Docker基础：概念、命令与集群管理-优快云博客

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Docker 的基础概念：

Docker 的基本架构：Docker 使用客户端-服务器的架构。Docker 客户端与 Docker 守护进程进行通信，Docker 守护进程负责构建、运行和管理 Docker 容器。它们可以运行在同一台主机上，也可以通过 socket 或 RESTful API 进行远程通信。
镜像（Image）：Docker 镜像可以看作是容器的“蓝图”，它包含了运行容器所需的所有内容，包括操作系统、应用程序及其依赖等。Docker 镜像是只读的，可以通过 Dockerfile 来创建，也可以从 Docker Hub 或其他 Docker Registry 下载。
容器（Container）：Docker 容器是 Docker 镜像的运行实例。它是独立的、隔离的进程环境，包含了运行应用程序所需的所有资源，但不包含任何操作系统内核和虚拟硬件。一个镜像可以启动多个相互隔离的容器。
数据卷（Volume）：Docker 数据卷是用于持久化和共享容器数据的机制。它是一个可由一个或多个容器挂载的特殊目录，可以绕过联合文件系统，提供共享数据或持久化数据的功能。
网络（Network）：Docker 网络允许容器之间和容器与外部世界进行通信。Docker 提供了多种网络模式，如桥接模式、主机模式、无网络模式和自定义网络等。每种网络模式都有其特定的应用场景。
以上就是 Docker 的基础概念。了解这些概念对于理解 Docker 的工作原理和使用 Docker 构建、运行和管理应用程序至关重要。

Docker 常用命令：

运行容器：使用 docker run 命令来运行容器。基本的格式是 docker run [OPTIONS] IMAGE[:TAG|@DIGEST] [COMMAND] [ARG…]。例如，运行一个 Ubuntu 容器并执行 bash 命令，可以使用 docker run -it ubuntu bash。
构建镜像：使用 docker build 命令来构建镜像。基本的格式是 docker build [OPTIONS] PATH | URL | -。例如，如果你有一个 Dockerfile 在当前目录，你可以使用 docker build -t my-image . 来构建一个名为 my-image 的镜像。
管理数据卷：使用 docker volume 命令来创建、列出、删除、检查和管理 Docker 数据卷。例如，你可以使用 docker volume create my-vol 来创建一个名为 my-vol 的数据卷，然后可以使用 docker run -v my-vol:/data ubuntu bash 来运行一个 Ubuntu 容器并挂载这个数据卷到 /data 目录。
管理网络：使用 docker network 命令来创建、列出、删除、检查和管理 Docker 网络。例如，你可以使用 docker network create my-net 来创建一个名为 my-net 的网络，然后可以使用 docker run --network=my-net ubuntu bash 来运行一个 Ubuntu 容器并连接到这个网络。
以上是 Docker 常用命令的基本使用，实际使用中可能需要根据具体需求调整选项和参数。你可以使用 docker command --help 来查看每个命令的详细使用说明。

Dockerfile 自定义Docker 镜像

什么是 Dockerfile？

Dockerfile是一个包含一系列命令的文本文件，用于自动化地构建Docker镜像。通过编写Dockerfile，您可以定义镜像的内容、环境和执行方式。

一个基本的Dockerfile通常包括以下几个部分：

基础镜像选择：通过FROM命令指定基础镜像。
维护者信息：通过MAINTAINER命令添加镜像的作者/维护者信息。
镜像构建步骤：包括安装软件、复制文件、设置环境变量等。
容器启动时执行的命令：通过CMD或ENTRYPOINT命令指定容器启动时执行的命令。

编写 Dockerfile

步骤1：选择基础镜像

# 版本号 在此示例中，我们选择了最新版本的Ubuntu作为基础镜像。
FROM ubuntu:latest

步骤2：添加维护者信息

# 替换为您的姓名和电子邮件地址。
MAINTAINER Your Name <your_email@domain.com>

步骤3：镜像构建步骤

在这个示例中，我们创建了一个名为app的新目录，并将当前目录下的所有文件复制到镜像的app目录中。

# 在镜像中创建一个新目录
RUN mkdir /app

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制本地文件到镜像中
COPY . /app

步骤4：容器启动时执行的命令

完成Dockerfile编写后，可以使用docker build命令来构建镜像。
这个命令会在当前目录下查找Dockerfile，并根据其中的指令构建一个名为custom_image的镜像，标签为latest。

docker build -t custom_image:latest .

