Docker的基本使用

存储卷

什么是存储卷

“卷”是容器上的一个或多个“目录”，此类目录可绕过联合文件系统，与宿主机上的某个目录“绑定（关联）”；

在Docker中，要想实现数据的持久化（所谓Docker的数据持久化即数据不随着Container的结束而结束），需要将数据从宿主机挂载到容器中。

Docker管理宿主机文件系统的一部分，默认位于 /var/lib/docker/volumes 目录中；（最常用的方式）

存储卷优化写入速度

Docker镜像由多个只读层叠加而成，启动容器时，docker会加载只读镜像层并在镜像栈顶部加一个读写层；

如果运行中的容器修改了现有的一个已经存在的文件，那该文件将会从读写层下面的只读层复制到读写层，该文件版本仍然存在，只是已经被读写层中该文件的副本所隐藏，此即“写时复制(COW)”机制。

为了避免这种情况，构建Dockerfile的时候应该加入一个存储卷

Volume存储卷

增加存储卷

编写Dockerfile增加存储卷，增加日志存储卷/logs，这会是一个匿名存储卷

FROM openjdk:8-jdk-alpine
VOLUME /tmp /logs
ADD learn-docker-storage-1.0-SNAPSHOT.jar app.jar
EXPOSE  8003
ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]

构建镜像

因为我们原来已经构建了镜像，这次使用版本号是 0.0.2

#构建镜像
docker build -t learn-docker-storage:0.0.2 .
# 查看镜像列表
docker images

运行容器

通过run命令运行容器

# 运行容器
docker run -d -p 8003:8003 learn-docker-storage:0.0.2
# 查看运行中的容器
docker ps

查看存储卷

通过docker volume ls可以看到存储卷

docker volume ls

查看容器信息

我们发现都是匿名的存储卷，如何来确定都是那个呢，可以通过docker inspect 容器ID来查看存储新鲜

 docker inspect 2041965c3e87|grep Mounts -A20

通过这个命令可以看到数据卷的名称以及宿主机的存储路径，我们可以直接到宿主机打印日志

 # 进入文件挂载目录
cd /var/lib/docker/volumes/d35de1b7e4631908b05635db4c1f114ab3aafbdf25a9843c068696e66a779c75/_data
# 输出日志
tail -f learn-docker-storage.log

这样就看到了我们的日志文件

验证存储卷

删除容器检查存储卷释放消失

# 查看运行的容器列表
docker ps
#删除容器
docker rm -f 2041965c3e87
#查看所有的容器列表(运行+停止)
docker ps -a

我们看到容器已经被删除了，检查我们的存储卷

docker volume ls

发现存储卷还存在，数据还是存在的，并且数据也存在

# 查看存储卷列表
docker volume ls
# 查看存储卷详情
docker inspect 296ccc64d919e86bb8329bf6b08447c2ea6a118458d3fcb86d5c7c9a3177dfe0

重新运行镜像启动一个新的容器

# 运行容器
docker run -d -p 8080:8080 e1222496c69f
# 查看运行中的容器
docker ps

启动容器后查看存储卷列表

# 查看存储卷列表
docker volume ls

我们发现有创建了两个存储卷，查看容器详情

 docker inspect 2041965c3e87|grep Mounts -A20

我们发现新启动的容器新开了一个匿名存储卷

清理volume挂载

volume挂载方式，会生成很多匿名的目录，我们可以找到对应的没有使用的volume进行删除

docker volume ls

通过查看我们发现里面，有很多的volume，我们可以找到没有用的删除

 docker volume rm volume_name

还可以通过命令将没有引用的全部volume清除掉，但是这个命令很危险

docker volume prune

这样就将我们服务器上无效的volume清除掉了

bind挂载共享存储

什么是bind

Bind mounts模式和Volumes非常相似，不同点在于Bind mounts模式是将宿主机上的任意文件或文件夹挂载到容器，而Volumes本质上是将Docker服务管理的一块区域（默认是/var/lib/docker/volumes下的文件夹）挂载到容器。

共享存储

经过上面的测试，我们发现每一个容器都是单独用一个存储卷，用于临时文件没有问题的，但是如果要让容器都用同一个存储路径怎么办呢，这个时候就用到了 bind挂载了，可以使用-v进行挂载挂载刚才的存储卷。

