Docker 要掌握的内容
核心内容
- 什么是Docker?
- Docker 有哪些相关组件?
- Docker的安装与简单实用
- Docker容器的创建
- Docker的常用命令
- Docker部署实际项目
1. Docker简介
1.1. 为什么使用Docker
首先附上一条官网的上手教程以示敬意: Docker 官网传送门
技术的迭代进步的过程也是解决当下技术不足的过程,那么Docker是要去解决什么问题?
- 软件更新发布及部署低效，过程烦琐且严重耗费人力.
- 环境一致性难以保证.
- 不同环境之间迁移成本太高.
1.2. 背景介绍之虚拟化
1.2.1. 什么是虚拟化
虚拟化包括了虚拟机技术和容器技术。在计算机中，虚拟化（英语：Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。
在实际的生产环境中，虚拟化技术主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件 对资源充分利用虚拟化技术种类很多，例如：软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机（例如：通过虚拟机可以把一台硬件划分为多个机器，每个机器都能独立运行）等等。
1.2.2. 常见的虚拟化架构
（1）全虚拟化架构
虚拟机的监视器（hypervisor）是类似于用户的应用程序运行在主机的OS之上，如VMware的workstation，这种虚拟化产品提供了虚拟的硬件。
（2）OS层虚拟化架构
（3）硬件层虚拟化
1.3. 什么是Docker
1.3.1. 容器与虚拟机有什么不同
就是一个极简版的操作系统,基于Ubuntu的Linux系统所开发.
为什么叫极简版的操作系统呢?
传统的黑窗已经够精简了吧? Docker比黑窗版的Ubuntu系统还要精简. 究竟精简了什么网上有很多关于这个的文章, 直接说结果就是快,相当快! 直观一点?
| 特性 | 容器 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 启动 | 秒级 | 分钟级 |
| 硬盘使用 | 一般为 | 一般为 |
| 性能 | 接近原生 | 弱于原生 |
| 系统支持量 | 单机支持上千个容器 | 一般几十个 |
1.3.2. 什么是容器
Docker的容器思想就是来源于码头里的集装箱，它是一种标准化的箱子，可以层层重叠，可以大量放置在特别设计的轮船中（早期航运是没有集装箱概念的，货物杂乱无章的，影响出货和运输效率）。
Docker将这个模型运用到自己的设计中，唯一不同的是：集装箱运输货物，而Docker运输软件。
1.3.3. 容器技术
在计算机的世界中，容器拥有一段漫长且传奇的历史。容器与管理程序虚拟化（hypervisorvirtualization，HV）有所不同，管理程序虚拟化通过中间层将一台或者多台独立的机器虚拟运行与物理硬件之上，而容器则是直接运行在操作系统内核之上的用户空间。因此，容器虚拟化也被称为“操作系统级虚拟化”，容器技术可以让多个独立的用户空间运行在同一台宿主机上。
对Docker来说，它得益于现代Linux特性，如控件组（controlgroup）、命名空间（namespace）技术，容器和宿主机之间的隔离更加彻底，容器有独立的网络和存储栈，还拥有自己的资源管理能力，使得同一台宿主机中的多个容器可以友好的共存。
容器被认为是精益技术，因为容器需要的开销有限。和传统虚拟化以及半虚拟化相比，容器不需要模拟层（emulationlayer）和管理层（hypervisorlayer），而是使用操作系统的系统调用接口。这降低了运行单个容器所需的开销，也使得宿主机中可以运行更多的容器。
尽管有着光辉的历史，容器仍未得到广泛的认可。一个很重要的原因就是容器技术的复杂性：容器本身就比较复杂，不易安装，管理和自动化也很困难。而Docker就是为了改变这一切而生的。
1.3.4. Docker简介
Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何的Linux或Windows 上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何影响。
（1）上手快。
用户只需要几分钟，就可以把自己的程序“Docker化”。Docker依赖于“写时复制”（copy-on-write）模型，使修改应用程序也非常迅速，可以说达到“随心所致，代码即改”的境界。
随后，就可以创建容器来运行应用程序了。大多数Docker容器只需要不到1秒中即可启动。由于去除了管理程序的开销，Docker容器拥有很高的性能，同时同一台宿主机中也可以运行更多的容器，使用户尽可能的充分利用系统资源。
（2）职责的逻辑分类
使用Docker，开发人员只需要关心容器中运行的应用程序，而运维人员只需要关心如何管理容器。Docker设计的目的就是要加强开发人员写代码的开发环境与应用程序要部署的生产环境一致性。从而降低那种“开发时一切正常，肯定是运维的问题（测试环境都是正常的，上线后出了问题就归结为肯定是运维的问题）”
（3）快速高效的开发生命周期
Docker的目标之一就是缩短代码从开发、测试到部署、上线运行的周期，让你的应用程序具备可移植性，易于构建，并易于协作。（通俗一点说，Docker就像一个盒子，里面可以装很多物件，如果需要这些物件的可以直接将该大盒子拿走，而不需要从该盒子中一件件的取。）
（4）鼓励使用面向服务的架构
Docker还鼓励面向服务的体系结构和微服务架构。Docker推荐单个容器只运行一个应用程序或进程，这样就形成了一个分布式的应用程序模型，在这种模型下，应用程序或者服务都可以表示为一系列内部互联的容器，从而使分布式部署应用程序，扩展或调试应用程序都变得非常简单，同时也提高了程序的内省性。（当然，可以在一个容器中运行多个应用程序）
1.4. Docker组件
1.4.1. Docker客户端和服务器
Docker是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。Docker提供了一个命令行工具Docker以及一整套RESTful API。你可以在同一台宿主机上运行Docker守护daemon进程和客户端，也可以从本地的Docker客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程Docker守护进程。
1.4.2. Docker镜像
镜像是构建Docker的基石。用户基于镜像来运行自己的容器。镜像也是Docker生命周期中的“构建”部分。镜像是基于联合文件系统的一种层式结构，由一系列指令一步一步构建出来。例如：镜像可以是mysql tomcat redis
添加一个文件；
执行一个命令；
打开一个窗口。
也可以将镜像当作容器的“源代码”。镜像体积很小，非常“便携”，易于分享、存储和更新。
1.4.3. Registry（中央仓库）
Docker用Registry来保存用户构建的镜像。Registry分为公共和私有两种。Docker公司运营公共的Registry叫做Docker Hub。用户可以在Docker Hub注册账号，分享并保存自己的镜像（说明：在Docker Hub下载镜像巨慢，可以自己构建私有的Registry）。
1.4.4. Docker容器
Docker可以帮助你构建和部署容器，你只需要把自己的应用程序或者服务打包放进容器即可。容器是基于镜像启动起来的，容器中可以运行一个或多个进程。我们可以认为，镜像是Docker生命周期中的构建或者打包阶段，而容器则是启动或者执行阶段。 容器基于镜像启动，一旦容器启动完成后，我们就可以登录到容器中安装自己需要的软件或者服务。
和集装箱一样，Docker在执行上述操作时，并不关心容器中到底装了什么，它不管是web服务器，还是数据库，或者是应用程序服务器什么的。所有的容器都按照相同的方式将内容“装载”进去。
Docker也不关心你要把容器运到何方：我们可以在自己的笔记本中构建容器，上传到Registry，然后下载到一个物理的或者虚拟的服务器来测试，在把容器部署到具体的主机中。像标准集装箱一样，Docker容器方便替换，可以叠加，易于分发，并且尽量通用。
