為什么要用docker

• 官網：https://www.docker.com
• 文檔地址：https://docs.docker.com
• 倉庫地址：https://hub.docker.com

一款產品:

開發：開發環境 — 開發人員
上線：應用環境，應用配置 — 運維人員

傳統方法：開發人員打包好應用程序，剩下的交給運維

問題：

1. 環境不同，版本更新，端口沖突等導致服務不可用，這對于運維來說，考驗很大
2. 環境配置費時費力

現在方法：開發打包部署上線，一套流程做完

docker解決了上面的問題：

打包項目帶上環境（鏡像） -> docker倉庫 -> 下載發布的鏡像 -> 直接運行即可

docker核心思想：

隔離：打包裝箱，每個容器時相互隔離的

• 優點：

1. 使得容器之間不會相互影響
2. 通過隔離機制，使得某個容器能使用的資源被限制，這樣可以節省設備資源，使得設備資源被利用到極致

docker與虛擬機的聯系與區別：

• 虛擬機：例如VMware，通過這個軟件我們可以虛擬出來多臺電腦，缺點是十分笨重
• docker：使用了容器技術，也是一種虛擬化技術，但是十分輕巧

假設需要使用一臺linux機器

• VMware：導入linux鏡像（一臺電腦）。隔離：需要開啟多個虛擬機
• docker：隔離：鏡像（最核心的環境(約4M大小) + 項目需要的運行環境）

• 傳統虛擬機：虛擬出一條硬件，運行一個完整的操作系統，然后在這個系統上安裝和運行軟件
• docker：容器內的應用直接運行在宿主機的內容，容器是沒有自己的內核的，也沒有我們虛擬的硬件，所以就輕便了

docker為什么比VM快：

1. docker有著比虛擬機更少的抽象層
   

2. docker利用的是宿主機的內核，vm需要的是Guest OS。所以說，新建一個容器的時候，docker不需要像虛擬機一樣重新加載一個操作系統內核，避免啟動引導程序。

docker的好處：

1. 應用更快速的交付和部署
2. 更便捷的升級和擴縮容
3. 更簡單的系統運維
4. 更高效的計算資源利用

docker安裝

• docker的基本組成：

  • 客戶端（client）
  • 服務器（docker_host）
  • 倉庫（registry）
    

  • 鏡像（image）：docker鏡像就好比一個模板，可以通過這個模板來創建多個容器。
  • 容器（Container）：docker利用容器技術，獨立運行一個或者一個組應用，通過鏡像來創建的。相當于一個小型linux系統。

  • 基本命令：啟動，停止，刪除
  • 可以將這個容器理解為一個簡易的linux系統

  • 倉庫（repository）：存放鏡像的地方。倉庫分為公有倉庫和私有倉庫：

  • docker hub（國外）
  • 阿里云，華為云等

• 安裝docker

  1. 環境準備

     • linux基礎
     • ubuntu22.04

  2. 環境查看

     uname -r #確定內核在3.0以上
     cat /etc/os-release # 查看操作系統信息
     

  3. 安裝

     幫助文檔：https://www.runoob.com/docker/ubuntu-docker-install.html

     1. 卸載舊版本

     sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
     

     2. 安裝需要的包

     sudo apt-get update
     sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
     

     3. 設置倉庫

     # 添加Docker的官方GPG密鑰
     curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
     

     # 驗證是否擁有帶指紋的密鑰
     sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88
     

     # 設置穩定版倉庫
     sudo add-apt-repository \
     "deb [arch=amd64] https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/ \
     $(lsb_release -cs) \
     stable"
     

     4. 安裝 Docker Engine-Community

     sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
     

     5. 查看是否安裝成功，運行以下hello-world

     sudo docker run hello-world
     

     

     6. 查看一下下載的hello-world鏡像

     docker images
     

     

     7. 卸載docker

     sudo apt-get purge docker-ce # 刪除安裝包
     sudo rm -rf /var/lib/docker # 刪除鏡像、容器、配置文件等內容，
     

     /var/lib/docker是docker默認工作路徑

  4. 配置阿里云鏡像加速
     

5. 回顧hello-world鏡像拉取過程

   1. docker在本機尋找鏡像，判斷是否有鏡像，如果有則使用并運行。否則執行下一步
   2. 去docker hub上下載。如果沒找到鏡像，返回錯誤。如果找到了鏡像，將鏡像下載到本地
   3. 使用下載好的鏡像，下次運行時就可以直接從本機找到該鏡像了

docker工作原理

docker是一個client-server結構的系統，docker的守護進程運行在主機上，通過socket從客戶端訪問
docker-server接收到docker-client的指令，就會執行這個命令，可能是啟動一個容器，這個容器就可以看成是一個小的linux系統，在這個容器內可以運行一些服務，例如mysql(3306端口)

docker命令

• 幫助命令

  • docker version 顯示docker版本信息
  • docker info 顯示docker的系統信息，包括鏡像和容器的數量
  • docker --help 幫助命令
  • docker <命令> --help 查看特定命令的幫助信息

