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Docker 基础篇 入门篇

1.Docker入门

1.为什么要用docker?

相比于传统：
    部署非常慢
    成本非常高
    资源浪费
    难于迁移和扩展
    可能会被限定硬件厂商

  • 由于物理机的诸多问题，后来出现了虚拟机

  • 一个物理机可以部署多个app,每个app独立运行在一个VM里。

  • 但是虚拟化也是有局限性的，每一个虚拟机都是一个完整的操作系统，要分配系统资源，虚拟机多道程度时，操作系统本身资源也就消耗殆尽，或者说必须扩容。

  • 由于环境部署配置的麻烦，出现了以下

    • 程序员将代码以及程序依赖，打包成一个docker镜像文件，以后需要把这个镜像文件，发给测试，运维，只需要安装docker，安装这个镜像文件，就可以运行开发环境了。

2.Docker VS 传统虚拟机

启动秒级分钟级
硬盘使用一般为 MB一般为 GB
性能接近原生弱
系统支持量单机支持上千个容器一般几十个

3.环境配置的难题

  • 让开发人员最头疼的麻烦事之一就是环境配置了，每台计算机的环境都不相同，应该如何确保自己的程序换一台机器能运行起来呢？
  • 用户必须确保的是：
    • 操作系统的相同
    • 各种平台库和组件的安装
    • 例如python依赖包，环境变量等
  • 如果环境配置这么痛苦的话，换一台机器，就得重新配置一下，那么在安装软件的时候，带着原始环境一模一样的复制过来。

解决方案1：虚拟机

  • 虚拟机也可以制作模板，基于模板创建虚拟机，保证环境问题一致
  • 虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Linux 系统。应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件，不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。
  • 虽然用户可以通过虚拟机还原软件的原始环境。但是，这个方案有几个缺点。

1）资源占用多

虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。它运行的时候，其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有 1MB，虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行。

（2）冗余步骤多

虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登录。

（3）启动慢

启动操作系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行。

解决方案2：Linux容器

  • 由于虚拟机的诸多问题，Linux发展出了另一种虚拟化技术：Linux容器（Linux Containers，缩写LXC）
  • 现在:自从用上docker容器后，可以实现开发、测试和生产环境的统一化和标准化。
  • Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。在正常进程的外面套了一个保护层，对于容器里面进程来说，它接触的资源都是虚拟的，从而实现和底层系统的隔离

（1）启动快

容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程，而不是虚拟机内部的进程。所以，启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多。

（2）资源占用少

容器只占用需要的资源，不占用那些没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。另外，多个容器可以共享资源，虚拟机都是独享资源。

（3）体积小

容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包，所以容器文件比虚拟机文件要小很多。

总之，容器有点像轻量级的虚拟机，能够提供虚拟化的环境，但是成本开销小得多。

  • 说的通俗点：Docker作用

    解决环境部署问题，基于一个镜像文件，能够运行出容器示例，就不需要做环境部署。

4.docker容器的优势

更高效的利用系统资源
由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统 资源的利用率更高。
无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传 统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运 行更多数量的应用。
更快速的启动时间
传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接 运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启 动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。
一致的运行环境
开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环 境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。
而 Docker 的镜像提供了除内 核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 “这段代码 在我机器上没问题啊” 这类问题。
持续交付和部署
对开发和运维(DevOps)人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意 地方正常运行。
使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员 可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合 持续集成(Continuous Integration) 系 统进行集成测试，
而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合 持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。
而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环 境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。
更轻松的迁移
由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在 很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运 行结果是一致的。
因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一 个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

5.工作中的虚拟化和容器

6.Docker的三大生命周期概念

  • 镜像文件，可以理解为操作系统的
  • 容器实例，基于docker镜像运行出的容器实例 ，可以理解为微型操作系统
  • 仓库，存储镜像文件的地方

7.docker安装方式

1.yum安装,配置yum仓库
    -阿里云仓库,清华源仓库,163仓库, 问题是,docker的版本可能很低,有很多漏洞
    -选择软件官方提供的yum仓库,版本都是最新的,但是可能下载较慢
    -由于网速问题,学习阶段还是使用阿里云的docker

[root@xujunk ~]#yum install docker -y

2.rpm 不推荐

3.源码编译安装,很麻烦,如果没有特定需求,还是选择yum
  • 卸载docker
yum remove docker* docker-* -y

8.Docker镜像加速器

curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://f1361db2.m.daocloud.io

9.镜像,仓库,容器的增删改查管理命令

  • 启动
systemctl status/start/stop docker
  • 增
[root@xujunk ~]#docker images  #列出当前所有的镜像文件

[root@xujunk ~]#docker  run  hello-world   #运行镜像文件,生成docker容器实例,docker run命令,会自动下载不存在的镜像
#容器是随时创建,随时删除的,轻量级,每次docker run 都会生成新的容器记录
#docker容器进程,如果没有在后台运行的话,就会立即挂掉,  (容器中必须有正在工作的进程)


