7.1docker官网入门-容器与应用（上）---最重要

容器与应用

（1）容器与应用： 讲述 centos docker的安装，仓库、镜像、容器、服务的概念， dockerfile，compose 文件，容器管理图形界面，以单机操作为主线。
（2）Docker Swarm 集群：讲述集群（cluster）manager，worker，node 的概念与应用在集群部署。重点讲述容器网络、存储管理、集群管理、服务发现等知识。

1、环境与网络

准备三台 Centos 的 物理机或虚拟机，虚拟机可使用 VMware 或 Vbox，本文案例主机采用 Window10，虚拟化软件 Vbox。

虚拟机应采用双网卡配置：

• 第一块网卡配 NAT，
• 第二块网卡按（Host-Only）配内部私有网络。

配置参考： docker 集群网络规划与 VM 网络配置

2、安装 CentOS 与 Docker 引擎

2.1 安装 CentOS 基础环境

1.安装CentOS服务器的模板

双网卡网络配置： NAT，192.168.56.250/24

具体过程：安装基础-centos-7-服务器

2.安装docker-master虚拟机

使用 VBox 复制上述服务器。使用 nmtui 配置：

• 第二网卡，例如：192.168.56.110/24
• 主机名：docker-master

注意：以上只是复制内容，未经本人实践，本人用到的方式是：

在VMware上安装一个CentOS虚拟机，采用桥接网络，进行以下的学习操作，当进行docker swarm集群搭建时，

将该CentOS虚拟机复制2份，进行ip及主机名的改变之后，即可进行操作。以上，经过本人实践。

2.2 安装 Docker 引擎

1. 在阿里云注册账号

进入阿里云，dev.aliyun.com

登陆后，进入【管理中心】

2. 安装 docker 引擎

如果是安装最新版本 docker：

• 【管理中心】 –> Docker镜像仓库 –> 加速器 –> centos
• 按提示操作

如果需要安装 docker 历史版本：

• Docker Engine 镜像源站

3. 启动 docker 引擎

systemctl start docker
systemctl enable docker
systemctl status docker

docker version
docker run --rm hello-world

4. 配置容器加速服务

• 【管理中心】 –> Docker镜像仓库 –> 加速器 –> centos

5. 建立你的镜像仓库

• 【管理中心】 –> Docker镜像仓库 –> 镜像列表 –> 华南1 –> 【创建镜像创库】

创建公有仓库，（一个仓库一般就存一个镜像的不同版本）。完成后，看到【管理】按钮，进入

3、Docker 入门

docker 官网文档 Get Stated 给出了 6 个基础教程，Part1-6。 Part I 安装，请参考前面。

入门要求 docker 1.13 版本以上，当前版本 17.04.00 ce

3.1 核心概念

Docker引擎 (Docker Engine)

Docker Engine is a client-server application with these major components（一个客户-服务应用，含三个部件）

1）驻守（daemon）进程 docker

2) REST API 接口提供外部系统与 docker 进程交互

3) Cli 命令行接口的应用 docker 命令

图：Docker引擎基础架构

镜像(image)

An image is a read-only template with instructions for creating a Docker container.

镜像是创建docker容器指令的只读模板。包含一个只读的文件系统镜像，应用程序在这个文件系统上运行，并拥有属于自己的网络、内存、CPU 等资源的定义。通常，一个镜像申明了自己主进程的应用。

镜像一般在其他镜像基础上建立，如在 ubuntu 上添加自己的 apache 文件，然后在 apache 上建立 web 应用文件

容器(Container)

A container is a runnable instance of an image.

镜像中的程序（主进程）运行在只读文件镜像上，对现有文件变更将写在一个临时的卷上（新的一层），该主进程、相关进程、文件系统成为一个运行的实例。

• 每个容器创建后，有运行、暂停、中止状态，直到移除。
• 程序运行的产生的数据，都在容器中的文件中，Restart 不会丢失数据。

当主进程结束时，该实例同时结束运行。使用 –rm 表示运行后自动删除容器。

服务（Services）

Services allow you to scale containers across multiple Docker daemons, which all work together as a swarm with multiple nodes.

服务是一组运行于集群不同结点中可复制的容器的集合。通过服务发现机制，使用该服务的客户端可以透明的访问这些容器。这些容器的分布、升级、故障管理有集群统一管理。

一般地，集群内部服务容器地选择由 动态DNS 实现。

栈（stack）

A stack is a group of interrelated services that share dependencies, and can be orchestrated and scaled together.