• 幫助文檔的地址：https://docs.docker.com/reference/

  

• 鏡像命令

  • docker images 查看所有鏡像

  • docker search <鏡像名稱> 搜索鏡像

  • docker pull <鏡像名稱> 下載鏡像
    
    docker pull mysql 等價于 docker pull docker.io/library/mysql:latest
    下載指定版本mysql：docker pull mysql:5.7
    

  • docker rmi --f <鏡像名稱/鏡像id> 刪除鏡像，使用鏡像id不需要全寫上，只需要寫幾個前綴，能夠與別的鏡像區分開即可
  • docker rmi --f <鏡像id> <鏡像id>.. 批量刪除鏡像
  • docker rmi -f $(docker images -aq) docker images -aq會查出所有鏡像的id，這樣可以刪除所有鏡像

• 容器命令

  說明：有了鏡像才可以創建容器，linux，下載一個centos鏡像來學習
  docker pull centos

  • 容器運行

    • docker run [可選參數] <image> 新建容器并啟動

    • --name="NAME" 容器名稱
    • -d 后臺方式運行，后臺運行時必須要有一個前臺進程，否則docker發現沒有應用，就會自動停止。具體例如：

    docker run -d centos -c "while true;do echo kuangshen;sleep 1;done" # 這段命令循環運行了一個前端shell腳本，這樣就使得docker不停止

    • -it 使用交互方式運行，進入容器查看內容
    • -p 主機端口:容器端口 指定主機端口和容器端口的映射
    • -p 容器端口 指定容器端口
    • -P 隨機指定端口

  • 查看正在運行的容器

    • docker ps 查看正在運行的docker
    • docker ps -a 查看正在+曾經運行的docker

  • 終止容器

    • exit 停止容器并退出
    • ctrl + p + q 容器不停止退出

  • 刪除容器

    • docker rm <容器id> 刪除容器，不能刪除正在運行的容器，如果像刪除，加-f參數
    • docker rm $(docker ps -aq) 刪除所有容器
    • docker ps -a -q|xargs docker rm 刪除所有容器

  • 容器啟停

    • docker start <容器id> 啟動容器
    • docker restart <容器id> 重啟容器
    • docker stop <容器id>停止當前正在運行的容器
    • docker kill <容器id>強制停止當前容器

  • 日志、進程、元數據的查看

    • docker logs -tf --tail 10 <容器id> 查看尾部10條日志
    • docker top <容器id> 查看進程信息
    • docker inspect <容器id> 查看容器元數據

  • 進入正在運行的容器、拷貝命令

    • docker exec -it <容器id> /bin/bash 交互模式進入
    • docker attach <容器id> 交互模式進入
    • docker cp <容器id>:<文件路徑> <主機路徑> 從容器內拷貝文件到主機上

docker搭建練習

• Docker 安裝 Nginx

  1. 搜索鏡像
     docker search nginx或者直接dockerhub上搜索
  2. 下載鏡像
     docker pull nginx
  3. 查看鏡像
     docker images
  4. 啟動鏡像
     docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx 給這個容器起一個名:nginx01，外面端口設置為3344（可以進行公網訪問），容器內端口設置為nginx默認端口80，這樣在外面就可以通過3344端口訪問到nginx
  5. 測試鏡像
     curl localhost:3344
     
  6. 交互模式進入容器
     docker exec -it nginx01 /bin/bash
  7. 找到nginx應用路徑
     whereis nginx

  問題：每次需要修改nginx配置文件都需要進入容器內部，十分麻煩，如果可以在容器外部提供一個映射路徑，使得能夠修改容器內的文件。
  -v 數據卷

• docker 安裝 tomcat

  1. 直接用run自動下載鏡像，啟動容器
     docker run -ti --rm tomcat:9.0 --rm參數表示該容器用完（stop）即刪除，是用來測試的
  2. 正常啟動容器
     docker run -d -p 3355:8080 --name tomcat01 tomcat:9.0
  3. 查看容器
     docker ps
  4. 進入容器
     docker exec -it tomcat01 /bin/bash
  5. 終止容器
     docker stop tomcat01
  6. 刪除容器
     docker rm tomcat01

