[系统运维] K8S系列第四篇（Dockerfile）

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[系统运维]K8S系列第四篇（Dockerfile）

DokcerFile 镜像定制

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定制docker镜像的方式有两种：

手动修改容器内容，导出新的镜像。

基于dockerfile自行编写指令，基于指令流程创建镜像。

Dockerfile简介

镜像是多层存储，每一层都是在前一层的基础上进行修改；
容器也是多层存储，以镜像为基础层，在其基础上加一层作为容器运行时的存储层。

刚才说了，创建镜像的两个方法：

手动修改容器内容，然后dokcer commit提交容器为新的镜像

通过在dockerfile中定义一系列的命令和参数构建成的脚本，然后这些命令应用于基础镜像，依次添加层，最终生成一个新的镜像。极大的简化了部署工作。

Dockerfile主要组成部分

基础镜像信息 FROM centos:7.9 
制作镜像操作指令 RUN yum install -y nginx 
容器启动时执行指令 CMD ["/bin/bash"]

宿主机直接部署软件流程与Dockerfile部署软件流程对比

需求 : 安装一个mysql，并启动。

虚拟机部署形式：

  1. 开启vmware
  
  2. 运行某一个虚拟即，centos7
  
  3. centos7安装mysql yum install mysql-server
  
  4. 通过脚本或者命令，启动mysql即可

部署缓慢，且修改了宿主机的环境，删除较为麻烦，占用宿主机的一个3306端口

容器的部署形式：

  1.  开始vmware
  
  2. 运行虚拟机centos7(宿主机)
  
3. 安装docker容器软件
  
4. 获取mysql镜像即可，docker pull mysql:tag(你无法自由控制，该mysql的基础镜像时什么发行版本，你获取的镜像，是别人定制好的，你下载使用的默认时Debian发行版，你希望得到一个基于centos7.9的发行版本，运行mysql)
  
5. 直接运行该镜像，通过端口映射，运行mysql
  
6. 访问宿主机对的一个映射端口，访问到容器内的mysql

想自定义镜像，就得自己写脚本，也就是dockerfile了

Dokcerfile指令

FROM  指定基础镜像

MAINTAINER  指定维护者信息,可以没有

RUN  你想让它干啥(在命令前面加上RUN即可)

ADD  添加宿主机的文件到容器内,还多了一个自动解压的功能
# RUN tar -Zxf /opt/xx.tgz 	# 报错!该tgz文件不存在! !

COPY  作用和ADD是一样的,都是拷贝宿主机的文件到容器内, COPY就是仅仅拷贝

WORKDIR  相当于cd命令,设置当前工作目录

VOLUME  设置目录映射,挂载主机目录

EXPOSE  指定对外的端口,在容器内暴露一个端口,端口 EXPORT 80

CMD  指定容器启动后的要干的事情

ENTRYPOINT	作用和CMD一样，都是在指定容器启动程序以及参数。
# 当指定了ENTRYPOINT之后，CMD指令的语义就有了变化，而是把CMD的内容当作参数传递给ENTRYPOINT指令。

ARG	 设置环境变量
# ARG只是用于构建镜像需要设置的变量，容器运行时就消失了

ENV   和ARG一样，都是设置环境变量
# 区别在于ENV无论是在镜像构建时，还是容器运行，该变量都可以使用

USER  用于改变环境，用于切换用户

Dokcerfile实践

需求：通过dockerfile，构建nginx镜像，且运行容器后，生成的页面是"辣辣小姐姐"。

1. 创建Dockerfile,注意文件名,必须是这个
[root@docker01 ~]# mkdir /learn_docker
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile
FROM nginx
RUN echo "<meta charset=utf-8>辣辣小姐姐" > /usr/share/nginx/html/index.html

2. 构建Dockerfile
[root@docker01 learn_docker]# docker build .