#运行一个一直活着的容器进程
docker run -d centos /bin/sh -c "while true;do echo '你个糟老头子,不听课,坏得很'; sleep 1;done"
  • 删
docker rmi  镜像名字/镜像id   #删除镜像文件
docker rm  容器id/容器进程名字   #删除容器记录
docker rmi -f  #强制删除镜像文件
docker  rm  `docker ps -aq`   #批量删除容器记录,只能删除挂掉的容器记录
  • 改
#docker容器进程的启停命令

docker start  容器id
docker stop  容器id
  • 查
docker search  镜像文件名字   #搜索镜像文件
docker images  #列出当前所有的镜像文件
docker ps   #列出当前记录正在运行的容器进程
docker ps -a  #列出所有的容器进程,以及挂掉的

docker logs 容器id  #查看容器内的日志信息
docker logs -f  容器id   #检测容器内的日志
docker ps -aq  #列出所有容器id


#进入容器空间内的命令
docker exec -it 容器id  /bin/bash  #进入容器空间内
    -i 交互式命令操作
    -t 开启一个新的终端
#退出容器
exit

#运行一个ubuntu容器
docker run -it ununtu

cat /etc/os-release  #查看一个系统版本
  • 删除一个镜像方式
1.ps -a #查看是否有用此镜像运行中的容器
2.docker stop  容器id   #将启动中的容器关闭
2.docker ps -a  #查看所有的容器进程,以及挂掉的
4.docker rm 容器id   #删除残留容器
5.docker rmi 镜像文件名字  #删除镜像文件
  • 提交一个自定制的镜像文件
#过程实现
#运行出容器实例  二次修改容器实例  提交容器实例为新的镜像  导出镜像 发给别人导入


1.docker run -it centos /bin/bash     #进入一个纯净的centos容器空间内,此时是最小化安装的系统,没有vim 没有py3


2.在容器空间内  yum install vim   ,然后退出容器

3.此时这个容器记录就是携带者 vim的容器记录了(可以理解为携带者程序依赖,或者python3等等)

4.提交这个容器为新的 镜像文件
311110e1ec56
docker commit 容器进程id    镜像文件的名字
docker commit 419  s21docker-centos-vim
#e.g.:[root@xujunk ~]#docker commit 311110e1ec56 docker-centos-vim
sha256:d1870159517111e3756f022fdc851a3c90b1bef6daf2c54b4d0a8a3da4224a1

5.导出docker镜像,成为一个压缩文件,可以发送给你的测试,运维同事了

docker save 镜像文件名/镜像id  > /opt/centos-vim.tar.gz

[root@xujunk ~]#docker save d18701595171 > /opt/centos-vim.tar.gz

6.此时可以发送文件,给别人导入了
#这里为了简便在本机进行操作，将原镜像文件删除
[root@xujunk ~]#docker rmi 镜像文件id


docker load <  同事给你发的镜像文件
[root@xujunk ~]#docker load < /opt/centos-vim.tar.gz
  • 容器内运行一个web程序 ,进行端口映射 
1.下载一个flask的docker镜像
[root@xujunk ~]#docker pull training/webapp

2.运行docker镜像

docker run -d -P
    -d  后台运行
    -P  随机端口映射   随机的宿主机的端口:容器内的端口(自动指定的,由代码指定)
    -p  指定端口映射   宿主机的7777:8500

3.创建一个容器空间,然后在里面执行 python app.py 命令
[root@xujunk ~]#docker run -d -P training/webapp python app.py

创建一个容器空间,然后在里面执行 python app.py 命令
[root@xujunk ~]#docker run -d -p  6000:5000 training/webapp python app.py


3.查看后台运行容器端口：
[root@xujunk ~]#docker ps
"""
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
1ff5a02461a2        training/webapp     "python app.py"     2 minutes ago       Up 2 minutes        0.0.0.0:32769->5000/tcp   musing_tesla
"""
4.访问这个容器应用
服务器ip:宿主机的映射端口
浏览器输入：
    192.168.58.131:32768

5.进入容器空间内,查看代码

10.dockerfile学习

  • dockerfile学习,docker的脚本文件,用于构建镜像文件的
#FROM指令用于  指定容器用什么发行版

#制作base image 基础镜像，尽量使用官方的image作为base image
FROM scratch
#使用base image
FROM centos
#带有tag的base image
FROM ubuntu:14.04

#定义标签变量的
LABEL version=“1.0” #容器元信息，帮助信息，Metadata，类似于代码注释
LABEL maintainer="[email protected]"


#万能RUN指令,让容器自己去做些什么事
#对于复杂的RUN命令，避免无用的分层，多条命令用反斜线换行，合成一条命令！
RUN yum update && yum install -y vim \
    Python-dev #反斜线换行
RUN /bin/bash -c "source $HOME/.bashrc;echo $HOME”
RUN yum install redis  #自动安装redis



WORKDIR /root #相当于linux的cd命令，改变目录，尽量使用绝对路径！！！不要用RUN cd
WORKDIR /test #如果没有就自动创建
WORKDIR demo #再进入demo文件夹
RUN pwd     #打印结果应该是/test/demo

