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Docker的学习流程

  • 概述
  • 安装
  • 命令
    • 镜像
    • 容器
    • 操作
    • …………
  • Docker镜像
  • 容器数据卷
  • DockerFile
  • Docker网络原理
  • IDEA整合Docker
  • Docker Compose
  • Docker Swarm
  • CI \ CD Jenkins

Docker概述

问题

环境不同,版本更新,导致服务不可用,对于运维来说,考验十分大,环境配置麻烦,每个机器都要部署环境, 部署集群,费时费力,发布jar包或war包,需要redis、mysql、jdk、ES等环境,发布项目等时候能包含环境一起发过去,项目能带上环境打包,环境配置麻烦,并且软件可能不能跨平台。

解决

Docker的思想就来源于集装箱 container ,现在的是隔离的思想,将所有的东西打包装箱,每个container都是相互隔离的,为了让完全不同的东西能放在同一个环境中运行,通过镜像或称为容器,Docker通过隔离机制,能将服务器利用到极致。

Docker基于Go语言开发的!开源项目!

Docker官网:https://www.docker.com/

文档:https://docs.docker.com/ Docker的文档是超级详细的!

仓库:https://hub.docker.com/

以前的虚拟技术

1、 资源占用十分多

2、 冗余步骤多

3、 启动很慢!

容器化技术

容器化技术不是模拟一个完整的操作系统 ,比较Docker和虚拟机技术的不同:

  • 传统虚拟机,虚拟出一条硬件,运行一个完整的操作系统,然后在这个系统上安装和运行软件。
  • 容器内的应用直接运行在宿主机的内容,容器是没有自己的内核的,也没有虚拟我们的硬件,所以就轻便了。
  • 每个容器间是互相隔离,每个容器内都有一个属于自己的文件系统,互不影响。

DevOps(开发、运维)

CI/CD-企业级DevOps

用更快速的交付和部署

传统:一对帮助文档,安装程序。

Docker:打包镜像发布测试一键运行。

更便捷的升级和扩缩容

使用了 Docker之后,我们部署应用就和搭积木一样,项目打包为一个镜像,扩展服务器A!服务器B

更简单的系统运维

在容器化之后,我们的开发,测试环境都是高度一致的。

更高效的计算资源利用

Docker是内核级别的虚拟化,可以在一个物理机上可以运行很多的容器实例!服务器的性能可以被压榨到极致。

Docker历史

2010年,几个的年轻人,就在美国成立了一家公司 DotCloud,做一些pass的云计算服务!LXC(Linux Container容器)有关的容器技术!Linux Container容器是一种内核虚拟化技术,可以提供轻量级的虚拟化,以便隔离进程和资源。他们将自己的技术(容器化技术)命名就是 Docker,Docker刚刚延生的时候,没有引起行业的注意!DotCloud,就活不下去!

开源

2013年,Docker开源!越来越多的人发现Docker的优点!火了。Docker每个月都会更新一个版本!

2014年4月9日,Docker1.0发布!Docker为什么这么火?十分的轻巧!在容器技术出来之前,我们都是使用虚拟机技术!

虚拟机:在window中装一个VMware,通过这个软件我们可以虚拟出来一台或者多台电脑!笨重!

虚拟机也属于虚拟化技术,Docker容器技术,也是一种虚拟化技术!

Docker

Docker的基本组成

镜像(image)

Docker镜像就好比是一个目标,可以通过这个目标来创建容器服务,Tomcat镜像=>run=>容器(提供服务器),通过这个镜像可以创建多个容器(最终服务运行或者项目运行就是在容器中的)。

容器(container)

Docker利用容器技术,独立运行一个或者一,通过镜像来创建的。启动,停止,删除,基本命令
目前就可以把这个容器理解为就是一个简易的 Linux系统。

仓库(repository)

仓库就是存放镜像的地方,仓库分为公有仓库和私有仓库。(很类似git)Docker Hub是国外的。阿里云…都有容器服务器(配置镜像加速!)