能被编排和伸缩的一组相互依赖的服务

栈（stack）用 docker-compose.yml 文件描述服务之间的依赖、数据共享、网络等。使用 docker stack 管理

3.2 简单教程

3.2.1 Part 2：镜像与容器（官方）

https://docs.docker.com/get-started/part2/

1）创建镜像

（1） 创建一个目录，如 webservice1， 然后，进入该目录

mkdir webservice1 && cd webservice1 

（2） 创建一个简单 web 应用程序

使用 vi app.py 创建 web 应用代码：

from flask import Flask
from redis import Redis, RedisError
import os
import socket

# Connect to Redis
redis = Redis(host="redis", db=0)

app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    try:
        visits = redis.incr('counter')
    except RedisError:
        visits = "<i>cannot connect to Redis, counter disabled</i>"

    html = "<h3>Hello {name}!</h3>" \
           "<b>Hostname:</b> {hostname}<br/>" \
           "<b>Visits:</b> {visits}"
    return html.format(name=os.getenv('NAME', "world"), hostname=socket.gethostname(), visits=visits)

if __name__ == "__main__":
    app.run(host='0.0.0.0', port=80)

写简单 web 应用， python 最方便。 Node.js 也很好！ J2EE 就是蹒跚的大象啊。

（3） 创建镜像指令文件 dockerfile

使用 vi dockerfile 创建文件

# Use an official Python runtime as a base image
FROM python:2.7-slim

# Set the working directory to /app
WORKDIR /app

# Copy the current directory contents into the container at /app
ADD . /app

# Install any needed packages specified in requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt

# Make port 80 available to the world outside this container
EXPOSE 80

# Define environment variable
ENV NAME World

# Run app.py when the container launches
CMD ["python", "app.py"]

指令非常直观，

• FROM 指示从 python:2.7-slim 镜像基础上开始构建。这个镜像在哪里，docker hub 的仓库。 镜像命名规则 [镜像:版本]
• WORKDIR 设置主进程的工作目录 /app
• ADD 将当前目录内容复制到基础镜像文件系统的 /app
• RUN 在基础镜像文件系统上运行 pip install -r requirements.txt 这时 pip 下载依赖包到基础镜像之上
• EXPOSE 暴露容器对外的 TCP 端口 80
• ENV 定义进程的环境变量 NAME World
• CMD 设置主进程启动的命令 ["python", "app.py"] 。因此，容器一般是单进程应用

最后编辑 python 的依赖包 vi requirements.txt

Flask
Redis

（4）构建 app 的镜像

检查文件：

# ls
app.py  dockerfile  requirements.txt

创建 tag 为 friendlyhello 的镜像：

# docker build -t friendlyhello .

完成之后，检查镜像文件：

docker images

REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID
friendlyhello         latest              326387cea398

2）在容器中运行 app

docker run -d -p 4000:80 friendlyhello

• docker run 运行镜像的命令
• -d 后台运行
• -p 端口映射，将容器的 80 端口映射到主机（host）的 4000 端口

检查结果：

# curl localhost:4000

<h3>Hello World!</h3><b>Hostname:</b> 82523c7dcf52<br/><b>Visits:</b> <i>cannot connect to Redis, counter disabled

检查容器的进程：

# docker ps

CONTAINER ID        IMAGE                 COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
82523c7dcf52        friendlyhello         "python app.py"     2 minutes ago       Up 2 minutes        0.0.0.0:4000->80/tcp     sad_wescoff

结束并清理进程：

# docker rm -f 82523c7dcf52

3.2.2 上传镜像到你的仓库

为了说明我们刚才创建的可移植性，可以上传已构建的镜像并在其他地方运行它。但是，在您要将容器部署到生产环境中时，需要了解如何推送到镜像库。

镜像库是镜像仓库的集合，而镜像仓库是镜像的集合 - 除了代码已构建之外，类似于 GitHub 镜像仓库。镜像库中的一个帐户可以创建很多镜像仓库。默认情况下，docker CLI 使用 Docker 的公用镜像库。

注：我们将在此处使用 Docker 的公用镜像库，仅仅因为它是免费的并且经过预先配置，但有许多公用镜像库可供选择，并且您甚至可以使用 Docker Trusted Registry 设置您自己的专用镜像库。