• docker 部署 es + kibana

  問題：

  1. es 暴露的端口很多
  2. es 十分耗內存
  3. es 的數據一般需要放置到安全目錄！掛載

  1. 去dockerhub搜索elastic鏡像
     
  2. 下載鏡像，啟動容器
     docker network create somenetwork
docker run -d --name elasticsearch --net somenetwork -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" elasticsearch:tag
  3. 查看容器cpu狀態
     docker stats
  4. 下載kibana鏡像并運行，思考兩個容器如何通信
     

docker可視化

• portainer：docker圖形化界面管理工具！提供一個后臺面板供我們操作

  docker run -d -p 8088:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

  訪問測試：

  localhost:8088
  默認用戶名：admin，設置密碼：XXX，選擇local，connect
  

• Rancher

docker鏡像

鏡像是一種輕量級、可執行的獨立軟件包，用來打包軟件運行環境和基于運行環境開發的軟件，它包含運行某個軟件所需的所有內容，包括代碼、運行時、庫、環境變量和配置文件。

• 如何得到鏡像

  • 遠程倉庫下載
  • 朋友拷貝給你
  • 自己制作一個鏡像DockerFile

• 核心思想：層級文件系統Union File System（UnionFS）
  
  分層下載的好處在于：當下載一個新的鏡像時，如果之前下載過該鏡像中的某一層，那么就不用重復下載了，節省內存。

• 特點：

  docker鏡像都是只讀的，當容器啟動時，一個新的可寫層被加載到鏡像的頂部！這一層就是我們通常說的容器層，容器之下的都叫鏡像層。

• commit鏡像：

  docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" <容器id> 目標鏡像名:<tag>
docker images 查看提交的鏡像

docker容器數據卷

• 問題：docker是將應用和環境打包成一個鏡像，但是不考慮數據。如果數據都存放在容器中，那我們將容器刪除，數據就會丟失
• 需求：數據可以持久化
• 解決方法：容器之間需要一個數據共享的技術。docker容器中產生的數據，同步到本地，這就是卷技術。

簡單來說，卷技術就是目錄的掛載，將容器內的目錄掛載到主機上。舉例：

方式1：使用命令來掛載：
docker run -it -v 主機目錄:容器目錄 <容器id>
docker inspect <容器id> 查看掛載情況，雙向綁定，不管修改主機還是容器，都會同步。即使容器被停止了，也會同步

• 實戰：同步mysql數據

  運行容器：
  docker run -d -p 3310:3306 -v /home/yonghu/ceshi:/etc/mysql/conf.d -v /home/yonghu/ceshidata:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7 實現多個掛載，配置文件掛載和數據掛載

• 具名掛載和匿名掛載

  • 匿名掛載：-v 容器路徑:<權限>
  • 具名掛載：-v 卷名:容器路徑:<權限>
  • 指定路徑掛載：-v 主機路徑:容器路徑:<權限>
  • <權限>可以設置為ro只讀、rw讀寫。ro權限是只能主機進行修改，容器無法修改了。
    docker volume ls 將所有的卷都打印出來
    docker volume inspect <卷名> 查看指定卷的細節

  所有的docker容器內的卷，沒有指定目錄的情況下都是在/var/lib/docker/volumes目錄下

方式2：使用DockerFile來掛載
DockerFile就是用來構建docker鏡像的構建文件。其實就是一個命令腳本，通過這個腳本可以生成一個鏡像。鏡像是一層一層的，因此腳本是一個一個的命令，每個命令都是一層。
mkdir ceshi
pwd

vim dockerfile1 創建一個dockerfile文件

FROM centos：指定基礎鏡像
VOLUME [“volume01”,“volume02”]：通過volume進行掛載
CMD echo “------end------”：輸出end
CMD /bin/bash：進入到/bin/bash中

docker build -f dockerfile1 -t test/centos .當前目錄下build鏡像
docker images

docker run -it --name mycentos test/centos /bin/bash
ls -l

exit
docker inspect mycentos 查看卷掛載主機路徑

• 多個mysql同步數據

  docker run -it --name centos01 test/centos 創建父容器（數據卷容器）
  docker run -it --name centos02 --volumes-from centos01 test/centos --volumes-from同步兩個容器

  即使刪除父容器，數據仍然存在

DockerFile

DockerFile就是用來構建docker鏡像的構建文件。其實就是一個命令腳本，通過這個腳本可以生成一個鏡像。鏡像是一層一層的，因此腳本是一個一個的命令，每個命令都是一層。

