Docker的概述及基本应用

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Docker

Docker概念

  • Docker是一个开源的应用容器引擎。docker可以将开发者打包他们的应用及依赖包到一个轻量级，可移植的容器，然后发布到任何流行的linux机器上。
  • 容器完全使用沙箱机制，相互隔离，一个linux系统中可以部署多个容器。
  • 容器开销性能低

Docker的基本组成三要素

  • 镜像
  • 容器
  • 仓库

镜像

Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建很多容器。（类似于java中的类）

img

容器

  • Docker 利用容器（Container）独立运行的一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。（类似于java中的对象）
  • 它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。
  • 可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序
  • 容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。

仓库

仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。（类似于Maven仓库）

仓库(Repository)和仓库注册服务器（Registry）是有区别的。仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。

仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。

最大的公开仓库是 Docker Hub(hub.docker.com/)，

存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云 、网易云 等

总结

需要正确的理解仓储/镜像/容器这几个概念:

  • Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就似乎 image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器。image 文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
  • image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。
  • 一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器
  • 至于仓储，就是放了一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓储中，需要的时候从仓储中拉下来就可以了。

img

安装docker

# 1、yum包更新到最新
 yum update
# 2、安装需要的软件包
yum install -y yun-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 3、设置yum源
yum-config-manager --add-repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 4、安装docker
yum install -y docker-ce
# 5、查看docker版本，验证是否成功
docker -v

Docker命令

Docker服务命令

  • 启动docker

    systemctl start docker

  • 停止docker

    systemctl stop docker

  • 重启docker

    systemctl restart docker

  • 查看docker服务状态

    systemctl status docker

  • 设置开机自启docker

    systemctl enable docker

docker镜像相关命令

查看镜像

docker images

docker images -q #查看所有镜像id

搜索镜像

docker search XXX

想查看镜像有哪些版本有维护，访问docker官网查看

拉取镜像

docker pull XXX

删除镜像

docker rmi |name:tag(名字加版本) |image id (镜像id)

删除所有镜像

docker rmi 'docker images -q'

docker容器相关命令

查看容器

#查看所有容器 去掉a查看正在使用的容器
docker ps -a

image-20220405193907272

container id ：容器id

image：镜像

command：进入容易命令

created：创建时间

status：状态

创建并启动容器

1：创建容器并进入，exit退出后容器关闭

docker run -it --name=Name mysql:5.7 /bin/bash

2：创建容器，exit退出后容器不会关闭

docker run -id --name=Name mysql:5.7

image-20220406102335899

进入容器

docker exec -it name /bin/bash

启动容器

docker start name

停止容器

docker stop name

删除容器

docker rm name|id

查看容器详细信息

docker inspect name

退出容器

exit

Docker容器的数据卷

数据卷概念

  • 数据卷是宿主机中的一个目录或文件
  • 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
  • 一个数据卷可以被多个容器同时挂载
  • 一个容器也可以被挂载多个数据卷

数据卷作用

  • 容器数据持久化，删除容器不会影响容器中产生的数据
  • 外部机器和容器间接通信，让外部机器可以和容器直接交换文件
  • 容器之间的数据交互

配置数据卷

image-20220406103656746

数据卷容器

image-20220406110532168

配置数据卷容器

  1. 创建并启动c3数据卷容器，使用-v参数设置数据卷

    docker run -it --name=c3 -v /volume mysql:5.7 /bin/bash

  2. 创建并启动c1 c2容器，使用--volumes-from 参数设置数据卷

    docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 mysql:5.7 /bin/bash
docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 mysql:5.7 /bin/bash

Docker应用部署

一、MySQL部署

image-20220406112509947

  1. 搜索mysql镜像
docker search mysql
  1. 拉取mysql镜像
docker pull mysql:5.7
  1. 创建容器，设置端口映射、目录映射
# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql

docker run -id \
-p 3306:3306 \
--name=mysql_1 \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib.mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.7

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二、tomcat部署

  1. 搜索tomcat镜像
docker search tomcat
  1. 拉取tomcat镜像
docker pull tomcat

  1. 创建tomcat容器

    docker run -id --name=tomcat_default 
-p 8080:8080 
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps tomcat

三、nginx部署

  1. 搜索nginx镜像
docker search nginx
  1. 拉取nginx镜像
docker pull nginx
  1. 创建容器，设置端口映射、目录映射
#在root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
mkdir ~/nginx
cd ~/nginx
mkdir conf
cd conf
#在conf目录下创建nginx.conf文件
vim nginx.conf

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \
nginx

  • 参数说明：

    • -p 80:80：将容器的 80端口映射到宿主机的 80 端口。
    • -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf。配置目录
    • -v $PWD/logs:/var/log/nginx：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录

