云原生技术架构分析+实战

1 云平台推荐与基础操作

①云平台推荐

  • 国内：阿里云（ECS）、华为云、腾讯云、青云、百度云等
  • 国外：亚马逊AWS、微软Azure等

②公有云、私有云区别

  • 公有云：第三方云服务厂商提供和运营，使用成本更低，无需维护，无限制的缩放性，高可靠性（N个9，全年故障时间）
  • 私有云：自己搭建平台（服务器，机房等）；控制力更强，数据保密性更高

③基础概念

  • 云服务器作为应用的最终载体
  • VPC为所有云服务器提供网络隔离（类比局域网）
  • 所有云服务器都是绑定某个私有网络
  • 安全组控制每个服务器的防火墙规则
  • 公网IP使用云服务器上的资源可被大众访问
  • 可以通过端口转发的方式访问到具体服务

④实战

  1. 自己做实验的话，如果是不用下载太多软件尽量选择按量付费
  2. 对于多个服务器，可以使用VPC，让多个云服务器之间通过私有ip访问，避免带宽浪费和网速的限制

2 Docker基础

2.1 Docker概念

docker解决的问题：
①统一标准

  • 应用构建
    • 不论是什么语言编写的，不论是什么版本，都打包为了一个镜像；类似于windows上的exe文件，不管什么语言，双击就能运行
  • 应用分享
    • 所有软件的镜像都放到了一个指定的地方 ：docker hub，类似于手机上的应用市场
  • 应用运行
    • 所有镜像都能直接通过docker run命令一键运行，类似于windows上的exe文件

②资源隔离

  • cpu、内存资源隔离与限制
  • 访问设备隔离与限制
  • 网络设备隔离与限制
  • 用户、用户组隔离与限制
    …
    比如，黑客攻击了某个容器，拿到了容器的root权限，但是因为我们容器和宿主机是隔离的，因此黑客无法影响其他容器或者攻击我们宿主机

③docker架构及基础名词概念

  • Docker_Host：安装Docker的主机
  • Docker Daemon：运行在Docker主机上的Docker后台进程
  • Client：操作Docker主机的客户端（命令行、UI等）
  • Registry：镜像仓库（如：Docker hub）
  • Images：镜像，带环境打包好的程序，可以直接启动运行
  • Containers：容器，由镜像启动起来正在运行中的程序

交互逻辑：

安装好Docker，去镜像仓库（类似于软件市场）寻找镜像，下载并运行，查看容器状态日志等排错

2.2 Docker安装(centos为例)

官方参考文档：https://docs.docker.com/engine/install/centos/

docker安装方式：

  • 包管理器
  • 脚本安装（二进制安装），生产环境上不推荐使用，会遇到安全和升级等问题
  • 安装bundle

此处采用包管理器安装方式

1. 移除以前docker相关包
sudo yum remove docker \docker-client \docker-client-latest \docker-common \docker-latest \docker-latest-logrotate \docker-logrotate \docker-engine//或者直接运行//sudo yum remove docker *
2. 配置yum源
sudo yum install -y yum-utilssudo yum-config-manager \--add-repo \http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
3. 安装docker
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io#以下是在安装k8s的时候使用yum install -y docker-ce-20.10.7 docker-ce-cli-20.10.7containerd.io-1.4.6
4. 配置docker开机自启

配置docker开机自启，同时现在启动

systemctl enable docker --now
5. 配置加速（云服务器）

在自己购买云服务器的厂商上，找到自己服务器对应的镜像加速

  • 这里额外添加了docker的生产环境核心配置cgroup
sudo mkdir -p /etc/dockersudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'{"registry-mirrors": ["https://82m9ar63.mirror.aliyuncs.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": {"max-size": "100m"},"storage-driver": "overlay2"}EOFsudo systemctl daemon-reloadsudo systemctl restart docker

例如：

以阿里云为例，进入阿里云官网：https://www.aliyun.com/

  • 注册登录好自己的账号
  • 搜索容器镜像服务（需要购买，不过个人可以试用）
  • 然后点击容器镜像服务下的镜像工具，找到镜像加速器，根据自己对应的操作系统，找到下方对应的操作文档按要求操作即可

