Docker 初识 1.0

一、初始 Docker

1. Docker 概念

  • 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)

    小结:Docker 是一种容器技术,主要用于解决软件跨环境迁移部署问题

2. 安装 Docker

说明:Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上,以下学习全部基于CentOS7安装Docker.
Docker官网

# 1、yum 包更新至最新
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,出现输入的界面都输入 y
yum install -y docker-ce
# 5、查看docker版本,验证是否安装成功
docker -v

3. 架构

说明:学习Docker架构能让我们知道Docker有哪些部分组成也就知道了我们应该怎样操作Docker

Docker学习笔记

说明:上图共分为三个部分,客户端(Clients)、核心部分(Hosts),仓库(Registries)

核心部分又包括(镜像、容器)
  • 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的关系一样,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。

4. 配置Docker镜像加速器

说明:默认情况下,都是从docker hub(https://hub.docker.com/) 上下载Docker镜像,但是太慢,所以一般都会配置国内的镜像加速器:USTC:中科大镜像加速器(https://docker.mirrors.ustc.edu.cn) 、阿里云、网易云、腾讯云

配置不同的加速器可能用到的方法也不尽相同,这里我们以阿里云加速器为例:

  1. 登录阿里云官网(https://www.aliyun.com/)
  2. 点击-控制台
  3. 搜索“镜像”
  4. 点击搜索到的“容器镜像服务”
  5. 点击“镜像加速器”
    Docker 学习笔记
    Docker 学习笔记
  6. 根据操作文档进行操作,将命令粘贴至命令行运行即可
  7. 查看是否配置成功
    命令:cat /etc/docker/daemon.json

二、Docker 命令

说明:如下图,主要介绍三部分命令;第一部分介绍如何操作Hosts部分中Docker服务(daemon)即后台守护进程,第二部分介绍如何操作镜像(image),第三部分介绍如何操作容器(container)
Docker 学习笔记

1. Docker 服务相关命令

  • 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 docker

2. Docker 镜像相关命令

  • 查看镜像:查看本地所有的镜像
    # 查看所有镜像
    docker images
    # 查看所有镜像的id
    docker images -q
  • 搜索镜像:从Docker Hub官网中查找需要的镜像
    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,如果不指定版本号则默认为最新版本。如果不知道镜像版本,可以去Docker hub搜索对应的镜像查看。
    docker pull 镜像名称
  • 删除镜像:删除本地镜像
    # 根据id删除指定本地镜像
    docker rmi 镜像id
    # 删除所有本地镜像
    docker rmi `docker images -q`

3. 容器相关命令

说明:前面我们说过镜像与容器的关系;容器是通过运行镜像文件来创建的,容器是镜像运行时的实体。

  • 查看容器
    # 查看正在运行的容器
    docker ps
    # 查看所有容器
    docker ps -a
  • 创建并启动容器
    docker run -参数 --name=容器名称 镜像名称:镜像版本 进入容器的初始化指令
    # 例1:创建完成后自动进入容器,并且退出容器后容器自动关闭
    docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash
    # 例2:创建完成后不会立即进入容器,需要通过键入命令的方式进入容器,并且退出容器后容器不会自动关闭,它会继续在后台运行
    docker run -id --name=c2 centos:7
    # 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。
    # 如若不写镜像版本号则默认为最新版本
  • 进入容器
    docker exec 参数 容器名称 初始化命令
    例:docker exec -it c2 /bin/bash
  • 退出容器
    exit;
  • 停止容器
    docker stop 容器名称或者容器ID
  • 启动容器
    docker start 容器名称或者容器ID
  • 删除容器
    # 如果容器是运行状态则删除失败,需要先停止容器运行才能删除
    docker rm 容器名称或者容器ID
  • 查看容器信息
    docker inspect 容器名称或者容器ID

三、Docker 容器的数据卷

1. 数据卷概念及作用

思考:

  • Docker 容器删除后,在容器中产生的数据还在吗?
  • Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗?
  • 容器之间如何进行数据交互

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,双方不管谁发生变动都会立即同步至另一方
  • 一个数据卷可以绑定多个容器
  • 一个容器也可以绑定多个数据卷


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

2. 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)
    //例1:绑定一个数据卷
    docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
    //例2:绑定多个数据卷
    docker run -it --name=c2 -v /root/data2:/root/data_container2 -v /root/data3:/root/data_container3 centos:7 /bin

    注意:
    1.目录(文件)必须是绝对路径;
    2.如果目录不存在,会自动创建;
    3.可以绑定多个数据卷

    初学时可以自己在虚拟机内实践一下,将虚拟机作为宿主机,在宿主机内创建多个容器并绑定数据卷,看数据能否交换与持久化

3. 数据卷容器

描述:如上图,容器C1、C2、C3本质并没有不同,只是C3与宿主机中的数据卷绑定,C1、C2与C3绑定,这样一来,C1、C2相当于与数据卷绑定。

//1.首先创建C3容器
docker run -it --name=c3 -v /root/data:/root/volume centos:7
//2.创建C1、C2容器,并使用--volumes-from参数与C3绑定
docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7
docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7

