65、容器部署与云环境中的Linux运行-优快云博客

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容器部署与云环境中的Linux运行

1. Docker容器部署

1.1 安装Docker

使用以下命令安装Docker社区版：

apt install docker.io

为了避免每次使用Docker命令都要加 sudo ，可以将你的Linux账户用户名添加到 /etc/group 文件中的 docker:x:117: 行。假设用户名是 steve ，修改后如下：

docker:x:117:steve

注意冒号和用户名之间不能有空格，修改后注销并重新登录使更改生效。

1.2 运行第一个Docker容器

通常，人们会从运行“hello-world”容器开始他们的Docker之旅：

docker run hello-world

运行上述命令后，Docker会执行以下步骤：
1. Docker客户端联系Docker守护进程。
2. Docker守护进程从Docker Hub拉取“hello-world”镜像。
3. Docker守护进程根据该镜像创建一个新容器，并运行生成输出的可执行文件。
4. Docker守护进程将输出流式传输到Docker客户端，客户端再将其发送到终端。

若想尝试更复杂的操作，可以运行Ubuntu容器：

docker run -it ubuntu bash

1.3 查看和管理镜像

使用 docker images 命令查看本地镜像列表：

docker images

输出示例：
| REPOSITORY | TAG | IMAGE ID | CREATED | SIZE |
| --------------- | ------------- | --------------- | --------------- | ------- |
| hello-world | latest | bf756fb1ae65 | 3 months ago | 13.3kB |

可以使用镜像ID再次运行镜像。例如，拉取Alpine Linux的最新版本：

docker pull alpine:latest

使用 docker history 命令查看Alpine镜像的层信息：

docker history alpine

输出示例：
| IMAGE | CREATED | CREATED BY | SIZE |
| ------------ | ----------- | --------------------------------------------- | ----- |
| f70734b6a266 | 6 days ago | /bin/sh -c #(nop) CMD [“/bin/sh”] | 0B |
| | 6 days ago | /bin/sh -c #(nop) ADD file:b91adb67b670d3a6… | 5.61MB|

1.4 搜索和使用特定镜像

假设要运行一个轻量级的WordPress站点，可以在Docker Hub上搜索基于Alpine的WordPress镜像：

docker search alpine | grep wordpress

若找到合适的镜像，如 etopian/alpine-php-wordpress ，可以拉取该镜像：

docker pull etopian/alpine-php-wordpress

再次查看本地镜像列表：

docker images

输出示例：
| REPOSITORY | TAG | IMAGE ID | CREATED | SIZE |
| ---------------------------- | ------ | ------------ | ------------ | ------- |
| alpine | latest | f70734b6a266 | 6 days ago | 5.61MB |
| etopian/alpine-php-wordpress | latest | c02c59f90188 | 2 months ago | 155MB |
| hello-world | latest | bf756fb1ae65 | 3 months ago | 13.3kB |

运行新镜像时，使用 -p 标志设置外部和内部网络端口，使用 -d 标志使容器在后台运行：

docker run -d -p 80:80 etopian/alpine-php-wordpress

使用 docker ps 命令查看正在运行的容器：

docker ps

输出示例：
| CONTAINER ID | IMAGE | COMMAND | CREATED | STATUS | PORTS | NAMES |
| ------------ | ---------------------------- | --------- | ------------- | ------------ | -------------------- | ----------------- |
| 923958867c3d | etopian/alpine-php-wordpress | “/run.sh” | 8 seconds ago | Up 8 seconds | 0.0.0.0:80->80/tcp | competent_rosalind |

1.5 获取容器IP地址

使用 docker exec 命令在容器内运行 ip addr 命令获取容器的IP地址：

docker exec competent_rosalind ip a

假设获取到的IP地址是 172.17.0.2 ，可以使用 curl 命令访问该地址：

curl 172.17.0.2

1.6 停止容器

使用 docker kill 命令停止容器：

docker kill competent_rosalind

1.7 使用Dockerfile构建镜像

以下是一个Dockerfile示例，用于拉取Ubuntu 20.04镜像，运行脚本，安装Apache2 web服务器，添加 index.html 文件：

FROM ubuntu:20.04
ADD script.sh /script.sh
RUN /script.sh
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y apache2
ADD index.html /var/www/html/
CMD /usr/sbin/apache2ctl -D FOREGROUND
EXPOSE 80

1.7.1 创建脚本文件 `script.sh`

#!/bin/bash
export DEBIAN_FRONTEND=noninteractive
apt-get update
apt-get install -y tzdata
ln -fs /usr/share/zoneinfo/America/Boston /etc/localtime
dpkg-reconfigure --frontend noninteractive tzdata

设置脚本的可执行权限：

chmod +x script.sh

1.7.2 创建 `index.html` 文件

Hello. Welcome to my site.