3. 修改镜像名字
[root@docker01 learn_docker]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
<none>       <none>    950549357c1f   18 seconds ago   133MB
nginx        latest    08b152afcfae   6 days ago       133MB
[root@docker01 learn_docker]# docker tag 950549357c1f my_nginx

4. 运行该镜像
docker run -d -p 80:80 my_nginx

5. 查看宿主机的80端口
http://192.168.15.80/
# 辣辣小姐姐

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Dokcerfile相关指令用法

COPY

copy指令从宿主机复制文件或者目录到新的一层镜像内
如:
copy nana.py /opt

支持多个文件，以及通配符形式的复制，语法要满足Golang的filepath.Match
copy na* /tmp/cc?.txt /opt

COPY指令能够保留源文件的元数据，访问时间等等，这点很重要

ADD

特性和COPY基本一致，不过多了些功能
1. 源文件是一个URL，此时dockcer引擎会下载该链接，放入目标路径，且权限自动设为600。若这不是期望结果，还得增加一层RUN指令进行调整
# ADD nana.tgz /home
# RUN xxx修改命令
2. 源文件是一个URL，且是一个压缩包，不会自动解压，也得单独用RUN指令解压
3. 源文件是一个压缩文件，且是gzip，bzip，xz，tar情况，ADD指令会自动解压压缩该文件到没有文件

CMD

用法,注意是双引号
# CMD在容器内运行某个命令,启动程序
# 该镜像在运行容器实例的时候,执行的具体参数是什么
CMD["参数1","参数2"]
在指定了entrypoint指令后，用CMD指定具体的参数

dokcer不是虚拟机，容器就是一个进程，既然是进程，那么程序在启动的时候需要指定些运行参数，这就是CMD指令作用

例如centos镜像默认的CMD是/bin/bash，直接docker run -it centos会直接进入bash解释器。
也可以启动容器时候，指定参数: docker run -it centos cat /etc/os-release

CMD ["/bin/bash"]

# 该容器运行时，执行的命令
# 等同于命令行的直接操作:docker run -it centos cat /etc/os-release
CMD ["cat","/etc/os-release"]

容器内运行程序

这里要注意的是，docker不是虚拟机的概念，虚拟机的程序运行，基本上都是在后台运行，利用systemctl运行，但是容器内没有后台进程的概念，必须在前台运行。
容器就是为了主进程而存在的，主进程如果退出了，容器也就失去意义，自动退出。

例如一个经典的问题:
# 这样的写法是错误的，容器会立即退出
CMD systemctl start nginx

因为systemctl start nginx是以守护进程(默认在后台运行)的形式启动nginx，且CMD命令会转化为

CMD ["sh","-c","systemctl start nginx" ]
这样的命令主进程是sh解释器,执行完毕后立即结束了,因此容器也就退出了。

# 相当于nginx -g daemon off
因此正确的做法应该是 CMD ["nginx","-g","daemon off;"]

把宿主机安装，启动nginx的理念放入到dockerfile中
1. RUN yum install nginx
2. RUN 配置文件修改 sed
# RUN systemctl start nginx   容器内的程序必须在前台运行，容器时启动不了的
3. 正确的写法应该时CMD ["nginx","-g","daemon off;"]

ENTRYPOINT

dokcer面试题：
ENTRYPOINT和CMD的区别以及用法! ! !

ENTRYPOINT作用和CMD一样，都是在指定容器启动程序以及参数。

当指定了ENTRYPOINT之后，CMD指令的语义就有了变化，而是把CMD的内容当作参数传递给ENTRYPOINT指令。

ENTRYPOINT和CMD的实际用法

实际用法:
1. 准备一个Dokcerfile
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# > Dockerfile 
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos:7.8.2003
RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
CMD ["curl","-s","ip.sb"]

# 用法如下
dokcer run my_centos curl -s ip.sb		# curl -s ip.sb获取本机的公网ip地址

2. 构建镜像
[root@docker01 learn_docker]# docker build .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM centos:7.8.2003
 ---> afb6fca791e0
Step 2/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
 ---> Using cache
 ---> 81b4e83fb0a5
Step 3/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
 ---> Using cache
 ---> bd0074c78b6c
Step 4/4 : CMD ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in 295418f71093
Removing intermediate container 295418f71093
 ---> c920b743282a
Successfully built c920b743282a

3. 查看结果(出现Successfully代表镜像构建完成)
Step 4/4 : CMD ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in 295418f71093
Removing intermediate container 295418f71093
 ---> c920b743282a
Successfully built c920b743282a