通过编写Dockerfile，您可以自定义Docker镜像的构建过程和内容。上述是一个简单的例子，实际情况可能更为复杂。您可以根据具体需求编写更复杂的Dockerfile来构建定制化的镜像。

使用 Docker Compose 管理多容器应用

什么是 Docker Compose？

Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。它允许您使用YAML文件定义应用程序的服务、网络和卷，并使用单个命令在多个容器之间进行协调和管理。

安装 Docker Compose

首先，确保您已经安装了Docker。然后，按照以下步骤安装Docker Compose：

打开终端或命令提示符。
运行以下命令以下载最新版本的Docker Compose二进制文件：

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/latest/download/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

赋予docker-compose二进制文件可执行权限：

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

验证Docker Compose是否成功安装：

docker-compose --version

如果安装成功，将显示所安装的Docker Compose的版本信息。

编写 Docker Compose 文件

使用Docker Compose来管理多容器应用的第一步是编写一个docker-compose.yml文件。该文件描述了您的应用程序的各个服务、网络和卷之间的关系。

以下是一个示例的docker-compose.yml文件，以展示其基本结构：

version: '3'
services:
  web:
    build: ./web
    ports:
      - 80:80
    volumes:
      - ./web:/app
    depends_on:
      - database
  database:
    image: mysql:5.7
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
volumes:
  db-data:

在这个示例中，我们定义了两个服务：web和database。web服务使用位于./web目录中的Dockerfile进行构建，并将容器内的80端口映射到主机的80端口。它还将主机上的./web目录挂载到容器内的/app目录。web服务还依赖于database服务。

database服务使用MySQL 5.7镜像，并设置了MYSQL_ROOT_PASSWORD环境变量。它还将db-data卷挂载到容器的/var/lib/mysql目录。

启动和管理应用程序

完成docker-compose.yml文件的编写后，可以使用以下命令启动和管理应用程序：

启动应用程序：在包含docker-compose.yml文件的目录中，运行以下命令以启动应用程序

docker-compose up

这将会启动所有在docker-compose.yml文件中定义的服务，并将它们连接到适当的网络中。

后台启动应用程序：如果您希望将应用程序作为后台进程运行，可以使用以下命令

docker-compose up -d

停止应用程序：要停止运行的应用程序，可以使用以下命令

docker-compose down

这将停止并移除所有定义在docker-compose.yml文件中的服务和网络。

查看应用程序日志：要查看应用程序的日志输出，可以使用以下命令

docker-compose logs

此命令将显示所有服务的日志输出

Docker网络模型

Docker的网络模型是Docker容器之间通信的核心，Docker使用网络来实现容器之间的通信，使得多个容器可以相互交流，组成一个完整的应用程序。Docker的网络模型主要分为以下三种类型:

桥接网络：桥接网络是Docker默认的网络类型。它为Docker容器提供了独立的IP地址，并使它们可以通过网络进行通信。在这种模式下，每个容器都有自己唯一的IP地址，每个容器都可以通过IP地址或容器名称进行访问。
主机模式：主机模式意味着Docker容器直接使用宿主机的网络。在这种模式下，容器不会分配IP地址，而是使用宿主机的IP地址。这种模式对于需要最大化网络性能的应用程序非常有用，因为容器和主机之间没有任何网络跳跃。
Overlay网络：Overlay网络是用于Docker集群的高级网络功能之一。它允许多个Docker主机上的容器通信，并使它们似乎是在同一个网络中运行。这种模式对于需要在多个Docker主机上运行的应用程序非常有用

创建Docker网络

使用以下命令创建一个新的Docker网络：

docker network create my-network

在上面的示例中，我们创建了名为“my-network”的新Docker网络。

您可以通过以下命令列出所有可用的Docker网络：

docker network ls

连接容器到Docker网络

要将容器连接到Docker网络，请使用以下命令：

docker run -d --name my-container --network my-network my-image

在上面的示例中，我们创建了一个名为“my-container”的新容器，并将其连接到名为“my-network”的Docker网络。

要将已经运行的容器添加到Docker网络，请使用以下命令：

docker network connect my-network my-container

从Docker网络中断开容器

要将容器从Docker网络中分离，请使用以下命令：

docker network disconnect my-network my-container

删除Docker网络

docker network rm my-network

请注意，在删除Docker网络之前，必须先将其与所有容器断开连接。

Docker Swarm 集群管理工具

Docker Swarm是Docker官方提供的一个集群管理工具，用于管理和编排Docker容器集群。Swarm可以将多个Docker主机组成集群，并允许我们在整个集群中部署和管理Docker容器。