- 小示例：
    """
    WORKDIR   /opt
    WORKDIR /tmp
    WORKDIR  ../
    """
    #路径切换到根目录

#  ADD命令用来  将宿主机的文件添加到容器空间内
#ADD存在压缩文件解压的功能,因此,仅仅添加文件到容器内,用COPY而不是ADD

ADD and COPY
ADD hello /  #把本地文件添加到镜像中，吧本地的hello可执行文件拷贝到镜像的/目录
ADD test.tar.gz /  #添加到根目录并解压

ENV #环境变量，尽可能使用ENV增加可维护性
ENV MYSQL_VERSION 5.6 #设置一个mysql常量

示例：RUN yum install -y mysql-server=“${MYSQL_VERSION}”

11.dockerfile构建一个flask web app

1.创建一个文件：
    [root@xujunk opt]#mkdir s21docker
    [root@xujunk opt]#cd s21docker
2.编写flask代码文件
    [root@xujunk s21docker]#vim s21flask.py
    """
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello():
    return "hello docker"
if __name__=="__main__":
    app.run(host='0.0.0.0',port=8080)
    """
3.准备Dockerfile (名字必须叫做 Dockerfile)
"""
FROM centos
COPY CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/
COPY epel.repo /etc/yum.repos.d/
RUN yum clean all
RUN yum install python-setuptools -y
RUN easy_install flask
COPY s21flask.py /opt/
WORKDIR /opt
EXPOSE 8080
CMD ["python","s21flask.py"]

"""
4.在Dockerfile同级目录,准备好其他环境文件,代码文件:CentOS-Base.repo  Dockerfile  epel.repo  s21flask.py
[root@xujunk s21docker]#cp /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo ./
[root@xujunk s21docker]#cp /etc/yum.repos.d/epel.repo ./
#查看s21docker目录下文件：
[root@xujunk s21docker]#ls
CentOS-Base.repo  Dockerfile  epel.repo  s21flask.py

5.构建docker镜像

docker build -t xujunkai521/s21-flask-docker   .
    docker build  编译Dockerfile
    -t  给镜像加上名字  ,镜像名字,以仓库地址开头,则可以推送到仓库中管理
    .    找到当前的Dockefile文件

#会按照Dockerfile从上到下一步一步编译


6.构建完毕之后,查看镜像文件
[root@xujunk s21docker]#docker images

7.运行这个flask镜像文件,生成容器实例,代码就跑在容器中了
[root@xujunk s21docker]#docker run -d  -p  9999:8080  指定你要运行的镜像id/名字

8.web端访问http://192.168.58.131:9999/ 成功访问
  • docker run解析：

12推送本地镜像到docker hub 共有仓库

  • 流程图：

  • 代码流程

    1.登录docker账户
[root@xujunk s21docker]#docker login
2.修改docker镜像文件名字,以docker hub账号开头
[root@xujunk s21docker]#docker tag docker.io/redis xujunkai521/redis
3.推送镜像到dockerhub仓库中,(注意这个是公共仓库)
[root@xujunk s21docker]#docker push xujunkai521/redis

13.私有docker仓库搭建(保证镜像安全)

1.下载私有仓库镜像文件
[root@xujunk s21docker]#
docker run -d \
    -p 5000:5000 \    #   宿主机的端口(自定义,自己考虑去分配):容器内暴露的端口(django中写了 8000),flask 5000
    -v /opt/data/registry:/var/lib/registry \
    registry

    -p  表示端口映射
    -v  表示宿主机路径和容器内路径的映射
2.修改docker的配置文件,支持推送非https的私有镜像
[root@xujunk s21docker]#cat /etc/docker/daemon.json  ,内容如下

{
    "registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io"],
    "insecure-registries": [
    "192.168.58.131:5000"
  ]
}

3.修改docker的启动文件,加载第二步,修改的配置文件
[root@xujunk s21docker]#vim /lib/systemd/system/docker.service  #找到如下的[Service]  代码块,添加参数
[Service]
EnvironmentFile= -/etc/docker/daemon.json
4.修改了docker配置文件，重新加载docker
[root@xujunk s21docker]#systemctl daemon-reload
5.重启docker服务
[root@xujunk s21docker]#systemctl restart docker
6.由于重启了docker,需要重新运行私有仓库的容器进程

[root@xujunk s21docker]#docker run --privileged=true -d -p 5000:5000 -v /opt/data/registry:/var/lib/registry registry

--privileged=true  docker容器的安全机制：设置特权级运行的容器
7.建立完私有云，就上传一波文件吧！
[root@xujunk s21docker]#docker tag docker.io/hello-world 192.168.58.131:5000/hello-666
#把hello-666镜像 上传到192.168.58.131:5000路径
[root@xujunk s21docker]#docker pull 192.168.58.131:5000/hello-666

8.查看浏览器：
http://192.168.58.131:5000/v2/_catalog
  • hello-666上传到私有仓库
如何要把文件下拉下来,执行下面命令：
[root@xujunk s21docker]#docker pull 192.168.58.131:5000/hello-666
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