構建步驟：

1. 編寫一個 dockerfile 文件
2. 構建一個鏡像： docker build -f <docker文件名> -t 鏡像名 .
3. 運行鏡像：docker run
4. 發布鏡像（dockerhub、阿里云鏡像倉庫）：docker push

• DockerFile基礎知識

  1. 每個保留關鍵字都必須是大寫字母
  2. 執行從上到下順序執行
  3. # 表示注釋
  4. 每一個指令都會創建提交一個新的鏡像層，并提交

• DockerFile指令

  • FROM：指定基礎鏡像。

  示例：FROM ubuntu:latest

  • MAINTAINER：指定維護者信息。

  示例：MAINTAINER dj<123456@qq.com>

  • RUN：在鏡像中執行命令。

  示例：RUN apt-get update && apt-get install -y package

  • COPY：將文件從構建上下文復制到鏡像中。

  示例：COPY app.py /app/

  • ADD：類似于 COPY 命令，但還支持遠程URL和解壓縮文件。

  示例：ADD http://example.com/file.tar.gz /data/

  • WORKDIR：設置工作目錄。

  示例：WORKDIR /app

  • EXPOSE：聲明容器在運行時監聽的端口。

  示例：EXPOSE 8080

  • ENV：設置環境變量。

  示例：ENV MY_ENV_VAR=value

  • CMD：指定容器啟動后要執行的命令。只有最后一個會生效，可被替代。

  示例：CMD ["python", "app.py"]

  • ENTRYPOINT：將容器作為可執行程序運行，忽略 CMD 指令。

  示例：ENTRYPOINT ["python","app.py"]

  • VOLUME：聲明容器中的掛載點。

  示例：VOLUME /data

• 實戰：構建自己的centos

  1. 編寫dockerfile文件
     vim dockerfile2

     FROM centos
     MAINTAINER dj<123456@qq.com>ENV MYPATH=/usr/local
     WORKDIR $MYPATHRUN yum -y install vim
     RUN yum -y install net-toolsEXPOSE 80CMD echo $MYPATH
     CMD echo "----end----"
     CMD /bin/bash
     

  2. 構建鏡像
     docker build -f dockerfile2 -t test/mycentos .

  3. 運行容器
     docker run -it test/mycentos

  4. 查看鏡像是如何制作的
     docker history <容器id>

• CMD和ENTRYPOINT的區別

  CMD命令：

  vim dockerfile3

  FROM centos
  CMD ["ls","-a"]
  

  docker build -f dockerfile3 -t test/dockerfile3 .
docker run -it test/dockerfile3 正常運行得到：
  
  docker run -it test/dockerfile3 -l 后面加一個-l參數，報錯：
  
  docker run -it test/dockerfile3 ls -al，正常運行
  

  ENTRYPOINT命令（追加命令）：

  vim dockerfile4

  FROM centos
  ENTRYPOINT ["ls","-a"]
  

  docker build -f dockerfile4 -t test/dockerfile4 .
docker run -it test/dockerfile4 正常運行得到：
  
  docker run -it test/dockerfile4 -l ，正常運行：
  

• 實戰：部署tomcat
  bilibili視頻 - 部署tomcat

• 發布自己的鏡像到dockerhub

  1. dockerhub注冊賬號
  2. 使用命令登錄賬號
     docker login -u <用戶名> -p <密碼>
  3. 提交鏡像
     docker tag <鏡像id> <鏡像名>:<tag> 指定某個鏡像id，復制一個名為<鏡像名>:<tag>的新鏡像
     docker push <鏡像名>或者<鏡像id>:<tag>

docker全流程

Docker網絡原理

• 理解docker0
  
  docker0相當于網關。

問題：docker是如何處理容器網絡訪問的？

• 解決上述問題

  1. 運行一個tomcat容器
     docker run -d -P --name tomcat01 tomcat

  2. 查看容器內部網絡地址
     docker exec -it tomcat01 ip addr
     

  3. 嘗試ping容器
     ping 172.17.0.2 可以ping通

  4. 再開啟一個tomcat容器
     docker run -d -P --name tomcat02 tomcat

  5. tomcat01嘗試ping tomcat02
     docker exec -it tomcat01 ping 172.17.0.3，可以ping通
     

  6. 運行ip addr，此時多了兩對網卡
     

  

