文章目录

  • 为什么要用docker
  • docker安装
  • docker工作原理
  • docker命令
  • docker搭建练习
  • docker可视化
  • docker镜像
  • docker容器数据卷
  • DockerFile
  • docker全流程
  • Docker网络原理
  • docker compose
  • docker swarm

为什么要用docker

  • 官网:https://www.docker.com
  • 文档地址:https://docs.docker.com
  • 仓库地址:https://hub.docker.com

一款产品:

开发:开发环境 — 开发人员
上线:应用环境,应用配置 — 运维人员

传统方法:开发人员打包好应用程序,剩下的交给运维

问题:

  1. 环境不同,版本更新,端口冲突等导致服务不可用,这对于运维来说,考验很大
  2. 环境配置费时费力

现在方法:开发打包部署上线,一套流程做完

docker解决了上面的问题:

打包项目带上环境(镜像) -> docker仓库 -> 下载发布的镜像 -> 直接运行即可

docker核心思想:

隔离:打包装箱,每个容器时相互隔离的

  • 优点:
  1. 使得容器之间不会相互影响
  2. 通过隔离机制,使得某个容器能使用的资源被限制,这样可以节省设备资源,使得设备资源被利用到极致

docker与虚拟机的联系与区别:

  • 虚拟机:例如VMware,通过这个软件我们可以虚拟出来多台电脑,缺点是十分笨重
  • docker:使用了容器技术,也是一种虚拟化技术,但是十分轻巧

假设需要使用一台linux机器

  • VMware:导入linux镜像(一台电脑)。隔离:需要开启多个虚拟机
  • docker:隔离:镜像(最核心的环境(约4M大小) + 项目需要的运行环境)
  • 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
  • docker: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,也没有我们虚拟的硬件,所以就轻便了

docker为什么比VM快:

  1. docker有着比虚拟机更少的抽象层

  2. docker利用的是宿主机的内核,vm需要的是Guest OS。所以说,新建一个容器的时候,docker不需要像虚拟机一样重新加载一个操作系统内核,避免启动引导程序。

docker的好处:

  1. 应用更快速的交付和部署
  2. 更便捷的升级和扩缩容
  3. 更简单的系统运维
  4. 更高效的计算资源利用

docker安装

  • docker的基本组成:

    • 客户端(client)
    • 服务器(docker_host)
    • 仓库(registry)
    • 镜像(image):docker镜像就好比一个模板,可以通过这个模板来创建多个容器。
    • 容器(Container):docker利用容器技术,独立运行一个或者一个组应用,通过镜像来创建的。相当于一个小型linux系统。
    • 基本命令:启动,停止,删除
    • 可以将这个容器理解为一个简易的linux系统
    • 仓库(repository):存放镜像的地方。仓库分为公有仓库和私有仓库:
    • docker hub(国外)
    • 阿里云,华为云等
  • 安装docker

    1. 环境准备

      • linux基础
      • ubuntu22.04
    2. 环境查看

      uname -r #确定内核在3.0以上cat /etc/os-release # 查看操作系统信息
    3. 安装

      帮助文档:https://www.runoob.com/docker/ubuntu-docker-install.html

      1. 卸载旧版本
      sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
      1. 安装需要的包
      sudo apt-get updatesudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common
      1. 设置仓库
      # 添加Docker的官方GPG密钥curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
      # 验证是否拥有带指纹的密钥sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88
      # 设置稳定版仓库sudo add-apt-repository \"deb [arch=amd64] https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/ \$(lsb_release -cs) \stable"
      1. 安装 Docker Engine-Community
      sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
      1. 查看是否安装成功,运行以下hello-world
      sudo docker run hello-world

      1. 查看一下下载的hello-world镜像
      docker images

      1. 卸载docker
      sudo apt-get purge docker-ce # 删除安装包sudo rm -rf /var/lib/docker # 删除镜像、容器、配置文件等内容,

      /var/lib/docker是docker默认工作路径

    4. 配置阿里云镜像加速

  1. 回顾hello-world镜像拉取过程

    1. docker在本机寻找镜像,判断是否有镜像,如果有则使用并运行。否则执行下一步
    2. 去docker hub上下载。如果没找到镜像,返回错误。如果找到了镜像,将镜像下载到本地
    3. 使用下载好的镜像,下次运行时就可以直接从本机找到该镜像了

docker工作原理

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,可能是启动一个容器,这个容器就可以看成是一个小的linux系统,在这个容器内可以运行一些服务,例如mysql(3306端口)

docker命令

  • 帮助命令

    • docker version 显示docker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 --help 帮助命令
    • docker --help 查看特定命令的帮助信息
  • 帮助文档的地址:https://docs.docker.com/reference/

