[系统运维]Docker基础知识与实践

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代码可能在不同环境下水土不服，因此，需要将环境和代码一起打包到容器中。

概念

• Docker可以让开发者打包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
• Docker是完全适用沙箱机制，相互隔离
• Docker性能开销极低
• Docker是一种容器技术，解决软件跨环境迁移的问题

Docker架构

• 镜像：Docker镜像，相当于是一个root文件系统，类似于iso文件

• 容器：镜像与容器的关系，类似于类与对象

• 仓库：看作一个代码控制中心，用于保存镜像

Docker命令

镜像相关命令

• 查看本地镜像文件

  # 查看本地所有镜像
  docker images
  
  # 查看本地所有镜像的id
  

• 搜索镜像

  # docker search 镜像名称
  docker search redis
  

• 拉取镜像

  # 若不指定版本号，则默认为latest
  # docker pull 镜像名称
  docker pull redis
  
  # 指定版本号
  docker pull redis:5.0
  

• 删除镜像文件

  # rmi表示remove image, 后面加上IMAGE ID
  docker rmi 7614ae9453d1
  
  # 删除所有镜像文件
  deocker rmi `docker images -q`
  

容器相关命令

• 创建和进入容器

  • -i：交互式操作
  • -t：终端
  • /bin/bash：这里我们希望有一个交互式Shell

  # 创建容器并直接进入终端 (退出后容器自动停止)【交互式容器】
  docker run -it --name=c1 redis /bin/bash
  # 创建后台运行的容器，退出后不会自动关闭【守护式容器】
  docker run -id --name=c2 redis /bin/bash
  # 进入容器的终端-退出后容器不会停止
  docker exec -it c2 /bin/bash
  # 进入容器的终端-退出后容器停止
  docker attach c2
  # 退出容器  
  exit
  

• 查看容器

  # 查看正在运行的容器
  docker ps
  # 查看所有容器（up表示在运行、Exited表示已关闭）
  docker ps -a
  docker ps -aq
  # 查看容器的具体信息
  docker inspect c2
  

• 开启、暂停、删除容器

  # 开启容器
  docker start c1
  # 暂停容器
  docker stop c1
  # 删除容器
  docker rm c1
  # 删除所有容器（正在运行的容器无法被删除，需要先stop才行）
  docker rm `docker ps -aq`
  

docker容器的数据卷

数据卷概念

思考：

• Docker容器删除后，容器中的数据还在么？
  • 不在，但数据卷中的数据还在。
• Docker容器与外部机器能直接交换文件吗？
  • 不能，间接交换，传入宿主机的数据卷中即可，而数据卷目录与容器目录是绑定的，因此实现了交换。
• 容器之间想进行数据交互？
  • 将数据卷与一个容器的目录绑定，并与另一个容器的目录绑定，这样将三个目录绑定在一起了，实现了两个容器的数据交互

概念

• 数据卷是宿主机中的一个目录或文件（与容器挂载起来）
• 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
• 一个数据卷可以被多个容器同时挂载
• 一个容器可以被挂载多个数据卷

配置数据卷

• 创建启动容器时，使用-v参数设置数据卷

  注意：

  1. 目录必须是绝对路径
  2. 若目录不存在，会自动创建
  3. 可以挂载多个数据卷

  # 将宿主机的/root/data目录挂载至容器的/root/data_container目录
  docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container redis /bin/bash
  

  此时，/root/data目录与/root/data_container目录将会数据同步

  • 如下以创建txt文件为例，当在/root/data中创建hp666.txt文件后，/root/data_container中会自动同步

  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# touch hp666.txt
  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# ls
  hp666.txt
  
  root@e4a7c4bc716d:~/data_container# ls
  hp666.txt
  

  • 当在/root/data_container中创建test.txt文件后，/root/data也会自动同步

  root@e4a7c4bc716d:~/data_container# echo szu_hp > test.txt
  root@e4a7c4bc716d:~/data_container# ls
  hp666.txt  test.txt
  root@e4a7c4bc716d:~/data_container# cat test.txt
  szu_hp
  
  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# ls
  hp666.txt  test.txt
  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# cat test.txt
  szu_hp
  

• 当删除容器c1后，观察数据卷中的数据是否还在

  windroot@DESKTOP-E53LGPT:~$ docker rm c1
  c1
  
  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# ls
  hp666.txt  test.txt
  

  由上可以看出，数据卷中的数据还保留着

• 重新创建并运行容器c1

  docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container redis /bin/bash
  
  root@78deb0bb8068:~/data_container# ls
  hp666.txt  test.txt
  

  发现容器中data_container的两个文件依旧还在，实现了持久化的功能

• 一个容器挂载到多个数据卷

  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# docker run -it --name=c2 \
  > -v /root/data2:/root/data2 \
  > -v /root/data3:/root/data3 \
  > redis
  