# 级联创建文件夹
mkdir -p /tmp/data/logs
# 运行容器，指定挂载路径 
docker run -d -v /tmp/data/logs:/logs \
-p 8003:8003 --name learn-docker-storage \
learn-docker-storage:0.0.2

这里面--name是指定docker容器的名称，我们操作容器就可以使用名称进行操作了

然后使用docker inspect命令来检查容器详情

docker inspect learn-docker-storage|grep Mounts -A20

我们发现挂载日志的挂载方式已经变了，由原来的volume变为了bind，并且挂载路径变为了我们自己定义的路径，进入目录查看

# 进入目录并浏览目录文件
cd /tmp/data/logs/&&ll
# 打印日志详情
tail -f learn-docker-storage.log

验证共享存储

我们也按照上面步骤验证下bind方式挂载的存储，先删除容器,检查日志文件是否存在

# 停止并删除容器
docker rm -f learn-docker-storage
# 查看容器已经被删除了
docker ps -a
# 进入日志挂载路径查看日志是否存在
cd /tmp/data/logs/&&ll

我们发现容器被删除但是日志文件还存在本地

启动一个新的容器

# 运行容器，指定挂载路径 
docker run -d -v /tmp/data/logs:/logs \
-p 8003:8003 --name learn-docker-storage \
learn-docker-storage:0.0.2
# 查看日志文件
cat learn-docker-storage.log

我们发现新的容器的日志文件追加进来了

我们发现日志已经追加，我们让不同的容器挂载同一个目录了

volume和bind的区别

对于多个容器需要共享访问同一数据目录，或者需要持久化容器内数据（如数据库）时，我们都是采用挂载目录形式（bind mounts），将宿主机的某一目录挂载到容器内的指定目录，这种方式能解决问题，但这种方式也一直有一些缺点

• 容器在不同的服务器部署需要根据实际磁盘挂载目录修改路径
• 不同操作系统的文件和目录权限会搞得你昏头转向，火冒三丈 ?

bind mount和volume其实都是利用宿主机的文件系统，不同之处在于volume是docker自身管理的目录中的子目录，所以不存在权限引发的挂载的问题，并且目录路径是docker自身管理的，所以也不需要在不同的服务器上指定不同的路径，你不需要关心路径。

网络

Docker网络原理

Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关，因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的Container-IP直接通信。

Docker网桥是宿主机虚拟出来的，并不是真实存在的网络设备，外部网络是无法寻址到的，这也意味着外部网络无法通过直接Container-IP访问到容器，如果容器希望外部访问能够访问到，可以通过映射容器端口到宿主主机（端口映射），即docker run创建容器时候通过 -p 或 -P 参数来启用，访问容器的时候就通过[宿主机IP]:[容器端口]访问容器。

Docker网络模式

Docker网络模式	配置	说明
host模式	–net=host	容器和宿主机共享Network namespace。
container模式	–net=container:NAME_or_ID	容器和另外一个容器共享Network namespace。 kubernetes中的pod就是多个容器共享一个Network namespace。
none模式	–net=none	容器有独立的Network namespace，但并没有对其进行任何网络设置，如分配veth pair 和网桥连接，配置IP等。
overlay模式	-- driver overlay	Docker跨主机通信模式，使用分布式计算机架构后需要使用overlay网络模式
bridge模式	–net=bridge	（默认为该模式）

host模式

如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace。

容器将不会虚拟出自己的网卡，配置自己的IP等，而是使用宿主机的IP和端口，但是，容器的其他方面，如文件系统、进程列表等还是和宿主机隔离的。

使用host模式的容器可以直接使用宿主机的IP地址与外界通信，容器内部的服务端口也可以使用宿主机的端口，不需要进行NAT，host最大的优势就是网络性能比较好，但是docker host上已经使用的端口就不能再用了，网络的隔离性不好。

Host模式如下图所示

container模式

这个模式指定新创建的容器和已经存在的一个容器共享一个 Network Namespace，而不是和宿主机共享

新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的 IP，而是和一个指定的容器共享 IP、端口范围等，同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的，两个容器的进程可以通过 lo 网卡设备通信

Container模式示意图

none模式

使用none模式，Docker容器拥有自己的Network Namespace，但是，并不为Docker容器进行任何网络配置，也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息。需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等。

这种网络模式下容器只有lo回环网络，没有其他网卡，none模式可以在容器创建时通过--network=none来指定，这种类型的网络没有办法联网，封闭的网络能很好的保证容器的安全性。