实例:在c2 的/root/volume中创建文件c.txt,文件同时会出现在c1、c3与宿主机的/root/data目录中。可自行操作进行验证

四、Docker 应用部署

1. MySQL 部署

部署步骤:

  • 搜索mysql镜像
  • 拉取mysql镜像
  • 创建容器
  • 操作容器中的mysql
    注意:因为容器内的网络服务和外部机器不能直接通信,但是,外部机器可以与容器的宿主机通信,所以,如果需要外部机器访问容器内服务时,需要将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上,使外部机器访问宿主机的该端口,从而间接访问容器的服务。这种操作成为:端口映射。
  1. 搜索镜像
    docker search mysql
  2. 拉去镜像
    docker pull mysql:5.7
  3. 创建镜像
    # 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
    mkdir /root/mysql
    # 创建容器的命令
    docker run -id -p 3307:3306 --name=mysql -v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /root/mysql/logs:/logs -v /root/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7
  • 参数说明:
    • -p 3307:3306:将容器的3306端口映射到宿主机的3307端口(并非必须要映射到3307端口)。
    • -v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d:将宿主机的/root/mysql/conf目录与容器的/etc/mysql/conf.d进行绑定挂载,这是mysql的配置目录。
    • -v /root/mysql/logs:/logs:将宿主机的/root/mysql/logs的目录与容器的/logs进行绑定挂在,用于存放日志。
    • -v /root/mysql/data:/var/lib/mysql:将宿主机/root/mysql/data目录与容器/var/lib/mysql进行绑定挂载,这是数据目录。
    • -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456:初始化root用户的密码
  1. 进入容器,操作MySQL
    # 进入容器的命令
    docker exec -it mysql /bin/bash
    # 进入MySQL
    mysql -uroot -p123456
    # 打印数据表
    show databases;
  2. 外部机器连接容器中的MySQL
    外部机器连接容器中的MySQL

2. Tomcat 部署

  1. 搜索tomcat镜像
    docker search tomcat
  2. 拉取tomcat镜像
    docker pull tomcat
  3. 创建容器,设置端口映射、目录映射
    # 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息
    mkdir /root/tomcat
    cd /root/tomcat
    # 创建并运行容器
    docker run -id --name=tomcat -p 8080:8080 -v /root/tomcat:/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 /root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps:将主机中Tomcat目录挂载到容器webapps目录
  1. 使用外部机器访问Tomcat:例
    # 在宿主机的tomcat目录下创建文件
    mkdir /root/tomcat/test
    # 创建index.html
    vim /root/tomcat/test/index.html
    使用外部机器访问Tomcat

3. Nginx 部署

  1. 搜索nginx镜像

    docker search nginx
  2. 拉取nginx镜像

    docker pull nginx
  3. 创建容器,设置端口映射、目录映射

    # 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
    mkdir /root/nginx
    mkdir /root/nginx/conf
    cd /root/nginx/conf
    # 在/root/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
    vim nginx.conf
    user  nginx; # 设置nginx服务的系统使用用户
    worker_processes  1; # 工作进程数
    error_log  /var/log/nginx/error.log warn;  # nginx的错误日志
    pid        /var/run/nginx.pid; # nginx启动时候的pid
    events {
     worker_connections  1024; # 每个进程允许的最大连接数
    }
    http { # http请求配置,一个http可以包含多个server
    
     #定义 Content-Type
     include       /etc/nginx/mime.types;
     default_type  application/octet-stream;
    
     # 日志格式 此处main与access_log中的main对应
     # $remote_addr:客户端地址
     # $remote_user:http客户端请求nginx认证的用户名,默认不开启认证模块,不会记录
     # $timelocal:nginx的时间
     # $request:请求method + 路由 + http协议版本
     # status:http reponse 状态码
     # body_bytes_sent:response body的大小
     # $http_referer:referer头信息参数,表示上级页面
     # $http_user_agent:user-agent头信息参数,客户端信息
     # $http_x_forwarded_for:x-forwarded-for头信息参数
     log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                       '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    
     #访问日志,后面的main表示使用log_format中的main格式记录到access.log中
     access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    
     #nginx的一大优势,高效率文件传输
     sendfile        on;
     #tcp_nopush     on;
    
     #客户端与服务端的超时时间,单位秒
     keepalive_timeout  65;
    
     #gzip  on;
    
     server { #http服务,一个server可以配置多个location
             listen       80; #服务监听端口
             server_name  localhost; #主机名、域名
    
             #charset koi8-r;
             #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    
             location / {
                 root   /usr/share/nginx/html; #页面存放目录
                 index  index.html index.htm; #默认页面
             }
    
             #error_page  404              /404.html;
    
             # 将500 502 503 504的错误页面重定向到 /50x.html
             error_page   500 502 503 504  /50x.html;
             location = /50x.html { #匹配error_page指定的页面路径
                 root   /usr/share/nginx/html; #页面存放的目录
             }
    
             # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
             #
             #location ~ \.php$ {
             #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
             #}
    
             # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
             #
             #location ~ \.php$ {
             #    root           html;
             #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
             #    fastcgi_index  index.php;
             #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
             #    include        fastcgi_params;
             #}
    
             # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
             # concurs with nginx's one
             #
             #location ~ /\.ht {
             #    deny  all;
             #}
         }
    
     include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    }
    # 创建并运行Nginx容器
    docker run -id --name=nginx -p 80:80 -v /root/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -v /root/nginx/logs:/var/log/nginx -v /root/nginx/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 /root/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:将主机下的 /root/nginx/conf/nginx.conf挂载到容器的:/etc/nginx/nginx.conf。配置目录
    • -v /root/nginx/logs:/var/log/nginx:将主机下的/root/nginx/logs目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录
  1. 使用外部机器访问Nginx服务:例
    # 在宿主机的 /root/nginx/html/ 目录下创建index.html文件
    cd /root/nginx/html
    vim index.html
    外部机器访问Nginx服务

4. Redis 部署

  1. 搜索redis镜像
    docker search redis
  2. 拉取redis镜像
    docker pull redis:5.0.9
  3. 创建容器,设置端口映射
    docker run -id --name=redis -p 6379:6379 redis:5.0.9
  4. 使用外部机器连接redis
    # 安装redis并运行 redis-cli.exe 连接宿主机上的redis容器
    redis-cli.exe -h 宿主机IP地址 -p 绑定的宿主机端口

五、Dockerfile

Docker 镜像本质是一个分层文件系统。

1. 镜像制作

  1. 容器转为镜像
    docker commit 容器ID 镜像名称:版本号
  2. 镜像转为压缩文件
    # 因为镜像是不可以传输的,所以需要将镜像转为压缩文件
    docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号
  3. 压缩文件转为镜像
    # 将由镜像生产的压缩文件再转为镜像
    docker load -i 压缩文件名称

2. Dockerfile

2.1 概述:

Dockerfile是一个文本文件,它里面包含了一条条的指令,每一条指令构建一层。Dockerfile基于基础镜像,最终构建出一个新的镜像来。对于开发人员来说,可以通过Dockerfile为开发团队提供一个或多个完全一致的开发环境,便于项目的测试与运维。

2.2 关键字:

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

2.3 案例1

自定义centos7镜像:
要求:1. 默认登录路径为 /usr;2. 可以使用vim
因为官方提供的centos7镜像创建容器后不能在容器内使用vim,并且进入容器默认目录为/

实现步骤:

  • 定义父镜像:FROM centos:7
  • 定义作者信息:MAINTAINER itheima <itheima@itcast.cn>
  • 执行安装vim命令: RUN yum install -y vim
  • 定义默认的工作目录:WORKDIR /usr
  • 定义容器启动执行的命令:CMD /bin/bash
  • 通过dockerfile构建镜像:docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本 .
# 在宿主机的/root目录下创建dockerfile文件夹用于存放dockerfile文件
mkdir /root/dockerfile

# 创建dockerfile
touch my_sentos7

# 将以下内容写入 my_sentos7 文件
FROM centos:7
MAINTAINER ws <18595476026@163.com>
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash

# 执行构建镜像的命令
docker build -f /root/dockerfile/my_sentos7 -t myself_centos7:1.0 .

# 查看本地镜像
docker images

# 通过 myself_centos7:1.0 镜像构建容器
docker run -id --name=myself_centos7 myself_centos7:1.0

# 进入容器
docker exec -it myself_centos7 /bin/bash

# 此时默认进入容器的 /usr 目录,并且可以使用 vim 命令

3. 服务编排

概述:按照一定的业务规则批量管理容器

3.1 Docker Compose 安装使用

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:

  • 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像
  • 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
  • 运行 docker-compose up 启动应用
  1. 安装 Docker Compose

    # Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows,在安装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
  2. 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

六、Docker 私有仓库

1. 搭建 Docker 私有仓库

  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. 验证是否搭建成功

    # 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

    # 打开并编辑文件
    vim /etc/docker/daemon.json
    # 将下面内容添加至文件中
    {"insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"]}
    # 例:
    {
    "registry-mirrors": ["https://r5w4t6kd.mirror.aliyuncs.com"],//原内容
    "insecure-registries": ["192.168.118.130:5000"]//新增的内容
    }
    # 作用: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
  5. 重启 docker 服务

    systemctl restart docker
    docker start registry

2. Docker 私有仓库-上传镜像

1.标记镜像为私有仓库的镜像

# 命令:
docker tag 镜像名称:镜像版本号 私有仓库服务器IP:5000/镜像名称:镜像版本号
# 例:
docker tag centos:7 192.168.118.130:5000/centos:7
  1. 上传标记的镜像
    # 命令:
    docker push 私有仓库服务器IP:5000/镜像名称:镜像版本号
    # 例:
    docker push 192.168.118.130:5000/centos:7

3. Docker 私有仓库-拉取镜像

  1. 拉取镜像
    # 命令:
    docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7
    # 例:
    docker pull 192.168.118.130:5000/myself_centos7:1.0

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