使用Docker，我们可以快速的构建一个应用程序服务器、一个消息总线、一套实用工具、一个持续集成（CI）测试环境或者任意一种应用程序、服务或工具。我们可以在本地构建一个完整的测试环境，也可以为生产或开发快速复制一套复杂的应用程序栈。
1.4.5. 官方图理解
1.4.5.1. 组件介绍
registry:中央注册中心
images:就是下载镜像文件
containter:就是docker容器 需要运行在doker服务中
client:就是操作docker的客户端（命令）
1.4.5.2. Docker使用分析
例如：安装mysql软件到docker容器中
1.通过Client连接Docker_HOST安装Docker软件
2.通过Client使用docker pull连接registry下载镜像到Docker_HOST中
3.通过Client使用docker run创建容器
2. Docker安装与启动
- Docker安装
- Docker启动与停止
2.1. 安装环境说明
Docker官方建议在Ubuntu中安装，因为Docker是基于Ubuntu发布的，而且一般Docker出现的问题Ubuntu是最先更新或者打补丁的。在很多版本的CentOS中是不支持更新最新的一些补丁包的。
由于常使用的是CentOS，因此这里我们将Docker安装到CentOS上。注意：这里建议安装在CentOS7.x以上的版本，在CentOS6.x的版本中，安装前需要安装其他很多的环境而且Docker很多补丁不支持更新。
2.2. 安装CentOS7
先在百度搜索一篇安装CENTOS系统的文章, 我安装的是centos7
菜鸟教程
2.3. 安装Docker
使用yum命令在线安装
yum -y install docker
2.4. 安装后查看Docker版本
docker -v
2.5. 启动与停止Docker
systemctl命令是系统服务管理器指令，它是 service 和 chkconfig 两个命令组合。
- 启动docker：systemctl start docker
- 停止docker：systemctl stop docker
- 重启docker：systemctl restart docker
- 查看docker状态：systemctl status docker
- 开机启动：systemctl enable docker
- 查看docker概要信息：docker info
- 查看docker帮助文档：docker --help
3. Docker镜像操作
- Docker镜像介绍
- 列出镜像
- 搜索镜像
- 拉取镜像
- 删除镜像
3.1. 什么是Docker镜像 Docker基本操作Docker 要掌握的内容1. Docker简介2. Docker安装与启动3. Docker镜像操作4. Docker容器操作5. 部署应用6. 备份与迁移7. Dockerfile8. 一点总结
Docker镜像是由文件系统叠加而成（是一种文件的存储形式）。最底端是一个文件引导系统，即bootfs，这很像典型的Linux/Unix的引导文件系统。Docker用户几乎永远不会和引导系统有什么交互。实际上，当一个容器启动后，它将会被移动到内存中，而引导文件系统则会被卸载，以留出更多的内存供磁盘镜像使用。Docker容器启动是需要的一些文件，而这些文件就可以称为Docker镜像。
3.2. 列出镜像
列出docker下的当前docker服务所在的系统里面所有镜像：docker images
- REPOSITORY：镜像所在的仓库名称
- TAG：镜像标签
- IMAGE ID：镜像ID
- CREATED：镜像的创建日期（不是获取该镜像的日期）
- SIZE：镜像大小
这些镜像都是存储在Docker宿主机的/var/lib/docker目录下
3.3. 搜索镜像
如果你需要从网络中查找需要的镜像，可以通过以下命令搜索: docker search 镜像名称.