Docker安装

环境准备

  1. Linux要求内核3.0以上

  2. CentOS 7

帮助文档:https://docs.docker.com/engine/install/

  1. 如果有要先卸载就得版本: yum remove docker

安装

  1. 需要的安装包, yum install -y yum-utils

  2. 设置镜像的仓库

    yum-config-manager \
        --add-repo \
        https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
    #上述方法默认是从国外的,不推荐
    
    #推荐使用国内的
    yum-config-manager \
        --add-repo \
        https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    #更新yum软件包索引
    yum makecache fast
    
  3. 安装Docker相关的 Docker-ce 社区版 而ee是企业版, yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io ,这里我们使用社区版即可

  4. 启动Docker, systemctl start docker

  5. 使用Docker version查看是否按照成功,docker version

  6. test, docker run hello-world

  7. 查看已经下载的镜像(从这里可以查看已有镜像的id), docker images

卸载Docker

  1. 卸载依赖,yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io

  2. 删除资源,rm -rf /var/lib/docker,/var/lib/docker 是docker的默认工作路径!

使用流程

docker run流程

底层原理

Docker是怎么工作的?

Docker是一个Client-Server结构的系统,Docker的守护进程运行在主机上。通过Socket从客户端访问!

Docker-Server接收到Docker-Client的指令,就会执行这个命令!

为什么Docker比Vm快?

  1. Docker有着比虚拟机更少的抽象层。由于Docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化,运行在Docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上Docker将会在效率上有明显优势。
  2. Docker利用的是宿主机的内核,而不需要Guest OS( VM(虚拟机)里的的系统(OS) )。

Docker的常用命令

帮助文档的地址:https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/build/


帮助命令
docker version    	 #显示docker的版本信息。
docker info       		#显示docker的系统信息,包括镜像和容器的数量
docker 命令 --help  #帮助命令


镜像命令
docker images 		#查看所有本地主机上的镜像 可以使用docker image ls代替
docker search 		#搜索镜像
docker pull 		  #下载镜像 docker image pull
docker rmi 			  #删除镜像 docker image rm
docker images
REPOSITORY            TAG                 IMAGE ID            CREATED           SIZE
hello-world           latest              bf756fb1ae65        4 months ago     13.3kB
mysql                 5.7                 b84d68d0a7db        6 days ago       448MB

# 解释
#REPOSITORY			# 镜像的仓库源
#TAG				# 镜像的标签(版本)		---lastest 表示最新版本
#IMAGE ID			# 镜像的id
#CREATED			# 镜像的创建时间
#SIZE				# 镜像的大小
容器命令

我们有了镜像才可以创建容器


docker pull centos		#docker中下载centos
docker run 镜像id 	  #新建容器并启动

docker ps 列出所有运行的容器 docker container list

docker rm 容器id 		#删除指定容器

docker start 容器id			#启动容器
docker restart 容器id		   #重启容器
docker stop 容器id	        #停止当前正在运行的容器
docker kill 容器id	           #强制停止当前容器
退出容器
exit 		#容器直接退出
ctrl +P +Q  #容器不停止退出 	---注意:这个很有用的操作
删除容器
docker rm 容器id   				#删除指定的容器,不能删除正在运行的容器,如果要强制删除 rm -rf
docker rm -f $(docker ps -aq)  	 #删除所有的容器
docker ps -a -q|xargs docker rm  #删除所有的容器
启动和停止容器的操作
docker start 容器id	#启动容器
docker restart 容器id	#重启容器
docker stop 容器id	#停止当前正在运行的容器
docker kill 容器id	#强制停止当前容器

启动和停止容器的操作
docker start 容器id #启动容器
docker restart 容器id #重启容器
docker stop 容器id #停止当前正在运行的容器
docker kill 容器id #强制停止当前容器

启动和停止容器的操作
docker start 容器id #启动容器
docker restart 容器id #重启容器
docker stop 容器id #停止当前正在运行的容器
docker kill 容器id #强制停止当前容器

常用其他命令

后台启动命令
docker run -d centos

查看日志
docker logs

查看容器中进程信息ps
命令 docker top 容器id

查看镜像的元数据
docker inspect 容器id

宿主机端口容器内部端口 以及端口暴露:

命令大全

  attach      Attach local standard input, output, and error streams to a running container
  #当前shell下 attach连接指定运行的镜像
  build       Build an image from a Dockerfile # 通过Dockerfile定制镜像
  commit      Create a new image from a container's changes #提交当前容器为新的镜像
  cp          Copy files/folders between a container and the local filesystem #拷贝文件
  create      Create a new container #创建一个新的容器
  diff        Inspect changes to files or directories on a container's filesystem #查看docker容器的变化
  events      Get real time events from the server # 从服务获取容器实时时间
  exec        Run a command in a running container # 在运行中的容器上运行命令
  export      Export a container's filesystem as a tar archive #导出容器文件系统作为一个tar归档文件[对应import]
  history     Show the history of an image # 展示一个镜像形成历史
  images      List images #列出系统当前的镜像
  import      Import the contents from a tarball to create a filesystem image #从tar包中导入内容创建一个文件系统镜像
  info        Display system-wide information # 显示全系统信息
  inspect     Return low-level information on Docker objects #查看容器详细信息
  kill        Kill one or more running containers # kill指定docker容器
  load        Load an image from a tar archive or STDIN #从一个tar包或标准输入中加载一个镜像[对应save]
  login       Log in to a Docker registry #
  logout      Log out from a Docker registry
  logs        Fetch the logs of a container
  pause       Pause all processes within one or more containers
  port        List port mappings or a specific mapping for the container
  ps          List containers
  pull        Pull an image or a repository from a registry
  push        Push an image or a repository to a registry
  rename      Rename a container
  restart     Restart one or more containers
  rm          Remove one or more containers
  rmi         Remove one or more images
  run         Run a command in a new container
  save        Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)
  search      Search the Docker Hub for images
  start       Start one or more stopped containers
  stats       Display a live stream of container(s) resource usage statistics
  stop        Stop one or more running containers
  tag         Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE
  top         Display the running processes of a container
  unpause     Unpause all processes within one or more containers
  update      Update configuration of one or more containers
  version     Show the Docker version information
  wait        Block until one or more containers stop, then print their exit codes

Portainer 可视化面板安装

portainer 是 Docker图形化界面管理工具!提供一个后台面板供我们操作!

docker run -d -p 8080:9000 \
--restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

镜像原理之联合文件系统

镜像是什么

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包,用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件,他包含运行某个软件所需的所有内容,包括代码、运行时库、环境变量和配置文件。所有应用,直接打包Docker镜像,就可以直接跑起来!

如何得到镜像

  • 从远程仓库下载
  • 别人拷贝给你
  • 自己制作一个镜像 DockerFile

Docker镜像加载原理

UnionFs (联合文件系统)

UnionFs(联合文件系统):Union文件系统(UnionFs)是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统,他支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加,同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下( unite several directories into a single virtual filesystem)。Union文件系统是 Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承,基于基础镜像(没有父镜像),可以制作各种具体的应用镜像。
特性:一次同时加载多个文件系统,但从外面看起来,只能看到一个文件系统,联合加载会把各层文件系统叠加起来,这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

Docker镜像加载原理

==Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成,这种层级的文件系统UnionFS。
boots(boot file system)主要包含 bootloader和 Kernel, bootloader主要是引导加 kernel, Linux刚启动时会加bootfs文件系统,在 Docker镜像的最底层是 boots。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的,包含boot加載器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了,此时内存的使用权已由 bootfs转交给内核,此时系统也会卸载bootfs。
rootfs(root file system),在 bootfs之上。包含的就是典型 Linux系统中的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件。 rootfs就是各种不同的操作系统发行版,比如 Ubuntu, Centos等等。

分层理解

我们可以去下载一个镜像,注意观察下载的日志输出,可以看到是一层层的在下载

思考:为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢?

最大的好处,我觉得莫过于资源共享了!比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来,那么宿主机只需在磁盘上保留一份Base镜像,同时内存中也只需要加载一份Base镜像,这样就可以为所有的容器服务了,而且镜像的每一层都可以被共享。

查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect 命令

理解

所有的 Docker镜像都起始于一个基础镜像层,当进行修改或培加新的内容时,就会在当前镜像层之上,创建新的镜像层。

举一个简单的例子,假如基于 Ubuntu Linux16.04创建一个新的镜像,这就是新镜像的第一层;如果在该镜像中添加 Python包,就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层;如果继续添加一个安全补丁,就会创健第三个镜像层该像当前已经包含3个镜像层,如下图所示(这只是一个用于演示的很简单的例子)。

在添加额外的镜像层的同时,镜像始终保持是当前所有镜像的组合,理解这一点。

上图中的镜像层跟之前图中的略有区別,主要目的是便于展示文件。
下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像,在外部看来整个镜像只有6个文件,这是因为最上层中的文件7是文件5的一个更新版。

这种情況下,上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中。

Docker通过存储引擎(新版本采用快照机制)的方式来实现镜像层堆栈,并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统。

Linux上可用的存储引撃有AUFS、 Overlay2、 Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义,每种存储引擎都基于 Linux中对应的文件系统或者块设备技术,井且每种存储引擎都有其独有的性能特点。

Docker在 Windows上仅支持 windowsfilter 一种存储引擎,该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW 。

下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆并合井,对外提供统一的视图。

特点

Docker 镜像都是只读的,当容器启动时,一个新的可写层加载到镜像的顶部!