4. 检查镜像
[root@docker01 learn_docker]# docker tag c920b743282a centos_curl 
[root@docker01 learn_docker]# docker images | grep curl
centos_curl   latest     c920b743282a   3 minutes ago    471MB

5. 运行镜像,生成容器记录,没有前台运行，因此立即挂了
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl
139.227.102.189

6. 上述运行正确,但是我想再传入一个参数,该怎么办
# 发现是无法直接传入参数的，该形式是覆盖镜像中的cmd
# 就好比把docker镜像，当作一个环境，去执行后面的命令
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl pwd
/
[root@docker01 learn_docker]# 
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl -I
docker: Error response from daemon: OCI runtime create failed: container_linux.go:380: starting container process caused: exec: "-I": executable file not found in $PATH: unknown.

7. 想要正确的给容器传入一个参数该怎么办
希望容器内能够正确完整的运作该命令的执行结果
[root@docker01 learn_docker]# curl -s ip.sb -I			# 获取http报头信息
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:16:18 GMT
...

8. 解决办法
方式一:给容器传入新的完整的命令,让后面的命令覆盖镜像中的cmd
# 这是投机取巧的办法,不合适
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl curl -s ip.sb -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:18:05 GMT
Content-Type: text/plain

9. 正确的解决办法
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos:7.8.2003
RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
ENTRYPOINT ["curl","-s","ip.sb"]

10. 重新构建镜像
# 重新构建镜像速度特别快,并且我们发现镜像的前三个Step的IMAGE ID是一致的,说明前三个的IMAGE ID是直接从缓存中拿的。
# 只有Step 4/4的IMAGE ID发生了变化(Dockerfile文件的第四步是更改过的，是重新构建的镜像层),因此更加验证了我们之前所提到的镜像是分层构建的。
[root@docker01 learn_docker]# docker build .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM centos:7.8.2003
 ---> afb6fca791e0
Step 2/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
 ---> Using cache
 ---> 81b4e83fb0a5
Step 3/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
 ---> Using cache
 ---> bd0074c78b6c
Step 4/4 : ENTRYPOINT ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in df106e04d533
Removing intermediate container df106e04d533
 ---> e9479067148c
Successfully built e9479067148c

11. 重新运行该镜像，看结果，以及传入新的参数
[root@docker01 learn_docker]# docker tag e9479067148c centos_curl_new

# 此时发现，传入的CMD指令，当作了ENTRYPOINT的参数
# 其实容器内，执行的完命令是: curl -s ip.sb -I
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl_new -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:24:58 GMT
...

ARG和ENV指令

设置环境变量

dockerfile脚本，shell脚本

ENV NAME="nana"
ENV AGE=18
ENV MYSQL_VERSION=5.6

后续所有的操作，通过$NAMME就可以直接获取变量值使用了，维护dockerfile更加方便

ARG和ENV一样，都是设置环境变量
ENV无论是在镜像构建时，还是容器运行，该变量都可以使用
ARG只是用于构建镜像需要设置的变量，容器运行时就消失了

VOLUME

容器在运行时，应该保证在存储层不写入任何数据，运行在容器内产生的数据，我们推荐是挂载，写入到宿主机上，进行维护。

# mount /mnt 

VOLUME /data  
# 将容器内的/data文件夹，在容器运行时，该目录自动挂载为匿名卷，任何向该目录中写入数据的操作，都不会被容器记录，保证的容器存储无状态理念。

# Dockerfile
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# > Dockerfile 
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos
MAINTAINER nana
VOLUME ["/data1","/data2"]

# 该容器运行的时候，这两个目录自动和宿主机的目录做好映射关系
docker build .

# 运行该镜像
docker run 86b4dceba89a
# 查看生成的容器信息
[root@docker01 nana]# docker ps -a | head -2
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND                  CREATED         STATUS                     PORTS     NAMES
84014622b3a4   86b4dceba89a      "/bin/bash"              2 minutes ago   Exited (0) 2 minutes ago             sharp_noether