- NAME：仓库名称
- DESCRIPTION：镜像描述
- STARS：用户评价，反应一个镜像的受欢迎程度
- OFFICIAL：是否官方
- AUTOMATED：自动构建，表示该镜像由Docker Hub自动构建流程创建的
3.4. 拉取镜像
3.4.1. 从Docker Hub拉取
https://hub.docker.com/
Docker镜像首页，包括官方镜像和其它公开镜像。Docker Hub上最受欢迎的10大镜像（通过Docker registry API获取不了镜像被pull的个数，只能通过镜像的stars数量，来衡量镜像的流行度。毫无疑问，拥有最高stars数量的库都是官方库）。 由于国情的原因，国内下载 Docker HUB 官方的相关镜像比较慢，可以使用国内（docker.io）的一些镜像加速器，镜像保持和官方一致，关键是速度块，推荐使用。
Mirror与Private Registry的区别：
Private Registry（私有仓库）是开发者或者企业自建的镜像存储库，通常用来保存企业内部的 Docker 镜像，用于内部开发流程和产品的发布、版本控制。
Mirror是一种代理中转服务，我们(比如daocloud)提供的Mirror服务，直接对接Docker Hub的官方Registry。Docker Hub 上有数以十万计的各类 Docker 镜像。
在使用Private Registry时，需要在Docker Pull 或Dockerfile中直接键入Private Registry 的地址，通常这样会导致与 Private Registry 的绑定，缺乏灵活性。
使用 Mirror 服务，只需要在 Docker 守护进程（Daemon）的配置文件中加入 Mirror 参数，即可在全局范围内透明的访问官方的 Docker Hub，避免了对 Dockerfile 镜像引用来源的修改。
拉取镜像
docker pull centos:7
目前国内访问docker hub速度上有点尴尬，使用docker Mirror势在必行。现有国内提供docker镜像加速服务的商家有不少，下面重点ustc镜像。
3.4.2. ustc的镜像
ustc是老牌的linux镜像服务提供者了，还在遥远的ubuntu 5.04版本的时候就在用。ustc的docker镜像加速器速度很快。ustc docker mirror的优势之一就是不需要注册，是真正的公共服务。
https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/docker
步骤：
（1）编辑该文件：vi /etc/docker/daemon.json
PS: 如果该文件不存在就手动创建；另外有可能如果没有vim 命令则使用vi命令即可。
（2）在该文件中输入如下内容：
{
"registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"]
}
还有本地阿里云的镜像地址,速度更快
{
"registry-mirrors": ["https://alzgoonw.mirror.aliyuncs.com"]
}
（3）注意：一定要重启docker服务，如果重启docker后无法加速，可以重新启动OS ,然后通过docker pull命令下载镜像 。
service docker restart
3.5. 删除镜像
删除镜像方式1：根据仓库的名称（镜像的名称）来删除 还可以使用image_id来进行删除。
1、 docker rmi $IMAGE_ID：删除指定镜像
删除镜像方式2：
2、 docker rmi `docker images -q`：删除所有镜像
4. Docker容器操作
docker容器操作
- 查看容器
- 创建于启动容器
- 停止与启动容器
- 文件拷贝
- 目录挂载
- 查看容器ip
- 删除容器
4.1. 查看容器
- 查看正在运行容器：
- 查看所有的容器（启动过的历史容器）
docker ps –a
- 查看最后一次运行的容器：
docker ps -l
- 查看停止的容器
docker ps -f status=exited
4.2. 创建与启动容器
创建容器常用的参数说明：
创建容器命令：
docker run
-i
：表示运行容器
-t
：表示容器启动后会进入其命令行。加入这两个参数后，容器创建就能登录进去。即分配一个伪终端。
--name
:为创建的容器命名。
-v
：表示目录映射关系（前者是宿主机目录，后者是映射到宿主机上的目录），可以使用多个－v做多个目录或文件映射。注意：最好做目录映射，在宿主机上做修改，然后共享到容器上。
-d
：在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行（这样创建容器后不会自动登录容器，如果只加-i -t两个参数，创建后就会自动进去容器）。
-p
：表示端口映射，前者是宿主机端口，后者是容器内的映射端口。可以使用多个－p做多个端口映射
4.1.1. 创建交互式容器
创建一个交互式容器并取名为mycentos
docker run -it --name=mycentos centos:7 /bin/bash
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lxBHZV7v-1622289403897)(images/1539939421530.png)]
开启另外一个终端来查看状态：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XozXPt94-1622289403897)(images/1539939477254.png)]
退出当前容器：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4TlbagkD-1622289403898)(images/1539939558980.png)]