• 两个容器挂载同一个数据卷

  

  # 将容器c3和c4挂载同一个数据卷
  root@DESKTOP-E53LGPT:~# docker run -it --name=c4 -v /root/data:/root/data redis /bin/bash
  root@DESKTOP-E53LGPT:~/data# docker run -it --name=c3 -v /root/data:/root/data redis /bin/bash
  # 在c4容器中的data目录下新增文件
  root@750a590f19b3:~/data# echo Huang is really handsome! > hp.txt
  root@750a590f19b3:~/data# cat hp.txt
  Huang is really handsome!
  # 发现在c3容器的data中自动更新了，实现了两个容器的一致！
  root@ebdda268a991:~/data# cat hp.txt
  Huang is really handsome!
  

数据卷容器

对于多容器的数据交换：

1. 多个容器挂载同一个数据卷
2. 数据卷容器

配置数据卷容器

1. 创建启动c3数据卷容器

   docker run -it --name=c3 -v /volume redis /bin/bash
   

2. 创建启动c1、c2容器

   docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 redis /bin/bash
   
   docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 redis /bin/bash
   

Docker应用部署

MySQL部署

需求

在docker容器中部署mysql，并通过外部mysql客户端操作mysql server

步骤

1. 搜索mysql镜像
2. 拉去mysql镜像
3. 创建容器
4. 操作容器中的mysql

1. 搜索mysql镜像

docker search mysql

2. 拉取mysql镜像

docker pull mysql:5.6

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql

docker run -id \
-p 3307:3306 \
--name=c_mysql \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.6

• 参数说明：
  • -p 3307:3306：将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3307 端口。【一般两个都是3306】
  • -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d：将主机当前目录下的 conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/my.cnf。配置目录
  • -v $PWD/logs:/logs：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的 /logs。日志目录
  • -v $PWD/data:/var/lib/mysql ：将主机当前目录下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql 。数据目录
  • **-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456：**初始化 root 用户的密码。

4. 进入容器，操作mysql

docker exec –it c_mysql /bin/bash
mysql -uroot -p123456

mysql> show databases
    -> ;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
+--------------------+

5. 使用外部机器连接容器中的mysql

   • 查看ubuntu的ip地址

     sudo apt-get install net-tools
     ifconfig -a
     

     

     由上图可以发现ip地址为172.28.141.140

   • 利用SQLyog软件连接

     

     连接成功后，即可在windows上操作ubuntu中容器中的mysql了

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 ~/nginx
cd ~/nginx
mkdir conf
cd conf
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
vim nginx.conf

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

? 创建容器命令

docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/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 $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf。配置目录
  • -v $PWD/logs:/var/log/nginx：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录

4. 使用外部机器访问nginx

   

Dockerfile

Docker镜像原理

思考：

1. Docker镜像本质是？
   一个分层的文件系统
2. Docker中一个centos镜像仅仅200MB，而它的iso文件要几个G？
   docker的centos镜像复用了宿主机的bootfs，只有rootfs和其他镜像层
3. Docker中一个tomcat镜像500MB，而一个tomcat安装包仅仅70MB？
   由于docker的镜像是分层的，tomcat只有70多MB，但需要依赖于父镜像和基础镜像，一共有500多MB

Linux文件系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成

• bootfs：包含bootloader引导加载程序和kernel内核
• roofts：root文件系统，包含Linux系统中的/dev、/poc、/bin、/etc等标准目录和文件
• 不同的Linux发行版的bootfs基本一样，而roofts不同，如ubuntu和centos等。。

Docker镜像原理

• Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成
• 最底端是bootfs，并使用宿主机的bootfs（复用，实现高效）
• 第二层是root文件系统rootfs，成为base image
• 然后再往上叠加其他镜像文件
• 统一文件系统技术：将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角。
• 一个镜像可以放在另一个镜像的上面，位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像为基础镜像

镜像是只读的，不能修改，但是可以利用容器修改

Dockerfile概念及作用

1. 容器转为镜像

   docker commit 容器id 镜像名称:版本号
   docker save -o 压缩文件名 镜像名称:版本号
   docker load -i 压缩文件名称
   

   

2. dockerfile

   用于制作docker的文本文件

   • 包含了一条条指令
   • 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
   • 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
   • 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了
   • 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝运维

Dockerfile关键字

Dockerfile案例

需求

定义dockerfile，发布springboot项目

实现步骤

Docker Compose

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。使用步骤为：

1. 利用Dockerfile定义运行环境镜像
2. 使用docker-compose.yml定义组成应用的各个服务
3. 运行docker-compose up启动应用