# 我们可以自定义一个网络！
# --driver bridge    		网络模式定义为 ：桥接
# --subnet 192.168.0.0/16	定义子网 ，范围为：192.168.0.2 ~ 192.168.255.255
# --gateway 192.168.0.1		子网网关设为： 192.168.0.1 
[root@localhost /]# docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet
7ee3adf259c8c3d86fce6fd2c2c9f85df94e6e57c2dce5449e69a5b024efc28c
[root@localhost /]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
461bf576946c        bridge              bridge              local
c501704cf28e        host                host                local
7ee3adf259c8        mynet               bridge              local  	#自定义的网络
9354fbcc160f        none                null                local

自己的网络就创建好了：

image-20200614011229854.png

[root@localhost /]# docker run -d -P --name tomcat-net-01 --net mynet tomcat
b168a37d31fcdc2ff172fd969e4de6de731adf53a2960eeae3dd9c24e14fac67
[root@localhost /]# docker run -d -P --name tomcat-net-02 --net mynet tomcat
c07d634e17152ca27e318c6fcf6c02e937e6d5e7a1631676a39166049a44c03c
[root@localhost /]# docker network inspect mynet
[
    {
        "Name": "mynet",
        "Id": "7ee3adf259c8c3d86fce6fd2c2c9f85df94e6e57c2dce5449e69a5b024efc28c",
        "Created": "2020-06-14T01:03:53.767960765+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "192.168.0.0/16",
                    "Gateway": "192.168.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "b168a37d31fcdc2ff172fd969e4de6de731adf53a2960eeae3dd9c24e14fac67": {
                "Name": "tomcat-net-01",
                "EndpointID": "f0af1c33fc5d47031650d07d5bc769e0333da0989f73f4503140151d0e13f789",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
                "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "c07d634e17152ca27e318c6fcf6c02e937e6d5e7a1631676a39166049a44c03c": {
                "Name": "tomcat-net-02",
                "EndpointID": "ba114b9bd5f3b75983097aa82f71678653619733efc1835db857b3862e744fbc",
                "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:03",
                "IPv4Address": "192.168.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]


# 再次测试 ping 连接
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat-net-01 ping 192.168.0.3
PING 192.168.0.3 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.199 ms
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.121 ms
^C
--- 192.168.0.3 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 2ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.121/0.160/0.199/0.039 ms

# 现在不使用 --link,也可以ping 名字了！！！！！！
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat-net-01 ping tomcat-net-02
PING tomcat-net-02 (192.168.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.145 ms
64 bytes from tomcat-net-02.mynet (192.168.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.117 ms
^C
--- tomcat-net-02 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 3ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.117/0.131/0.145/0.014 ms

我们在使用自定义的网络时，docker都已经帮我们维护好了对应关系，推荐我们平时这样使用网络！！！

好处：

redis——不同的集群使用不同的网络，保证了集群的安全和健康

mysql——不同的集群使用不同的网络，保证了集群的安全和健康

image-20200614015209053.png

network connect网络连通

image-20200614013625192.png

image-20200614013801842.png

# 测试打通 tomcat01 — mynet
[root@localhost /]# docker network connect mynet tomcat01

# 连通之后就是将 tomcat01 放到了 mynet 网络下！ （见下图）
# 这就产生了 一个容器有两个ip地址 ! 参考阿里云的公有ip和私有ip
[root@localhost /]# docker network inspect mynet

image-20200614014544797.png

# tomcat01 连通ok
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat01 ping tomcat-net-01
PING tomcat-net-01 (192.168.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.124 ms
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.162 ms
64 bytes from tomcat-net-01.mynet (192.168.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.107 ms
^C
--- tomcat-net-01 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 3ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.107/0.131/0.162/0.023 ms

# tomcat02 是依旧打不通的
[root@localhost /]# docker exec -it tomcat02 ping tomcat-net-01
ping: tomcat-net-01: Name or service not known

结论： 假设要跨网络操作别人，就需要使用docker network connect 连通。。。

Springboot微服务打包Docker镜像

打包运行

mvn package

编写Dockerfile

FROM java:8
COPY *.jar /app.jar
CMD ["--server.port=8080"]
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java","-jar","app.jar"]

构建镜像

# 1.复制jar和DockerFIle到服务器
# 2.构建镜像
docker build -t xxxxx:xx  .
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