1.7.3 构建和运行镜像

docker build -t webserver .
docker run -d webserver

使用 curl 命令访问容器的IP地址：

curl 172.17.0.2

1.8 查看网络和存储信息

查看Docker网络信息：

docker network inspect bridge

查看Docker存储卷信息：

docker volume ls

输出示例：
| DRIVER | VOLUME NAME |
| ------- | ------------------------------------------------- |
| local | 0ee427945f43254a1157ec9c4cce76012e32c945bf7a697a6ec40db903bfb2f0 |
| local | 7f827217d873ccfe4dd6dfab73441558ae35cfdd9c4745242ed6e4887cae840b |
| local | 19eb5f4b43d9566901e2591809449e0a434ed7fb25f89c0698227a676a1703eb |
| local | 86bd1a67b9af07d897e77189bc9205493f18523c2e0977322fc48897c151322c |
| local | 6001919bafa14eccc5bc21285f99d3ac4c75bf665cb47bf095d37a145fae904f |
| local | ad306d2ca91657d10517bf95d497c0e85aadbbd4caea0a577998ce1f31ac1c9d |

1.9 分享和协作镜像

使用 docker login 命令登录Docker Hub：

docker login

登录后，为镜像添加标签并推送到注册表：

docker tag webserver bootstrap-repo/webserver
docker push bootstrap-repo/webserver

2. 使用cloud-init在云中运行Linux

2.1 云平台概述

云平台可以快速高效地启动新虚拟机，无需每次都进行完整的安装过程。公共云（如Amazon EC2）允许选择运行不同Linux发行版的实例，这些实例针对不同的应用场景进行了优化。

2.2 云初始化数据

在云环境中设置Linux实例时，通常需要添加配置信息，这些信息分为元数据（meta-data）和用户数据（user-data）：
- 元数据 ：包含镜像启动前所需的信息，通常由云提供商管理，用于告知云提供商在启动实例时分配多少资源。
- 用户数据 ：由虚拟机所有者提供，可包括用户账户和密码、配置文件、要安装的软件包、首次启动时要运行的命令等。

2.3 云类型

云分为公共云、私有云和混合云：
- 公共云 ：如Amazon EC2和Google Compute Engine，通过API接口或浏览器管理控制台启动和使用Linux虚拟机，按使用时间和资源付费，无需购买和维护自己的云基础设施。
- 私有云 ：需要自己搭建计算基础设施，前期成本较高，但可能提供更高的安全性和对计算资源的控制。
- 混合云 ：允许通过中央设施管理多个云平台，在高峰需求时可将虚拟机分配到不同的云平台。

2.4 cloud-init工作原理

cloud-init支持数据源（datasources）的概念，通过将用户数据和元数据放在数据源中，无需手动将这些信息注入云实例。对于Amazon EC2云，cloud-init会查询特定的IP地址（http://169.254.169.254/）获取数据。

2.5 配置工具支持

cloud-init支持配置工具，如Puppet和Chef，可用于应用配置信息脚本，对云实例进行更复杂的配置。

以下是一个简单的mermaid流程图，展示了使用cloud-init在云中运行Linux的基本流程：

graph LR
    A[选择云平台] --> B[选择Linux实例]
    B --> C[添加元数据和用户数据]
    C --> D[使用cloud-init启动实例]
    D --> E[实例运行]

3. 企业中容器的使用

虽然像 docker 和 lxc 这样的命令行工具适合管理单个容器，但Kubernetes提供了一个在大型数据中心部署大型复杂应用程序的平台。

4. 总结与练习

4.1 总结

容器化应用在过去几年中得到了广泛应用，Docker等工具极大地简化了单个应用的容器化和在单系统上的运行。本文介绍了如何使用 docker 等命令行工具拉取、运行、构建和管理容器，以及如何使用 cloud-init 在云中运行Linux。

4.2 练习

以下是一些与容器操作相关的练习：
1. 在你的机器上安装LXD并准备好环境。
2. 向LXD环境中添加Ubuntu 18.04镜像，并将其作为名为 ubuntu-18 的容器启动。
3. 在运行的LXD容器内打开交互式shell。
4. 获取当前系统上所有LXD容器使用的IP地址。
5. 在你的Ubuntu机器上安装Docker社区版。
6. 编写一个非常简单的Dockerfile，使用Alpine Linux的WordPress镜像作为基础，并在 /var/ 目录中包含一个名为 stats.csv 的本地文件。
7. 证明 stats.csv 文件已正确放置在Alpine容器的相应位置。

4.3 操作步骤示例

以安装Docker社区版为例，操作步骤如下：
1. 打开终端。
2. 输入以下命令进行安装：

apt install docker.io

为避免每次使用Docker命令都加 sudo ，将你的Linux账户用户名添加到 /etc/group 文件中的 docker:x:117: 行。例如，假设用户名是 steve ，修改后如下：

docker:x:117:steve

注意冒号和用户名之间不能有空格，修改后注销并重新登录使更改生效。

以下是一个表格，总结了不同云类型的特点：
| 云类型 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| 公共云 | 无需购买和维护自己的云基础设施，按使用付费 | 对计算资源的控制有限 |
| 私有云 | 提供更高的安全性和对计算资源的控制 | 前期成本高，需要自己搭建和维护基础设施 |
| 混合云 | 可通过中央设施管理多个云平台，灵活分配资源 | 管理复杂度较高 |

以下是一个mermaid流程图，展示了Docker容器部署的主要步骤：

graph LR
    A[安装Docker] --> B[拉取镜像]
    B --> C[运行容器]
    C --> D[管理容器（如停止、查看状态等）]
    D --> E[构建自定义镜像（使用Dockerfile）]
    E --> F[分享和协作镜像]

通过以上内容，你可以更深入地了解容器部署和云环境中Linux的运行，掌握相关的操作技能和概念。希望这些知识能帮助你在实际应用中更好地使用容器和云技术。