安装和配置Docker Swarm

要使用Docker Swarm，我们需要在所有Docker主机上安装Docker Engine，并设置它们为Swarm节点。然后需要选择一个节点作为Swarm管理节点，并启动Swarm服务。

以下是如何设置Docker Swarm:

在所有Docker主机上安装Docker Engine。
选择一个主机作为Swarm管理节点，并运行以下命令：

docker swarm init --advertise-addr <MANAGER-IP>

其中是Swarm管理节点的IP地址。

将其他Docker主机连接到Swarm集群：

docker swarm join --token <TOKEN> <MANAGER-IP>:<PORT>

其中是Swarm管理节点提供的令牌，是Swarm管理节点的IP地址，是Swarm管理节点的端口号。

创建和管理Swarm服务

在Docker Swarm中，我们使用服务(Service)来部署和管理应用程序。服务是指一组容器，它们共享相同的配置和网络，并被编排为一个单元。

以下是如何创建和管理Swarm服务：

创建Swarm服务

docker service create --name <SERVICE-NAME> --replicas <REPLICA-COUNT> <IMAGE>

其中是服务名称，是要部署的容器数量，是要使用的Docker镜像。

列出所有Swarm服务

docker service ls

缩放服务：

docker service scale <SERVICE-NAME>=<REPLICA-COUNT>

其中是服务名称，是要部署的容器数量。

更新服务：

docker service update --image <NEW-IMAGE> <SERVICE-NAME>

其中是新的Docker镜像版本。

删除服务：

docker service rm <SERVICE-NAME>

其中是服务名称。

Kubernetes

Kubernetes是一个开源的容器编排平台，可以自动化部署、扩展和管理Docker容器。它提供了强大的自动化功能，可以管理大型Docker容器集群

安装和配置Kubernetes
要使用Kubernetes，我们需要安装一个Kubernetes集群，并将所有Docker主机配置为Kubernetes节点。然后需要选择一个节点作为Kubernetes主控节点，并启动Kubernetes服务。

以下是如何设置Kubernetes：

在所有Docker主机上安装Docker Engine和Kubernetes。
将所有Docker主机配置为Kubernetes节点：

kubeadm init --apiserver-advertise-address=<MASTER-IP>

其中是Kubernetes主控节点的IP地址。

加入其他Docker主机到Kubernetes集群：

kubeadm join <MASTER-IP>:<PORT> --token <TOKEN> --discovery-token-ca-cert-hash <HASH>

其中是Kubernetes主控节点的IP地址，是Kubernetes主控节点的端口号，是Kubernetes主控节点提供的令牌，是Kubernetes主控节点提供的证书哈希值。

创建和管理Kubernetes服务

在Kubernetes中，我们使用Pods来部署和管理应用程序。Pods是指一组容器，它们共享相同的配置和网络，并被编排为一个单元。

以下是如何创建和管理Kubernetes服务：

创建Kubernetes服务：

kubectl create deployment <DEPLOYMENT-NAME> --image=<IMAGE>

其中是部署名称，是要使用的Docker镜像。

列出所有Kubernetes服务：

kubectl get deployments

缩放服务：

kubectl scale deployment <DEPLOYMENT-NAME> --replicas=<REPLICA-COUNT>

其中是部署名称，是要部署的容器数量。

更新服务：

kubectl set image deployment/<DEPLOYMENT-NAME> <CONTAINER-NAME>=<NEW-IMAGE>

其中是部署名称，是容器名称，是新的Docker镜像版本

删除服务：

kubectl delete deployment <DEPLOYMENT-NAME>

其中是部署名称。

Docker Swarm和Kubernetes都是用于管理和编排Docker容器集群的工具。Docker Swarm是Docker官方提供的一个简单易用的集群管理工具，而Kubernetes则是一个强大的容器编排平台，能够自动化部署、扩展和管理Docker容器。