1、初识 Docker
1.1、Docker概念
什么是Docker
微服务虽然具备各种各样的优势,但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。
分布式系统中,依赖的组件非常多,不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
在数百上千台服务中重复部署,环境不一定一致,会遇到各种问题
我们写的代码会接触到好几个环境:开发环境、测试环境以及生产环境:
例如一个项目中,部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等,这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同,甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。
- Docker 是一个开源的应用容器引擎
- 诞生于 2013 年初,基于 Go 语言实现, dotCloud 公司出品(后改名为Docker Inc)
- Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux 机器上。
- 容器是完全使用沙箱机制,相互隔离。
- 容器性能开销极低。
- Docker 从 17.03 版本之后分为 CE(Community Edition: 社区版) 和 EE(Enterprise Edition: 企业版)
Docker如何解决大型项目依赖关系复杂,不同组件依赖的兼容性问题?
Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包,形成可移植镜像
Docker应用运行在容器中,使用沙箱机制,相互隔离
Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题?
Docker镜像中包含完整运行环境,包括系统函数库,仅依赖系统的Linux内核,因此可以在任意Linux操作系统上运行
Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术,具备下列优势:
可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像,可以迁移到任意Linux操作系统
运行时利用沙箱机制形成隔离容器,各个应用互不干扰
启动、移除都可以通过一行命令完成,方便快捷
1.2、安装Docker
Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上,本课程基于CentOS 7 安装。
Docker。官网:https://www.docker.com# 1、yum 包更新到最新 yum update # 2、安装需要的软件包, yum-util 提供yum-config-manager功能,另外两个是devicemapper驱动依赖的 yum install -y yum-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,出现输入的界面都按 y yum install -y docker-ce # 5、 查看docker版本,验证是否验证成功 docker -v
1.3、Docker架构
客户端(Clients)
Docker核心(Hosts)
镜像(Image):
Docker 镜像(Image),就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。容器(Container):
镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的类和对象一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。仓库(Repository):
仓库可看成一个代码控制中心, 用来保存镜像。![]()
1.4、配置Docker镜像加速器
默认情况下,将来从docker hub( https://hub.docker.com/ )上下载docker镜像,太慢。一般都会配置镜像加速器:
- USTC:中科大镜像加速器(https://docker.mirrors.ustc.edu.cn)
- 阿里云:本次使用
- 网易云
- 腾讯云
到阿里云官网,登陆后找到自己的容器镜像服务里的镜像加速器。配置镜像加速器的地址(有写好的命令,直接cv就可以)。
2、Docker 命令
Docker进程相关命令
启动docker服务:
systemctl start docker停止docker服务:
systemctl stop docker重启docker服务:
systemctl restart docker查看docker服务状态:
systemctl status docker设置开机启动docker服务:
systemctl enable dockerDocker 镜像相关命令
查看镜像:
查看本地所有的镜像
docker imagesdocker images –q # 查看所用镜像的 id搜索镜像:
从网络中查找需要的镜像docker search 镜像名称拉取镜像:
从Docker仓库下载镜像到本地,镜像名称格式为 名称:版本号,如果版本号不指定则是最新的版本。docker pull 镜像名称删除镜像:
删除本地镜像
docker rmi 镜像 id # 删除指定本地镜像docker rmi `docker images -q` # 删除所有本地镜像Docker 容器相关命令
查看容器
docker ps # 查看正在运行的容器docker ps –a # 查看所有容器创建并启动容器
docker run 参数参数说明:• -i:保持容器运行。通常与 -t 同时使用。加入it这两个参数后,容器创建后自动进入容器中,退出容器后,容器自动关闭。• -t:为容器重新分配一个伪输入终端,通常与 -i 同时使用。• -d:以守护(后台)模式运行容器。创建一个容器在后台运行,需要使用docker exec 进入容器。退出后,容器不会关闭。• -it 创建的容器一般称为交互式容器,-id 创建的容器一般称为守护式容器• --name:为创建的容器命名。进入容器
docker exec 参数 # 退出容器,容器不会关闭停止容器
docker stop 容器名称启动容器
docker start 容器名称删除容器:
如果容器是运行状态则删除失败,需要停止容器才能删除
docker ps -aq 查看所有容器的id
docker rm 容器名称docker rm `docker ps -aq` # 删除所有容器查看容器信息:
docker inspect 容器名称
3、Docker 容器数据卷
数据卷概念
思考?