  • 镜像命令

    • docker images 查看所有镜像
    • docker search 搜索镜像
    • docker pull 下载镜像

      docker pull mysql 等价于 docker pull docker.io/library/mysql:latest
      下载指定版本mysql:docker pull mysql:5.7
    • docker rmi --f 删除镜像,使用镜像id不需要全写上,只需要写几个前缀,能够与别的镜像区分开即可
    • docker rmi --f .. 批量删除镜像
    • docker rmi -f $(docker images -aq) docker images -aq会查出所有镜像的id,这样可以删除所有镜像
  • 容器命令

    说明:有了镜像才可以创建容器,linux,下载一个centos镜像来学习
    docker pull centos

    • 容器运行

      • docker run [可选参数] 新建容器并启动
      • --name="NAME" 容器名称
      • -d 后台方式运行,后台运行时必须要有一个前台进程,否则docker发现没有应用,就会自动停止。具体例如:

      docker run -d centos -c "while true;do echo kuangshen;sleep 1;done" # 这段命令循环运行了一个前端shell脚本,这样就使得docker不停止

      • -it 使用交互方式运行,进入容器查看内容
      • -p 主机端口:容器端口 指定主机端口和容器端口的映射
      • -p 容器端口 指定容器端口
      • -P 随机指定端口
    • 查看正在运行的容器

      • docker ps 查看正在运行的docker
      • docker ps -a 查看正在+曾经运行的docker
    • 终止容器

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

      • docker rm 删除容器,不能删除正在运行的容器,如果像删除,加-f参数
      • docker rm $(docker ps -aq) 删除所有容器
      • docker ps -a -q|xargs docker rm 删除所有容器
    • 容器启停

      • docker start 启动容器
      • docker restart 重启容器
      • docker stop 停止当前正在运行的容器
      • docker kill 强制停止当前容器
    • 日志、进程、元数据的查看

      • docker logs -tf --tail 10 查看尾部10条日志
      • docker top 查看进程信息
      • docker inspect 查看容器元数据
    • 进入正在运行的容器、拷贝命令

      • docker exec -it /bin/bash 交互模式进入
      • docker attach 交互模式进入
      • docker cp : 从容器内拷贝文件到主机上

docker搭建练习

  • Docker 安装 Nginx

    1. 搜索镜像
      docker search nginx或者直接dockerhub上搜索
    2. 下载镜像
      docker pull nginx
    3. 查看镜像
      docker images
    4. 启动镜像
      docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx 给这个容器起一个名:nginx01,外面端口设置为3344(可以进行公网访问),容器内端口设置为nginx默认端口80,这样在外面就可以通过3344端口访问到nginx
    5. 测试镜像
      curl localhost:3344
    6. 交互模式进入容器
      docker exec -it nginx01 /bin/bash
    7. 找到nginx应用路径
      whereis nginx

    问题:每次需要修改nginx配置文件都需要进入容器内部,十分麻烦,如果可以在容器外部提供一个映射路径,使得能够修改容器内的文件。
    -v 数据卷

  • docker 安装 tomcat

    1. 直接用run自动下载镜像,启动容器
      docker run -ti --rm tomcat:9.0 –rm参数表示该容器用完(stop)即删除,是用来测试的
    2. 正常启动容器
      docker run -d -p 3355:8080 --name tomcat01 tomcat:9.0
    3. 查看容器
      docker ps
    4. 进入容器
      docker exec -it tomcat01 /bin/bash
    5. 终止容器
      docker stop tomcat01
    6. 删除容器
      docker rm tomcat01
  • docker 部署 es + kibana

    问题:

    1. es 暴露的端口很多
    2. es 十分耗内存
    3. es 的数据一般需要放置到安全目录!挂载
    1. 去dockerhub搜索elastic镜像
    2. 下载镜像,启动容器
      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状态
      docker stats
    4. 下载kibana镜像并运行,思考两个容器如何通信

docker可视化

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

    访问测试:

    localhost:8088
    默认用户名:admin,设置密码:XXX,选择local,connect

  • Rancher

docker镜像

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,它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。

  • 如何得到镜像

    • 远程仓库下载
    • 朋友拷贝给你
    • 自己制作一个镜像DockerFile
  • 核心思想:层级文件系统Union File System(UnionFS)

    分层下载的好处在于:当下载一个新的镜像时,如果之前下载过该镜像中的某一层,那么就不用重复下载了,节省内存。

  • 特点:

    docker镜像都是只读的,当容器启动时,一个新的可写层被加载到镜像的顶部!这一层就是我们通常说的容器层,容器之下的都叫镜像层。

  • commit镜像:

    docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 目标镜像名:
    docker images 查看提交的镜像

docker容器数据卷

  • 问题:docker是将应用和环境打包成一个镜像,但是不考虑数据。如果数据都存放在容器中,那我们将容器删除,数据就会丢失
  • 需求:数据可以持久化
  • 解决方法:容器之间需要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。