None模式示意图

overlay模式

容器在两个跨主机进行通信的时候，是使用overlay network这个网络模式进行通信，如果使用host也可以实现跨主机进行通信，直接使用这个物理的ip地址就可以进行通信，overlay它会虚拟出一个网络比如10.0.9.3这个ip地址，在这个overlay网络模式里面，有一个类似于服务网关的地址，然后把这个包转发到物理服务器这个地址，最终通过路由和交换，到达另一个服务器的ip地址。

bridge模式

当Docker进程启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机上启动的Docker容器会连接到这个虚拟网桥上，虚拟网桥的工作方式和物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连在了一个二层网络中

从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并设置docker0的IP地址为容器的默认网关，在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备，Docker将veth pair设备的一端放在新创建的容器中，并命名为eth0（容器的网卡），另一端放在主机中，以vethxxx这样类似的名字命名，并将这个网络设备加入到docker0网桥中。可以通过brctl show命令查看

bridge模式是docker的默认网络模式，不写--net参数，就是bridge模式。使用docker run -p时，docker实际是在iptables做了DNAT规则，实现端口转发功能。可以使用iptables -t nat -vnL查看。

bridge模式如下图所示

我们的网络结构

下图是我们自己的网络结构，我们是通过宿主机访问Mysql容器的，刚才我们学过，默认Docker已经接入了一个名字叫bridge的桥接网络

我们可以让我们的网络直接接入桥接网络，例如下图

创建网络

查看网络列表

可以通过docker network ls命令查看网络列表

# 查看网络列表
docker network ls

上面就是容器默认几种网络

创建一个桥接网络

默认容器启动会自动默认接入bridge的桥接网络，为了区分我们的服务也防止各种网络问题，我们创建一个专用网络，可以通过docker network create 网络名称来创建一个默认的桥接网络

# 创建一个桥接网络
docker network create learn-docker-network
# 查看网络列表
docker network ls

服务接入网络

停止并删除原有容器

停止和删除我们的微服务以及mysql服务

# 删除当前运行中的容器
docker rm -f learn-docker-storage nacos mysql

创建MySQL

因为我们的微服务依赖MySQL先启动MySQL并接入网络,因为MySQL不需要通过宿主机访问，所有也不需要映射端口了，--network 是配置接入哪一个网络

docker run -d \
-v /tmp/etc/mysql:/etc/mysql/mysql.conf.d/ \
-v /tmp/data/mysql:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root \
--name mysql --network=learn-docker-network \
mysql:5.7.38

这样我们就把我们的MySQL服务启动起来了并且加入了learn-docker-network的网络

创建Nacos

我们的nacos是需要暴漏端口的，因为我们需要外部能够看到nacos页面，但是我们也需要我们的nacos连接到当前网络

docker run -d  \
--network=learn-docker-network \
--name nacos --env MODE=standalone \
nacos/nacos-server

查看网络详情

可以通过docker network inspect 网络名称可以查看当前的网络的详细信息

docker network inspect learn-docker-network|grep Containers -A 20

修改微服务配置

因为需要使用自定义网络访问mysql容器以及nacos容器，需要修改微服务数据库连接地址，

docker 网络访问 可以通过IP或者通过服务名称都是可以的，这里我们通过服务名称访问，因为我们使用了maven打包的方式，我们只需要将pom文件修改就可以

<properties>
    <mysql.addr>mysql:3306</mysql.addr>
    <nacos.addr>nacos:8848</nacos.addr>
</properties>

修改完成后进行编译项目

这里将数据库连接地址改为mysql容器的服务名称mysql，nacos的连接地址变为了nacos

重新打包服务

将打包的文件上传服务器后按照上面步骤同上面打包，打包版本为 0.0.3

docker build -t learn-docker-storage:0.0.3 .

创建微服务

下面就按部就班的创建微服务就可以,只是注意需要加入网络，这里这个端口需要映射外网访问

docker run -d \
-v /tmp/data/logs:/logs \
-p 8003:8003 \
--name learn-docker-storage \
--network=learn-docker-network \
learn-docker-storage:0.0.3

测试微服务

到现在微服务已经启动，我们尝试访问以下

 curl http://192.168.64.153:8003/storage/employe/findByID/10001 | python -m json.tool

访问测试数据没有问题，到现在我们服务已经搭建完成，并且使用网络进行了优化