然后用ps -a 命令查看发现该容器也随之停止：
4.1.2. 守护式容器
创建一个守护式容器：如果对于一个需要长期运行的容器来说，我们可以创建一个守护式容器
命令如下（容器名称不能重复）：
docker run -di --name=mycentos2 centos:7
登录守护式容器：
docker exec -it container_name (或者container_id)/bin/bash（exit退出时，容器不会停止）
命令如下：
docker exec -it mycentos2 /bin/bash
4.3. 停止与启动容器
- 停止正在运行的容器：docker stop $CONTAINER_NAME/ID
docker stop mycentos2
- 启动已运行过的容器：docker start $CONTAINER_NAME/ID
docker start mycentos2
4.4. 文件拷贝
如果我们需要将文件拷贝到容器内可以使用cp命令:
docker cp 需要拷贝的文件或目录 容器名称:容器目录
也可以将文件从容器内拷贝出来
docker cp 容器名称:容器目录 需要拷贝的文件或目录
解释：cp 当前目录下的a文件到 容器中的/usr/local/下的a文件
[[email protected] ~]# docker exec -it mycentos2 /bin/bash
[[email protected] /]# cd /usr/local/
[[email protected] local]# ll
4.5. 目录挂载（映射）
我们可以在创建容器的时候，将宿主机的目录与容器内的目录进行映射，这样我们就可以通过修改宿主机某个目录的文件从而去影响容器里所对应的目录。
创建容器 添加 -v 参数 后边为 宿主机目录:容器目录
创建容器 并挂载宿主机目录 到容器中的目录下：
docker run -di -v /usr/local/myhtml:/usr/local/myhtml --name=mycentos3 centos:7
如果你共享的是多级的目录，可能会出现权限不足的提示。
这是因为CentOS7中的安全模块selinux把权限禁掉了，我们需要添加参数
--privileged=true
来解决挂载的目录没有权限的问题。
docker run -di --privileged=true -v /root/test:/usr/local/test --name=mycentos4 centos:7
4.6. 查看容器IP地址
我们可以通过以下命令查看容器运行的各种数据:
docker inspect mycentos2
也可以直接执行下面的命令直接输出IP地址:
docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' mycentos2
4.7. 删除容器
- 删除指定的容器： 这个命令只能删除已经关闭的容器，不能删除正在运行的容器
docker rm $CONTAINER_ID/NAME
- 删除所有的容器：
或者：
5. 部署应用
部署应用
- MYSQL部署
- TOMCAT部署
- Nginx部署
- Redis部署
5.1. MySQL部署
5.1.1. 拉取MySQL镜像
docker pull mysql
查看镜像：
5.1.2. 创建MySQL容器
docker run -di --name=pinyougou_mysql -p 33306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7
-p 代表端口映射，格式为 宿主机映射端口:容器运行端口
-e 代表添加环境变量 MYSQL_ROOT_PASSWORD是root用户的登陆密码
5.1.3. 进入MySQL容器
- 进入容器中
docker exec -it pinyougou_mysql /bin/bash
- 登录mysql
mysql -u root -p
- 授权允许远程登录
5.1.4. 远程登陆MySQL
- 我们在我们本机的电脑上去连接虚拟机Centos中的Docker容器，这里192.168.25.132是虚拟机操作系统的IP.
5.2. tomcat部署
5.2.1. 拉取tomcat镜像
docker pull tomcat:7-jre8
5.2.2. 创建tomcat容器
docker run -di --name=pinyougou_tomcat -p 9100:8080 tomcat:7-jre8
5.2.3. 测试tomcat
浏览器地址栏输入：http://192.168.25.132:9100
5.3. Nginx部署
5.3.1. 拉取Nginx镜像
docker pull nginx
5.3.2. 创建Nginx容器
docker run -di --name=pinyougou_nginx -p 80:80 nginx
5.3.3. 测试Nginx
浏览器地址栏输入：http://192.168.25.132
5.4. Redis部署
5.4.1. 拉取Redis镜像
docker pull redis
5.4.2. 创建Redis容器
docker run -di --name=pinyougou_redis -p 6379:6379 redis
5.4.3. 客户端测试
本地安装一个redis的客户端 连接即可
6. 备份与迁移
备份与迁移
- 容器保存为镜像
- 镜像备份
- 镜像恢复与迁移
6.1. 容器保存为镜像
我们可以通过以下命令将容器保存为镜像
docker commit pinyougou_nginx mynginx
pinyougou_nginx是容器名称
mynginx是新的镜像名称
此镜像的内容就是你当前容器的内容，接下来你可以用此镜像再次运行新的容器
6.2. 镜像备份
docker save -o mynginx.tar mynginx
-o
输出到的文件
执行后，运行ls命令即可看到打成的tar包.