简单来说,卷技术就是目录的挂载,将容器内的目录挂载到主机上。举例:

方式1:使用命令来挂载
docker run -it -v 主机目录:容器目录
docker inspect 查看挂载情况,双向绑定,不管修改主机还是容器,都会同步。即使容器被停止了,也会同步

  • 实战:同步mysql数据

    运行容器:
    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 实现多个挂载,配置文件挂载和数据挂载

  • 具名挂载和匿名挂载

    • 匿名挂载:-v 容器路径:
    • 具名挂载:-v 卷名:容器路径:
    • 指定路径挂载:-v 主机路径:容器路径:
    • 可以设置为ro只读、rw读写。ro权限是只能主机进行修改,容器无法修改了。
      docker volume ls 将所有的卷都打印出来
      docker volume inspect 查看指定卷的细节

    所有的docker容器内的卷,没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes目录下

方式2:使用DockerFile来挂载
DockerFile就是用来构建docker镜像的构建文件。其实就是一个命令脚本,通过这个脚本可以生成一个镜像。镜像是一层一层的,因此脚本是一个一个的命令,每个命令都是一层。
mkdir ceshi
pwd

vim dockerfile1 创建一个dockerfile文件


FROM centos:指定基础镜像
VOLUME [“volume01”,“volume02”]:通过volume进行挂载
CMD echo “——end——”:输出end
CMD /bin/bash:进入到/bin/bash中

docker build -f dockerfile1 -t test/centos .当前目录下build镜像
docker images

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

exit
docker inspect mycentos 查看卷挂载主机路径

  • 多个mysql同步数据

    docker run -it --name centos01 test/centos 创建父容器(数据卷容器)
    docker run -it --name centos02 --volumes-from centos01 test/centos –volumes-from同步两个容器

    即使删除父容器,数据仍然存在

DockerFile

DockerFile就是用来构建docker镜像的构建文件。其实就是一个命令脚本,通过这个脚本可以生成一个镜像。镜像是一层一层的,因此脚本是一个一个的命令,每个命令都是一层。

构建步骤:

  1. 编写一个 dockerfile 文件
  2. 构建一个镜像: docker build -f -t 镜像名 .
  3. 运行镜像:docker run
  4. 发布镜像(dockerhub、阿里云镜像仓库):docker push
  • DockerFile基础知识

    1. 每个保留关键字都必须是大写字母
    2. 执行从上到下顺序执行
    3. # 表示注释
    4. 每一个指令都会创建提交一个新的镜像层,并提交
  • DockerFile指令

    • FROM:指定基础镜像。

    示例:FROM ubuntu:latest

    • MAINTAINER:指定维护者信息。

    示例:MAINTAINER dj

    • RUN:在镜像中执行命令。

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

    • COPY:将文件从构建上下文复制到镜像中。

    示例:COPY app.py /app/

    • ADD:类似于 COPY 命令,但还支持远程URL和解压缩文件。

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

    • WORKDIR:设置工作目录。

    示例:WORKDIR /app

    • EXPOSE:声明容器在运行时监听的端口。

    示例:EXPOSE 8080

    • ENV:设置环境变量。

    示例:ENV MY_ENV_VAR=value

    • CMD:指定容器启动后要执行的命令。只有最后一个会生效,可被替代。

    示例:CMD ["python", "app.py"]

    • ENTRYPOINT:将容器作为可执行程序运行,忽略 CMD 指令。

    示例:ENTRYPOINT ["python","app.py"]

    • VOLUME:声明容器中的挂载点。

    示例:VOLUME /data

  • 实战:构建自己的centos

    1. 编写dockerfile文件
      vim dockerfile2

      FROM centosMAINTAINER djENV MYPATH=/usr/localWORKDIR $MYPATHRUN yum -y install vimRUN yum -y install net-toolsEXPOSE 80CMD echo $MYPATHCMD echo "----end----"CMD /bin/bash
    2. 构建镜像
      docker build -f dockerfile2 -t test/mycentos .

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

    4. 查看镜像是如何制作的
      docker history

  • CMD和ENTRYPOINT的区别

    CMD命令:

    vim dockerfile3

    FROM centosCMD ["ls","-a"]

    docker build -f dockerfile3 -t test/dockerfile3 .
    docker run -it test/dockerfile3 正常运行得到:

    docker run -it test/dockerfile3 -l 后面加一个-l参数,报错:

    docker run -it test/dockerfile3 ls -al,正常运行

    ENTRYPOINT命令(追加命令):

    vim dockerfile4

    FROM centosENTRYPOINT ["ls","-a"]

    docker build -f dockerfile4 -t test/dockerfile4 .
    docker run -it test/dockerfile4 正常运行得到:

    docker run -it test/dockerfile4 -l ,正常运行:

  • 实战:部署tomcat
    bilibili视频 – 部署tomcat

  • 发布自己的镜像到dockerhub

    1. dockerhub注册账号
    2. 使用命令登录账号
      docker login -u -p
    3. 提交镜像
      docker tag : 指定某个镜像id,复制一个名为:的新镜像
      docker push 或者:

docker全流程

Docker网络原理

  • 理解docker0

    docker0相当于网关。

问题:docker是如何处理容器网络访问的?