  每啟動一個docker容器，dockers就回給dockers容器分配一個ip，我們只要安裝了docker，就會有一個網卡docker0（橋接模式），使用的技術是veth-pair技術。

  veth-pair：是一對虛擬設備接口，成對出現，一端連接協議，一段彼此相連。例如主機如果想和容器通信，那么主機和容器就會彼此相連，然后再連接協議。
  

  橋接模式：在bridged模式下，VMWare虛擬出來的操作系統就像是局域網中的一臺獨立的主機，它可以訪問網內任何一臺機器。主機網卡和虛擬網卡的IP地址處于同一個網段，子網掩碼、網關、DNS等參數都相同。這種方式簡單，直接將虛擬網卡橋接到一個物理網卡上面，和linux下一個網卡 綁定兩個不同地址類似，實際上是將網卡設置為混雜模式，從而達到偵聽多個IP的能力。在此種模式下，虛擬機內部的網卡（例如linux下的eth0)直接連到了物理網卡所在的網絡上，可以想象為虛擬機和host機處于對等的地位，在網絡關系上是平等的，沒有誰在誰后面的問題。
  NAT模式：相當于宿主機再構建一個局域網，虛擬機無法和本局域網中的其他真實主機進行通訊。只需要宿主機器能訪問互聯網，那么虛擬機就能上網，不需要再去配置IP地址，子網掩碼，網關。虛擬機和主機能夠互相ping通。
  

• 容器互聯 link

  1. 新建一個容器tomcat03來link tomcat02
     docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
  2. 測試用容器名，看能否ping通
     docker exec -it tomcat03 ping tomcat02，可以ping通
     docker exec -it tomcat02 ping tomcat03，不可以ping通
     docker exec -it tomcat03 cat /etc/hosts，查看路由，發現tomcat03的路由中存放著tomcat02的ip映射
     
     docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts，查看路由，發現tomcat02的路由中沒有tomcat03的ip映射
     

• 自定義網絡

  1. 查看網卡
     docker network ls
     
     bridge：橋接模式（自定義網絡）
     host：和宿主機共享網絡
     none：不配置網絡
     container：容器網絡連通

  2. 自定義網絡
     （1）docker run -d -P --name tomcat01 tomcat 等價于 docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat，默認運行容器使用橋接模式
     （2）docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet
     （3）docker network ls
     （4）docker network inspect mynet
     
     （5）docker run -d -P --net mynet --name tomcat01 tomcat，運行一個自己網絡下的容器
     （6）自定義網絡無需使用link也可以使用容器名進行ping通

問題：不同網段的容器如何互聯？

• 容器連通

  
  docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
docker run -d -P --name tomcat02 --net mynet tomcat
docker network connect mynet tomcat01
dcoker exec -it tomcat01 ping tomcat02，可以ping通，反過來也可以ping通
  docker network inspect tomcat01，觀察網卡信息，發現tomcat01被寫入
  
  docker exec -it tomcat01 ip addr，查看tomcat01網卡信息，發現多了一個IP地址
  

docker compose

• docker compose 介紹

  之前docker只能每個容器單個操作build，run等命令，現在可以使用docker compose批量處理，輕松高效的管理容器。

  • 三步驟：

    1. Dockerfile保證項目在任何地方運行
    2. 定義服務，編寫docker-compose.yml文件
    3. 啟動項目，docker-compose up

    • 問題：如果要部署一個web服務，我們要使用到redis、mysql、nginx…多個容器，一個一個去build，run非常麻煩
    • 解決：docker compose

  • compose中重要概念：

    • 服務services：容器，應用。（web,redis,mysql…）
    • 項目project：一組關聯的容器。例如：博客

• docker compose 安裝

  • sudo curl -L "https://hub.nuaa.cf/docker/compose/releases/download/2.23.1/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
  • sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose，修改權限
  • docker-compose --version，查看是否安裝成功

• docker compose 使用

  官方簡單使用

  正常步驟：

  1. 準備好所有需要的依賴文件
  2. 寫好DockerFile來構建web應用鏡像
  3. 倉庫拉取redis鏡像
  4. run，構造兩個容器
  5. 對兩個容器做互通

  docker-compose：

  1. 準備好所有需要的依賴文件
  2. 寫好DockerFile來構建web應用鏡像
  3. 寫docker-compose.yml文件
  4. 一鍵部署docker-compose up

  • 命令：

    • docker-compose up 啟動
    • docker-compose down 或 ctrl+c 停止

• docker-compose.yml文件編寫

  共三層：版本、服務、其他配置
  官方文檔

  version: ' ' # 版本
  service:     # 服務服務1(web):images:build:network:...服務2(redis):...
  # 其他配置
  volumes:
  networks:
  configs:
  secrets:
  

docker swarm