这一层就是我们通常说的容器层,容器之下的都叫镜像层!

容器数据卷

什么是容器数据卷?

将应用和环境打包成一个镜像!数据?如果数据都在容器中,那么我们容器删除,数据就会丢失!需求:数据可以持久化。MySQL,容器删除了,删库跑路!需求:MySQL数据可以存储在本地!容器之间可以有一个数据共享的技术!Docker容器中产生的数据,同步到本地!这就是卷技术!目录的挂载,将我们容器内的目录,挂载到Linux上面!

总结一句话:容器的持久化和同步操作!容器间也是可以数据共享的!

使用数据卷

方式一 :直接使用命令挂载 -v

-v, --volume list                    Bind mount a volume

具名和匿名挂载

# 三种挂载: 匿名挂载、具名挂载、指定路径挂载
-v 容器内路径			#匿名挂载
-v 卷名:容器内路径		  #具名挂载
-v /宿主机路径:容器内路径 #指定路径挂载 docker volume ls 是查看不到的


# 通过 -v 容器内路径: ro rw 改变读写权限
ro #readonly 只读
rw #readwrite 可读可写
# ro 只要看到ro就说明这个路径只能通过宿主机来操作,容器内部是无法操作!

数据卷容器

多个MySQL同步数据,命名的容器挂载数据卷。

# 测试 启动3个容器,通过刚才自己写的镜像启动
# 创建docker01:因为我本机是最新版,故这里用latest,狂神老师用的是1.0如下图
$ docker run -it --name docker01 caoshipeng/centos:latest

# 查看容器docekr01内容
$ ls
bin  home   lost+found	opt   run   sys  var
dev  lib    media	proc  sbin  tmp  volume01
etc  lib64  mnt		root  srv   usr  volume02

# 不关闭该容器退出
CTRL + Q + P  

# 创建docker02: 并且让docker02 继承 docker01
$ docker run -it --name docker02 --volumes-from docker01 caoshipeng/centos:latest

# 查看容器docker02内容
$ ls
bin  home   lost+found	opt   run   sys  var
dev  lib    media	proc  sbin  tmp  volume01
etc  lib64  mnt		root  srv   usr  volume02

# 再新建一个docker03同样继承docker01
$ docker run -it --name docker03 --volumes-from docker01 caoshipeng/centos:latest
$ cd volume01	#进入volume01 查看是否也同步docker01的数据
$ ls 
docker01.txt

# 测试:可以删除docker01,查看一下docker02和docker03是否可以访问这个文件
# 测试发现:数据依旧保留在docker02和docker03中没有被删除

多个mysql实现数据共享

$ docker run -d -p 3306:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7

$ docker run -d -p 3310:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql02 --volumes-from mysql01  mysql:5.7

# 这个时候,可以实现两个容器数据同步!

结论

容器之间的配置信息的传递,数据卷容器的生命周期一直持续到没有容器使用为止

但是一旦你持久化到了本地,这个时候,本地的数据是不会删除的

Dockerfile

Dockerfile 就是用来构建Docker镜像的构建文件

通过这个脚本可以生成镜像,镜像是一层一层的,脚本是一个个的命令,每个命令都是一层!