  • 解决上述问题

    1. 运行一个tomcat容器
      docker run -d -P --name tomcat01 tomcat

    2. 查看容器内部网络地址
      docker exec -it tomcat01 ip addr

    3. 尝试ping容器
      ping 172.17.0.2 可以ping通

    4. 再开启一个tomcat容器
      docker run -d -P --name tomcat02 tomcat

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

    6. 运行ip addr,此时多了两对网卡

    每启动一个docker容器,dockers就回给dockers容器分配一个ip,我们只要安装了docker,就会有一个网卡docker0(桥接模式),使用的技术是veth-pair技术。

    veth-pair:是一对虚拟设备接口,成对出现,一端连接协议,一段彼此相连。例如主机如果想和容器通信,那么主机和容器就会彼此相连,然后再连接协议。

    桥接模式:在bridged模式下,VMWare虚拟出来的操作系统就像是局域网中的一台独立的主机,它可以访问网内任何一台机器。主机网卡和虚拟网卡的IP地址处于同一个网段,子网掩码、网关、DNS等参数都相同。这种方式简单,直接将虚拟网卡桥接到一个物理网卡上面,和linux下一个网卡 绑定两个不同地址类似,实际上是将网卡设置为混杂模式,从而达到侦听多个IP的能力。在此种模式下,虚拟机内部的网卡(例如linux下的eth0)直接连到了物理网卡所在的网络上,可以想象为虚拟机和host机处于对等的地位,在网络关系上是平等的,没有谁在谁后面的问题。
    NAT模式:相当于宿主机再构建一个局域网,虚拟机无法和本局域网中的其他真实主机进行通讯。只需要宿主机器能访问互联网,那么虚拟机就能上网,不需要再去配置IP地址,子网掩码,网关。虚拟机和主机能够互相ping通。

  • 容器互联 link

    1. 新建一个容器tomcat03来link tomcat02
      docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
    2. 测试用容器名,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,发现tomcat03的路由中存放着tomcat02的ip映射

      docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts,查看路由,发现tomcat02的路由中没有tomcat03的ip映射
  • 自定义网络

    1. 查看网卡
      docker network ls

      bridge:桥接模式(自定义网络)
      host:和宿主机共享网络
      none:不配置网络
      container:容器网络连通
    1. 自定义网络
      (1)docker run -d -P --name tomcat01 tomcat 等价于 docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat,默认运行容器使用桥接模式
      (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,运行一个自己网络下的容器
      (6)自定义网络无需使用link也可以使用容器名进行ping通

问题:不同网段的容器如何互联?

  • 容器连通


    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,反过来也可以ping通
    docker network inspect tomcat01,观察网卡信息,发现tomcat01被写入

    docker exec -it tomcat01 ip addr,查看tomcat01网卡信息,发现多了一个IP地址

docker compose

  • docker compose 介绍

    之前docker只能每个容器单个操作build,run等命令,现在可以使用docker compose批量处理,轻松高效的管理容器。

    • 三步骤:

      1. Dockerfile保证项目在任何地方运行
      2. 定义服务,编写docker-compose.yml文件
      3. 启动项目,docker-compose up
      • 问题:如果要部署一个web服务,我们要使用到redis、mysql、nginx…多个容器,一个一个去build,run非常麻烦
      • 解决:docker compose
    • compose中重要概念:

      • 服务services:容器,应用。(web,redis,mysql…)
      • 项目project:一组关联的容器。例如:博客
  • docker compose 安装

    • 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,修改权限
    • docker-compose --version,查看是否安装成功
  • docker compose 使用

    官方简单使用

    正常步骤:

    1. 准备好所有需要的依赖文件
    2. 写好DockerFile来构建web应用镜像
    3. 仓库拉取redis镜像
    4. run,构造两个容器
    5. 对两个容器做互通

    docker-compose:

    1. 准备好所有需要的依赖文件
    2. 写好DockerFile来构建web应用镜像
    3. 写docker-compose.yml文件
    4. 一键部署docker-compose up
    • 命令:

      • docker-compose up 启动
      • docker-compose downctrl+c 停止
  • docker-compose.yml文件编写

    共三层:版本、服务、其他配置
    官方文档

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

docker swarm