# dokcer inspect命令查看
[root@docker01 learn_docker]# docker inspect 86b4dceba89a
            "Volumes": {
                "/data1": {},
                "/data2": {}
            },

1. 容器数据挂载的方式，通过dockerfile，指定VOLUME目录
2. 通过docker run -v参数，直接设置需要映射挂载的目录

EXPOSE

指定容器运行时对外提供的端口服务。

帮助使用该镜像的人，快速理解该容器的一个端口业务
docker port 容器
dokcer run -p 宿主机端口:容器端口
docker run -P # 作用是随机 宿主机端口:容器内端口

WORKDIR

用于在dockerfile中，目录的切换，更改工作目录

WORKDIR /opt

USER

用于改变环境，用于切换用户

USER root
USER nana

使用Dockerfile构建一个网站镜像

传统方式创建一个网站站点

nginx，修改首页内容，html网站就跑起来了。web server，提供web服务，提供代理转发，提供网关，限流等等。。。
web framework。web框架，一般由开发，通过某个开发语言，基于某个web框架，自己去开发一个web站点，python，django框架。

使用Dockerfile创建一个网站站点

用python语言，基于flask web框架，开发一个自己的网站，写一个后端的网站代码
开发dockerfile，部署该代码，生成镜像
其他人基于该镜像，docker run就可以在电脑跑起来你这个网站

使用docker的优势
比如安装一个etcd、naco，都是一些比较复杂的软件。
需要依赖于go语言环境，比如需要依赖于java环境，在自己的机器安装好对应的开发环境，以及对应的版本，以及各种依赖。。。
tomcat  	依赖于jdk环境
		
当你有了docker，
docker pull tomcat  		# 这些主流的镜像都可以直接找到，并且该镜像中，就已经打包好了java环境
docker run tomcat xxx ... 		# 直接可以访问tomcat了

1. 在宿主机下，准备一个目录，准备好dockerfile，代码文件
# 写一个flask的python代码
# 创建代码文件
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 ~]# vim nana_flask.py 
#coding:utf8
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
# @app.route(装饰器),网站的route，指的是url地址后面的文件路径
@app.route("/nana")
def nana():
    return "From Docker,nana是只臭猪猪！！！"
if __name__=="__main__":
    app.run(host="0.0.0.0",port=8080)

2. 编写Dockerfile
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile
FROM centos:7.8.2003
RUN curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo;
RUN curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo;
RUN yum makecache fast;
RUN yum install python3-devel python3-pip -y
RUN pip3 install -i https://pypi.douban.com/simple flask
COPY nana_flask.py /opt
WORKDIR /opt
EXPOSE 8080
CMD ["python3","nana_flask.py"]

3. 构建镜像
# --no-cache不是使用之前旧的缓存，重新构建镜像
[root@docker01 learn_docker]# docker build --no-cache -t "nana_flask" .
...
Successfully built 9e731f439e41
Successfully tagged nana_flask:latest

4. 查看构建好的镜像
[root@docker01 learn_docker]# docker images | head -2
REPOSITORY        TAG        IMAGE ID       CREATED          SIZE
nana_flask        latest     9e731f439e41   3 minutes ago    649MB

5. 运行镜像，生成容器
[root@docker01 learn_docker]# docker run -d --name nana_flask_web01 -p 90:8080 nana_flask
d9f2f83d16bdd0364473d6e4043c433cbd8e3286e87ecbf93fb3fd5e08ac8002

[root@docker01 learn_docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                   NAMES
d9f2f83d16bd   nana_flask   "python3 nana_flask.…"   2 minutes ago   Up 2 minutes   0.0.0.0:90->8080/tcp, :::90->8080/tcp   nana_flask_web01

6. 访问宿主主机，查看容器内的flask web网站
浏览器输入: http://192.168.15.80:90/nana
# From Docker,nana是只臭猪猪！！！

如何修改容器内的网站的内容

方法一：修改宿主机的代码，以及dockerfile，重新构建镜像

[root@docker01 ~]# vim nana_flask.py 
...
def nana():
    return "From Docker,nana是只臭猪猪！！！"				# 修改return值,重新生成镜像
...