Dockerfile是用来构建Docker镜像的文件,命令参数脚本。

构建步骤:

1、 编写一个Dockerfile文件

2、 docker build 构建称为一个镜像

3、 docker run运行镜像

4、 docker push发布镜像(DockerHub 、阿里云仓库)

# 创建一个dockerfile文件,名字可以随便 建议Dockerfile
# 文件中的内容: 指令(大写) + 参数
$ vim dockerfile1
    FROM centos 					# 当前这个镜像是以centos为基础的

    VOLUME ["volume01","volume02"] 	# 挂载卷的卷目录列表(多个目录)

    CMD echo "-----end-----"		# 输出一下用于测试
    CMD /bin/bash					# 默认走bash控制台

# 这里的每个命令,就是镜像的一层!
# 构建出这个镜像 
-f dockerfile1 			# f代表file,指这个当前文件的地址(这里是当前目录下的dockerfile1)
-t caoshipeng/centos 	# t就代表target,指目标目录(注意caoshipeng镜像名前不能加斜杠‘/’)
. 						# 表示生成在当前目录下
$ docker build -f dockerfile1 -t caoshipeng/centos .


docker run -it f4a6b0d4d948 /bin/bash	# 运行自己写的镜像

#查看一下卷挂载
# docker inspect 容器id
$ docker inspect ca3b45913df5

DockerFile构建过程

基础知识

1、每个保留关键字(指令)都是必须是大写字母

2、执行从上到下顺序

3、表示注释

4、每一个指令都会创建提交一个新的镜像曾,并提交!

Dockerfile是面向开发的,我们以后要发布项目,做镜像,就需要编写Dockerfile文件,这个文件十分简单!

Docker镜像逐渐成企业交付的标准,必须要掌握!

DockerFile:构建文件,定义了一切的步骤,源代码

DockerImages:通过DockerFile构建生成的镜像,最终发布和运行产品。

Docker容器:容器就是镜像运行起来提供服务。

DockerFile的指令

FROM				# from:基础镜像,一切从这里开始构建
MAINTAINER			# maintainer:镜像是谁写的, 姓名+邮箱
RUN					# run:镜像构建的时候需要运行的命令
ADD					# add:步骤,tomcat镜像,这个tomcat压缩包!添加内容 添加同目录
WORKDIR				# workdir:镜像的工作目录
VOLUME				# volume:挂载的目录
EXPOSE				# expose:保留端口配置
CMD					# cmd:指定这个容器启动的时候要运行的命令,只有最后一个会生效,可被替代
ENTRYPOINT			# entrypoint:指定这个容器启动的时候要运行的命令,可以追加命令
ONBUILD				# onbuild:当构建一个被继承DockerFile这个时候就会运行onbuild的指令,触发指令
COPY				# copy:类似ADD,将我们文件拷贝到镜像中
ENV					# env:构建的时候设置环境变量!

Docker网络

理解Docker 0

原理:

我们每启动一个Docker容器,docker就会给docker容器分配一 个ip,我们只要安装了Docker,就会有一一个网卡docker0
桥接模式,使用的技术是evth-pair(就是一对虚拟的设备接口,都是成对出现,一个连着协议,一个彼此连接)技术。

就是说Docker使用的是Linux里面的桥接技术。

自定义网络,不适用docker0,docker0问题:不支持容器名连接访问。

自定义网络

docker network
connect     -- Connect a container to a network
create      -- Creates a new network with a name specified by the
disconnect  -- Disconnects a container from a network
inspect     -- Displays detailed information on a network
ls          -- Lists all the networks created by the user
prune       -- Remove all unused networks
rm          -- Deletes one or more networks

网络模式

bridge :桥接 docker(默认,自己创建也是用bridge模式)

none :不配置网络,一般不用

host :和所主机共享网络

container :容器网络连通(用得少!局限很大)

# 我们直接启动的命令 --net bridge,而这个就是我们得docker0
# bridge就是docker0
$ docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
等价于 => docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat

# docker0,特点:默认,域名不能访问。 --link可以打通连接,但是很麻烦!
# 我们可以 自定义一个网络
$ docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet

我们自定义的网络Docker当我们维护好了对应的关系,推荐我们平时这样使用网络, 不同的集群使用不同的网络,保证集群是安全和健康的。

网络连通

假设要跨网络操作别人,就需要使用docker network connect 连通。

实战

部署Redis集群

SpringBoot微服务打包Docker镜像

  1. 构建SpringBoot项目

  2. 打包运行

    mvn package
    
  3. 编写dockerfile

    FROM java:8
    COPY *.jar /app.jar
    CMD ["--server.port=8080"]
    EXPOSE 8080
    ENTRYPOINT ["java","-jar","app.jar"]
    
  4. 构建镜像

    # 1.复制jar和DockerFIle到服务器
    # 2.构建镜像
    $ docker build -t xxxxx:xx  .
    

以后我们使用了Docker之后,给别人交付就是一个镜像即可。

部署Redis集群

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