• 使用 Docker ID 登录

如果您没有 Docker 帐户，请在 cloud.docker.com 中进行注册。记录您的用户名。

登录本地机器上的 Docker 公用镜像库。

docker login

• 标记镜像

用于将本地镜像与镜像库中的镜像仓库相关联的表示法为 username/repository:tag。tag 是可选项，但建议使用它，因为这是镜像库用于为 Docker 镜像指定版本的机制。针对上下文为镜像库和 tag 指定有意义的名称，例如 get-started:part1.这会将镜像放入 get-started 镜像仓库并将其标记为 part1。

现在，将其合并到一起，以标记镜像。使用您的用户名、镜像仓库和标签名称运行 docker tag image，以便镜像将上传到所需目的地。此命令的语法为：

docker tag image username/repository:tag

 

再次声明：必须要以您的用户名运行docker tag image，否则报错，如下，用户名为john

例如：

docker tag friendlyhello john/get-started:part1

运行 docker images 以查看新标记的镜像。（您还可以使用 docker image ls。）

$ docker images
REPOSITORY               TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
friendlyhello            latest              d9e555c53008        3 minutes ago       195MB
john/get-started         part1               d9e555c53008        3 minutes ago       195MB
python                   2.7-slim            1c7128a655f6        5 days ago          183MB
...

• 发布镜像

将已标记的镜像上传到镜像仓库：

docker push username/repository:tag

例如：

docker push john/get-started:part1

完成后，将公开此上传的结果。如果登录 Docker Hub，可以使用其 pull 命令看到新的镜像。建议您第一次尝试时，进入Docker Hub页面进行查看，以验证您操作的正确性。

• 从远程镜像仓库中拉取并运行镜像

从现在开始，您可以使用 docker run，并且可以使用以下命令在任何机器上运行您的应用：

docker run -p 4000:80 username/repository:tag

如果镜像在机器本地不可用，Docker 将从镜像仓库中拉取它。如果您还在本机操作，可以尝试删除本机上的该镜像，然后在执行如下操作：docker run -p 4000:80 john/get-started:part1

$ docker run -p 4000:80 john/get-started:part1
Unable to find image 'john/get-started:part1' locally
part1:Pulling from orangesnap/get-started
10a267c67f42:Already exists
f68a39a6a5e4:Already exists
9beaffc0cf19:Already exists
3c1fe835fb6b:Already exists
4c9f1fa8fcb8:Already exists
ee7d8f576a14:Already exists
fbccdcced46e:Already exists
Digest: sha256:0601c866aab2adcc6498200efd0f754037e909e5fd42069adeff72d1e2439068
Status: Downloaded newer image for john/get-started:part1
 * Running on http://0.0.0.0:80/ (Press CTRL+C to quit)

注：如果您未指定这些命令中的 :tag 部分，在进行构建和运行镜像时，将使用标签 :latest 。Docker 将使用在未指定标签的情况下运行的镜像的最新版本（可以不是最新镜像）。

无论 docker run 在何处执行，它将从 requirements.txt 拉取您的镜像及 Python 和所有依赖项，然后运行代码。所有内容都在一个小软件包中提供，并且主机只需安装 Docker 来运行它。

3.2.3 使用图形化管理工具

安装及运行请移步这里：https://blog.youkuaiyun.com/wangguohe/article/details/81536124

几乎所有容器开发商都有自己的 UI 管理界面。这些 UI 共同的特点就是就是本身以一个容器的方式存在，例如：Portainer 、Shipyard 。

以为例，启动 Portainer 非常简单：

docker run -d -p 9000:9000 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock portainer/portainer

这里最关键的就是 -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock 容器与主机共享了文件 /var/run/docker.sock 从而，容器获得了 docker 驻守（daemon）进程 REST API SDK 入口。

现在，在浏览器输入 http://<your machine IP>:9000 就进入了图形管理界面。

3.2.4 Part 3：服务（官方）

A service really just means, “containers in production.” A service only runs one image, but it codifies the way that image runs – what ports it should use, how many replicas of the container should run so the service has the capacity it needs, and so on.