方法二：你可以经入到已经运行的容器内，修改代码，重启容器即可

1. 进入容器内部
[root@docker01 learn_docker]# docker exec -it d9f2f83d16bd bash
[root@d9f2f83d16bd opt]# ls                
nana_flask.py

2. 修改容器内的代码
[root@d9f2f83d16bd opt]# vi nana_flask.py 
#coding:utf8
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
# @app.route(装饰器),网站的route，指的是url地址后面的文件路径
@app.route("/nana")
def nana():
    return "From Docker,nana是只臭猪猪！！！ABC！！！"
if __name__=="__main__":
    app.run(host="0.0.0.0",port=8080)

3. 退出容器并重启容器
[root@d9f2f83d16bd opt]# exit
exit
[root@docker01 learn_docker]# docker restart d9f2f83d16bd
d9f2f83d16bd
[root@docker01 learn_docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED         STATUS              PORTS                                   NAMES
d9f2f83d16bd   nana_flask   "python3 nana_flask.…"   4 minutes ago   Up About a minute   0.0.0.0:90->8080/tcp, :::90->8080/tcp   nana_flask_web01

4. 访问宿主主机，查看容器内的flask web网站
浏览器输入: http://192.168.15.80:90/nana
# From Docker,nana是只臭猪猪！！！ABC！！！

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Docker基础复习

Docker容器文件系统

容器是docker的一个核心概念，容器使用一个或者一组应用，他的运行状态如下：
docker利用容器运行应用程序

容器是镜像的运行实例，可以被run、start、stop、rm

每个容器都是互相隔离，保证平台暗转

容器可以看作是一个简易版Linux环境(没有Linux内核，有root权限、进程、用户空间、网络)
镜像是只读的，容器在启动的时候创建一层可写层

dokcerfile面向开发，docker image(镜像)作为交付标准，docker container(容器)涉及部署和运维，三者合起来完成docker体系。
FROM ubuntu:14.04				选择基础镜像
ADD run.sh					 	添加文件镜像，这一层镜像只有一个内容，就是这个文件
VOLUME /data					设定存储目录，并未添加文件，只是更新了镜像的json文件，便于启动时候读取该层信息
CMD ["./run.sh"] 			    更新json文件，设定程序入口

docker容器管理总结

# 运行镜像，且进入容器内
[root@docker01 ~]# docker run -it ubuntu bash
root@7478064e9fff:/# 

# 容器运行web程序
# 注意端口使用，数字大一点，建议8000以后开始使用


# --restart=always容器在后台挂掉后,默认重启容器
[root@docker01 ~]# docker run --name my_nginx -d --restart=always -p 8000:80 nginx
79d7fcfdc60f2c40e6d92790be6ad6f3bf9db49fda0e46cadb196be6677b4f73

[root@docker01 ~]# docker ps | head -2
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
79d7fcfdc60f   nginx        "/docker-entrypoint.…"   40 seconds ago   Up 39 seconds   0.0.0.0:8000->80/tcp, :::8000->80/tcp   my_nginx

浏览器访问:http://192.168.15.80:8000/ ==> 可以访问到nginx

# 查看容器内日志,实时刷新
docker logs -f

# 查看运行时，以及挂掉的容器记录
docker ps 	在运行的容器
dokcer ps -a 挂掉以及活着的容器

# 停止启动
docker start
docker stop

# 进入容器内
docker exec -it 容器id bash

# 删除容器
docker rm 容器id
docker rm `docker ps -qa`
# 强制杀死并删除容器
docker rm -f 容器id

# 查看容器进程资源信息
docker top 容器id

# 查看容器内资源
docker stats 容器id

# 查看容器具体信息
docker inspect 容器id

# 获取容器内的ip地址,容器的格式化参数
docker inspect --format '{{ .NetworkSettings.IPAddress }}' 容器id

dokcer run启动容器的时候，dokcer后台操作流程是

检查本地是否有该镜像，没有就下载
利用镜像创建且启动一个容器
分配容器文件系统，在只读的镜像层挂载读写层
宿主机的网桥接口会分配一个虚拟接口到容器中
容器获得地址池的ip地址
执行用户指定的程序
若程序里没有进程在运行，容器执行完毕后立即终止

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