6.3. 镜像恢复与迁移
首先我们先删除掉 mynginx 镜像,然后执行命令进行恢复
docker load -i mynginx.tar
-i
输入的文件
执行后再次查看镜像，可以看到镜像已经恢复
再创建容器。
7. Dockerfile
了解Dockerfile
- Dockerfile介绍
- Dockerfile参数了解
- springboot微服务部署
Dockerfile是由一系列命令和参数构成的脚本，这些命令应用于基础镜像并最终创建一个新的镜像。它们简化了从头到尾的流程并极大的简化了部署工作。Dockerfile从FROM命令开始，紧接着跟随者各种方法，命令和参数。其产出为一个新的可以用于创建容器的镜像.
更多语法参考：（官网手册的翻译）
参考资料
7.1. dockerfile的demo
- 在root下创建demo目录
mkdir demo
cd demo
- 在demo 目录下创建 a文件
vi a
- 在某~/demo下创建Dockerfile文件
vi Dockerfile
内容为：
# my dockerfile wx
FROM centos:7
MAINTAINER wx
WORKDIR /root/workdir
RUN touch te
ADD a b
ENV key1 "hello"
语法解释：
# ：代表注释
FROM centos ： 代表依据基本的镜像来创建
MAINTAINER wx ：代表就是作者是谁
WORKDIR /root/workdir :代表就是创建容器时进入工作的目录是容器中的/root/workdir目录
RUN touch te :代表就是RUN 运行命令 运行一个创建空文件te
COPY ["HI","."] ：代表从宿主系统中复制HI 文件到容器系统中工作目录中的当前路径下
ADD a b ：代表从宿主机所在Dockerfile文件的目录下Copy 文件A 到容器中的b文件 b文件的目录为工作目录下。
ENV key1 "hello" ：定义linux中的环境变量。如下：
定义一个：key value
定义多个：key=value key2=value2
- 创建自定义镜像
docker biuld -t mycentos .
语法解释：
docker build : 表示通过Dockerfile文件来创建镜像
-t mycentos 表示 给与镜像的名称和版本 为：mycentos:lasted (lasted可以不写)
. 表示从当前目录下进行加载Dockerfile文件
- 查看是否打包镜像成功
- 测试创建容器：
docker run -di --name=mycentosheh mycustomcentos
- 连接容器
[[email protected] demo]# docker exec -it mycentosheh /bin/bash
注意： 进入目录即为：/root/workdir
在目录下有 b文件和 te文件
输入：echo $key1 查看环境变量的值结果
7.2. springboot微服务部署
在微服务的设计中，使用springboot来开发的微服务架构，使用Dockerfile 来部署应用。
- 在本地开发完成微服系统 打包，将其copy到linux系统中
- 创建dockefile文件上图：
#my dockerfile wx
FROM java:8
MAINTAINER wx
ADD demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT [“java”,"-jar","/app.jar"] 表示 执行命令： 整个命令都只能有一个ENTRYPOINT
java -jar app.jar
EXPOSE 8080 发布端口为：8080
- 构建镜像
- 创建容器
docker run -di --name=myapp1 -p 8080:8080 demoappimage
- 浏览器中访问系统：
http://192.168.25.132:8080/hello
8. 一点总结
流程如上, 基本操作搞定之后就可以尝试部署自己的项目试试了.
当然这种方法很麻烦,但是我们毕竟不是专业的运维人员,增强理解,如何发挥出Docker(容器技术)的优势才是我们需要考虑的问题.