在分布式应用中，应用的不同部分称为“服务”。例如，假设有一个视频共享网站，它可能提供用于在数据库中存储应用程序数据的服务、用于在用户上传一些内容后在后台进行视频转码的服务、用于前端的服务等。

服务实际上是“生产中的容器”。一项服务仅运行一个镜像，但它会编制镜像的运行方式 - 它应使用的端口、容器的多少个从节点应运行才能使服务的容量满足其需求等。扩展服务将更改运行该软件的容器实例数，并将多个计算资源分配给进程中的服务。

幸运的是，很容易使用 Docker 平台定义、运行和扩展服务 – 只需编写一个 docker-compose.yml 文件即可。

运行一个服务，需要使用 docker-compose.yml 文件。顾名思义，这是服务组合的定义。

（1）创建一个目录，例如 service_test：

cd && mkdir service_test && cd service_test 

（2）编写服务定义， 例如 vi docker-compose.yml

您可以将 Compose 文件命名为任何所需内容，以使其在逻辑上具有意义；docker-compose.yml 仅为标准名称。我们可以简单地将此文件命名为 docker-stack.yml 或更特定于项目的内容。

version: "3"
services:
  web:
    # 将 username/repo:tag 替换为您的名称和镜像详细信息
    image: username/repository:tag
    deploy:
      replicas: 5
      resources:
        limits:
          cpus: "0.1"
          memory: 50M
      restart_policy:
        condition: on-failure
    ports:
      - "80:80"
    networks:
      - webnet
networks:
  webnet:

 

 

注意：缩进为2个空格，每个：后面都要有空格，否则后面操作的时候会报错

yaml: line 6: mapping values are not allowed in this context

此 docker-compose.yml 文件会告诉 Docker 执行以下操作：

• 从镜像库中拉取我们在上传的镜像。

• 将该镜像的五个实例作为服务 web 运行，并将每个实例限制为最多使用 10% 的 CPU（在所有核心中）以及 50MB RAM。

• 如果某个容器发生故障，立即重启容器。

• 将主机上的端口 80 映射到 web 的端口 80。

• 指示 web 容器通过负载均衡的网络 webnet 共享端口 80。（在内部，容器自身将在临时端口发布到 web 的端口 80。）

• 使用默认设置定义 webnet 网络（此为负载均衡的 overlay 网络）。

（3） 启动服务

在启动服务之前，务必初始化集群模式 。注意：多网卡必须说明在那块网卡上组建集群。

docker swarm init --advertise-addr 192.168.56.110

检查是否在集群模式的命令：

# docker info

Containers: 1
 Running: 1
...
Swarm: active
 NodeID: 23iftsrtbxm4kyyh2w5n3fmat
...

启动应用程序服务（您必须为应用指定一个名称。在此处该名称设置为 myservice）

docker stack deploy -c docker-compose.yml myservice

检查部署的结果：

# docker stack ps myservice

ID                  NAME                IMAGE                                                         NODE                DESIRED STATE       CURRENT STATE           ERROR               PORTS
gzg8n8oqpic8        myservice_web.1     registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/pmlpml/repo:friendlyhello   docker-master       Running             Running 4 seconds ago
xqyqekt9dubc        myservice_web.2     registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/pmlpml/repo:friendlyhello   docker-master       Running             Running 4 seconds ago
owvdk5hypg7h        myservice_web.3     registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/pmlpml/repo:friendlyhello   docker-master       Running             Running 4 seconds ago
0vi2cwingnyw        myservice_web.4     registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/pmlpml/repo:friendlyhello   docker-master       Running             Running 3 seconds ago
7n2l036fv851        myservice_web.5     registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/pmlpml/repo:friendlyhello   docker-master       Running             Running 4 seconds ago

使用浏览器或curl 访问 http://192.168.56.110：80/ 每次返回的主机名都是不一样的，负载均衡实现了。

重启portainer ，使用 portainer 观察主机（host）中的变化：

• Services： 添加了一个服务 myservice_web
• Containers： 添加了 5 个服务 myservice_web.?.<long_id>
• Networks：添加了 2 个 swarm overlay 的网络
• Swarm：有一个管理结点

使用 portainer 的 Containers 杀死 myservice_web 服务的实例，会发现它会自动启动。

（4） 结束服务

docker stack rm myservice

(我们的单节点 swarm 仍处于正常运行状态（如 docker node ls 所示）。使用 docker swarm leave --force 可以清除 swarm)

4、小结

本文给出了在 centos 环境下，完成 docker 官方 part 2，part 3 的教程的要点。由于网络等因素，建议大家使用阿里云或其他 docker 容器服务商提供的安装、容器仓库与加速设施。尽管技术不断发展，无论命令还是定义格式都会发生一些变化，docker 容器的核心内容与操作基本没有大变化。适当使用图形界面，可以更加快速观察系统内部的变化。

本文围绕镜像、容器、服务三个核心知识以及相关的操作，读者应可以从容安装 docker 引擎，并在单机上发布与部署简单的 web 应用。