Docker 容器删除后,在容器中产生的数据还在吗?不在了,因为容器都删除了,数据肯定不在了。
Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗?不可以,外部机器可以跟宿主机绑定连接,但是不可以跟容器绑定连接。
容器之间想要进行数据交互?
数据卷
- 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
- 外部机器和容器间接通信
- 容器之间数据交换
配置数据卷
创建启动容器时,使用 –v 参数 设置数据卷
docker run ... –v 宿主机目录 ( 文件 ): 容器内目录 ( 文件 ) ...docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash注意事项:
1. 目录必须是绝对路径2. 如果目录不存在,会自动创建3. 可以挂载多个数据卷![]()
多容器进行数据交换
1. 多个容器挂载同一个数据卷2. 数据卷容器
比如c1、c2两个容器,进行数据交换,之前我们使用一个数据卷,分别挂载同一个目录,现在我们可以搞一个c3的容器,c3容器挂载一个数据卷,c1和c2在挂载到c3上,就相当于c1和c2挂载到了数据卷上。这时c1、c2、c3都挂载到了同一个数据卷上,意味着他们可以进行相互的数据的传输和通信。即使c3容器挂了,也不会影响c1、c2。c3称为数据卷容器。
配置数据卷容器
1. 创建启动c3数据卷容器,使用 –v 参数 设置数据卷docker run –it --name=c3 –v /volume centos:7 /bin/bash2. 创建启动 c1 c2 容器,使用 –-volumes-from 参数 设置数据卷docker run –it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bashdocker run –it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
数据卷小结
1. 数据卷概念
• 宿主机的一个目录或文件2. 数据卷作用
• 容器数据持久化• 客户端和容器数据交换• 容器间数据交换3. 数据卷容器
• 创建一个容器,挂载一个目录,让其他容器继承自该容器( --volume-from )。• 通过简单方式实现数据卷配置
4、Dockerfile
Docker 镜像原理
思考:
• Docker 镜像本质是什么?
是一个分层文件系统
• 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。• 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,所有整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB。操作系统组成部分:
• 进程调度子系统• 进程通信子系统• 内存管理子系统• 设备管理子系统• 文件管理子系统• 网络通信子系统• 作业控制子系统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。
Docker 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![]()
镜像制作
Docker 镜像如何制作?
1. 容器转为镜像docker commit 容器 id 镜像名称 : 版本号docker save -o 压缩文件名称 镜像名称 : 版本号docker load –i 压缩文件名称2. dockerfile![]()
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Dochub网址: https://hub.docker.com![]()
Dockerfile
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
案例:需求
自定义centos7镜像。要求:1. 默认登录路径为 /usr2. 可以使用vim案例:实现步骤
① 定义父镜像: FROM centos:7② 定义作者信息: MAINTAINER itheima <itheima@itcast.cn>③ 执行安装vim命令: RUN yum install -y vim④ 定义默认的工作目录: WORKDIR /usr⑤ 定义容器启动执行的命令: CMD /bin/bash⑥ 通过dockerfile构建镜像:docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本
Dockerfile 案例2
案例:需求
定义dockerfile,发布springboot项目案例:实现步骤
① 定义父镜像: FROM java:8② 定义作者信息: MAINTAINER itheima <itheima@itcast.cn>③ 将jar包添加到容器: ADD springboot.jar app.jar④ 定义容器启动执行的命令: CMD java–jar app.jar⑤ 通过dockerfile构建镜像:docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本
5、Docker 应用部署
MySQL部署
案例:需求
在Docker容器中部署MySQL,并通过外部mysql客户端操作MySQL Server。案例:实现步骤
① 搜索mysql镜像docker search mysql
② 拉取mysql镜像docker pull mysql:5.6
③ 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 3307:3306 \ --name=c_mysql \ -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \ -v $PWD/logs:/logs \ -v $PWD/data:/var/lib/mysql \ -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \ mysql:5.6
参数说明:
-p 3307:3306:将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3307 端口。
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d:将主机当前目录下的 conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/my.cnf。配置目录
-v $PWD/logs:/logs:将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的 /logs。日志目录
-v $PWD/data:/var/lib/mysql :将主机当前目录下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql 。数据目录
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456:初始化 root 用户的密码。
④ 操作容器中的mysql
docker exec –it c_mysql /bin/bash
使用外部机器连接容器中的mysql
• 容器内的网络服务和外部机器不能直接通信• 外部机器和宿主机可以直接通信• 宿主机和容器可以直接通信• 当容器中的网络服务需要被外部机器访问时,可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的该端口,从而间接访问容器的服务。• 这种操作称为: 端口映射![]()
Tomcat部署
案例:需求
在Docker容器中部署Tomcat,并通过外部机器访问Tomcat部署的项目。案例:实现步骤
① 搜索tomcat镜像docker search tomcat
② 拉取tomcat镜像docker pull tomcat
③ 创建容器# 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息 mkdir ~/tomcat cd ~/tomcat