四、部署redis

  1. 搜索redis镜像
docker search redis
  1. 拉取redis镜像
docker pull redis:5.0
  1. 创建容器，设置端口映射
docker run -id --name=redis_default -p 6379:6379 redis:5.0
  1. 使用外部机器连接redis
./redis-cli.exe -h ip -p 6379

Dockerfile

docker镜像原理

操作系统组成部分中有文件管理子系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成

  • bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）
  • rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件
  • 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等

镜像原理：

Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成，最底端是 bootfs，并使用宿主机的bootfs，第二层是 root文件系统rootfs,称为base image，然后再往上可以叠加其他的镜像文件

统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。

一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器。

image-20220407211443333

思考：

  1. Docker镜像的本质是什么
  • Docker 镜像本质是一个分层文件系统
  1. Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？
  • Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层
  1. Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？
  • 由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像（jdk等镜像），所以整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

docker镜像制作

  1. 容器转为镜像（不常用）

可用于将容器打包给测试人员部署测试

将容器转为镜像

docker commit 容器id 镜像名称:版本号

将镜像压缩成一个压缩文件

docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号

将压缩文件加载成镜像

docker load -i 压缩文件名称

注：压缩文件时容器中挂载的数据卷文件不会被压缩

  1. Dockerfile制作镜像（常用）

Dockerfile概念

  • Dockerfile是一个文本文件
  • 包含了一条条的指令
  • 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
  • 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
  • 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了
  • 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

Dockerfile关键字

关键字作用备注
FROM指定父镜像指定dockerfile基于那个image构建
MAINTAINER作者信息用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL标签用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看
RUN执行命令执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN ["command" , "param1","param2"]
CMD容器启动命令提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD ["command" , "param1","param2"]
ENTRYPOINT入口一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用
COPY复制文件build的时候复制文件到image中
ADD添加文件build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务
ENV环境变量指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value
ARG构建参数构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数
VOLUME定义外部可以挂载的数据卷指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME ["目录"]
EXPOSE暴露端口定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp
WORKDIR工作目录指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径
USER指定执行用户指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户
HEALTHCHECK健康检查指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制
ONBUILD触发器当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大
STOPSIGNAL发送信号量到宿主机该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。
SHELL指定执行脚本的shell指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell

Dockerfile案例

1：自定义centos7

需求：

自定义centos7镜像，要求：默认登录位置为/usr，可以使用vim

实现步骤

创建dockerfile文件

  1. 定义父镜像：FROM centos:7
  2. 定义作者信息：MAINTAINER xxx@163.com
  3. 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim
  4. 定义默认的工作目录：WORKDIR /usr
  5. 定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash

保存后，执行docker build -f 文件路径 -t 镜像名称:版本 .

2：定义dockerfile，发布springboot项目

实现步骤

①定义父镜像：FROM java:8

②定义作者信息：MAINTAINER zhangshudongxxx@163.com

③将jar包添加到容器： ADD demo0317.jar app.jar

④定义容器启动执行的命令：CMD java–jar app.jar

⑤通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

Docker服务编排

服务编排概念

微服务架构的应用系统中一般包含着多个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启动和停止，维护的工作量会很大。如下所示

  • 从dockerfile build image或者去dockerhub拉取image
  • 创建多个container
  • 管理这些container（启动停止删除）

而服务编排的作用就是按照一定的业务规则去批量管理容器

容器服务编排工具有以下几种：

  • docker-compose： 单个服务器或主机上创建和管理多个容器的工具，只能管理当前主机上的Docker，也就是说不能去启动其他主机上的Docker容器（单机容器编排工具）
  • Docker Swarm： Docker Swarm 是一款用来管理多主机上的Docker容器的工具，可以负责帮你启动容器，监控容器状态，如果容器的状态不正常它会帮你重新帮你启动一个新的容器，来提供服务，同时也提供服务之间的负载均衡。（跨主机的集群部署工具）
  • Kubernetes（k8s）： Kubernetes它本身的角色定位是和Docker Swarm 是一样的，也就是说他们负责的工作在容器领域来说是相同的部分，都是一个跨主机的容器管理平台，k8s是谷歌公司根据自身的多年的运维经验研发的一款容器管理平台。而Docker Swarm则是由Docker 公司研发的。（跨主机的集群部署工具）

总结：docker-compose只能用于单机容器编排，局限性较大，所以下文只简单介绍了一下docker compose，而Docker Swarm在和Kubernetes的竞争中已经逐渐失势，如今容器管理领域已经开始已经逐渐被Kubernetes所称霸，所以可以考虑优先学习Kubernetes（k8s）

docker compose概念

docker compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。

使用步骤：

  1. 利用Dockerfile定义运行环境镜像
  2. 使用docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
  3. 运行docker-compose up 启动应用

image-20220419104639844

docker compose安装使用

一、安装docker compose

# 下载 Docker Compose
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
# 设置文件可执行权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
#查看版本信息
docker-compose -version

二、删除docker compose

rm /usr/local/bin/docker-compose
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