docker run -id --name=c_tomcat \ -p 8080:8080 \ -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \ tomcat
参数说明:
-p 8080:8080:将容器的8080端口映射到主机的8080端口
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps:将主机中当前目录挂载到容器的webapps
④ 部署项目⑤ 测试访问![]()
Nginx部署
案例:需求
在Docker容器中部署Nginx,并通过外部机器访问Nginx。案例:实现步骤
① 搜索Nginx镜像docker search nginx
② 拉取Nginx镜像docker pull nginx
③ 创建容器# 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息 mkdir ~/nginx cd ~/nginx mkdir conf cd conf # 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容 vim nginx.conf
user nginx; worker_processes 1; error_log /var/log/nginx/error.log warn; pid /var/run/nginx.pid; events { worker_connections 1024; } http { include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream; log_format main '$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
④ 测试访问![]()
Redis部署
案例:需求
在Docker容器中部署Redis,并通过外部机器访问Redis。案例:实现步骤
① 搜索Redis镜像docker search redis
② 拉取Redis镜像docker pull redis:5.0
③ 创建容器docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0
④ 测试访问(外部机器连接redis)./redis-cli.exe -h 192.168.149.135 -p 6379
6、Docker 服务编排
服务编排
微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务,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停,维护的工作量会很大。• 要从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image• 要创建多个container• 要管理这些container(启动停止删除)服务编排: 按照一定的业务规则批量管理容器
Docker Compose
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![]()
Docker Compose 安装使用
一、安装Docker Compose
# Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows,在我们安装Compose之前,需要先安装Docker。下面我 们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中。 curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/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、卸载Docker Compose
# 二进制包方式安装的,删除二进制文件即可 rm /usr/local/bin/docker-compose
三、 使用docker compose编排nginx+springboot项目
创建docker-compose目录
mkdir ~/docker-compose cd ~/docker-compose
编写 docker-compose.yml 文件
version: '3' services: nginx: image: nginx ports: - 80:80 links: - app volumes: - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d app: image: app expose: - "8080"
创建./nginx/conf.d目录
mkdir -p ./nginx/conf.d
在./nginx/conf.d目录下 编写itheima.conf文件
server { listen 80; access_log off; location / { proxy_pass http://app:8080; } }
在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器
docker-compose up
测试访问
http://192.168.149.135/hello
7、Docker 私有仓库
Docker官方的Docker hub(https://hub.docker.com)是一个用于管理公共镜像的仓库,我们可以从上面拉取镜像到本地,也可以把我们自己的镜像推送上去。但是,有时候我们的服务器无法访问互联网,或者你不希望将自己的镜像放到公网当中,那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。一、私有仓库搭建
# 1、拉取私有仓库镜像 docker pull registry # 2、启动私有仓库容器 docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry # 3、打开浏览器 输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog,看到{"repositories":[]} 表示私有仓库 搭建成功 # 4、修改daemon.json vim /etc/docker/daemon.json # 在上述文件中添加一个key,保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址;注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip {"insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"]} # 5、重启docker 服务 systemctl restart docker docker start registry
二、将镜像上传至私有仓库
# 1、标记镜像为私有仓库的镜像 docker tag centos:7 私有仓库服务器IP:5000/centos:7 # 2、上传标记的镜像 docker push 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
三、 从私有仓库拉取镜像
#拉取镜像 docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7
8、Docker相关概念
docker容器虚拟化 与 传统虚拟机比较
容器就是将软件打包成标准化单元,以用于开发、交付和部署。
• 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ,包含软件运行所需的所有内容:代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置。• 容器化软件在任何环境中都能够始终如一地运行。• 容器赋予了软件独立性,使其免受外在环境差异的影响,从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。
相同:• 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势不同:• 容器虚拟化的是操作系统,虚拟机虚拟化的是硬件。• 传统虚拟机可以运行不同的操作系统,容器只能运行同一类型操作系统![]()