2.3 Docker命令实战

①获取镜像

一般我们获取镜像都是从dockerhub仓库上找。
地址：https://hub.docker.com/

  • 如果公司有私服或者自己搭建了docker仓库的话，使用自己的也可以
docker pull nginx#下载最新版镜像名:版本名（标签）docker pull nginx:1.20.1docker pull redis#下载最新docker pull redis:6.2.4## 下载来的镜像都在本地docker images#查看所有镜像redis = redis:latestdocker rmi 镜像名:版本号/镜像id

案例具体操作：拉取一个V1.20.1版本的nginx

# 1. 拉取镜像docker pull nginx:1.20.1# 2. 查看本地镜像docker images

②启动容器

案例：启动nginx容器，并映射到88端口，测试访问

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]【docker run设置项 镜像名】 镜像启动运行的命令（镜像里面默认有的，一般不会写）# -d：后台运行# --restart=always: 开机自启docker run --name=mynginx -d--restart=always -p88:80 nginx# 查看正在运行的容器docker ps# 查看所有docker ps -a# 删除停止的容器docker rm容器id/名字docker rm -f mynginx #强制删除正在运行中的#停止容器docker stop 容器id/名字#再次启动docker start 容器id/名字#应用开机自启docker update 容器id/名字 --restart=always

案例具体操作：

# -d后台启动# --restart=always 开机自启# -p 88:80 将宿主机的88端口映射到nginx容器的80端口# --name=mynginx 指定启动之后的容器名为mynginx# nginx:1.20.1 启动版本号为1.20.1的nginxdocker run -d --restart=always -p 88:80 --name=mynginx nginx:1.20.1

停止容器

# 停止容器[只要能唯一标识即可，可以不用输入全部id]docker stop bcb

③修改容器内容

案例：修改nginx默认的index.html页面

1. 进入容器内部修改
# 进入容器内部修改[有些可能不是bash是sh，需灵活变化]# -it 表示进入交互页面#nginx容器可以当做一个小型的linux，然后里面运行了nginxdocker exec -it 容器id /bin/bash

案例：修改nginx的默认首页

  1. docker ps，查看正在运行的nginx镜像，获取容器id
  2. docker exec -it bcb /bin/bash，进入nginx交互页面
  3. 进入nginx的首页
    cd /usr/share/nginx/html
    修改首页内容：
    echo "this is ziyi's pages, elcomclear > index.html
  4. 查看结果：你的ip+映射端口（宿主机的）
  5. exit退出容器交互页面
2. 挂载数据到外部修改
docker run --name=mynginx \-d--restart=always \-p88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro\nginx# 修改页面只需要去 主机的 /data/html# -v 挂载/*/data/html:/usr/share/nginx/html:ro将容器中的/usr/share/nginx/html挂载到宿主机的/data/html目录，ro表示read only只读nginx代表nginx:latest镜像名*/

指定nginx版本:

docker run -d -p 88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html --restart=always --name=mynginx nginx:1.20.1

④提交改变【数据迁移】

我们修改了容器中的内容之后，想要打包交给其他电脑去运行，此时就需要将我们修改好之后的镜像进行提交

  1. 提交修改
# docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]# -a "ziyi" 指明是谁修改的# -m "首页变化" 指明做了什么# 341d81f7504f guignginx:v1.0 指明哪个容器的修改了以及新容器的版本号docker commit -a "ziyi"-m "首页变化" 341d81f7504f guignginx:v1.0


2. 压缩镜像并传输

# 将镜像保存成压缩包docker save -o abc.tar nginx:v1.0# 可以通过scp命令远程传输到指定服务器的指定文件夹下# 别的机器加载这个镜像docker load -i abc.tar# 离线安装

⑤推送到远程仓库

一般我们可以将镜像推送到docker hub，或者自己搭建平台

  • docker hub地址：https://hub.docker.com/
  1. 首先，注册登录自己的docker hub，然后创建一个自己的仓库
  2. 打包镜像并推送到docker hub
# 登录docker hub，输入命令然后输入自己用户名与密码docker login

# 打包本地镜像# 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字docker tag nginx:v1.0 ziyigun/nginx:v1.0

效果：

使用命令：

# 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字docker tag guignginx:v1.0 leifengyang/guignginx:v1.0# 登录到docker hubdocker login docker logout（推送完成镜像后退出）# 推送docker push leifengyang/guignginx:v1.0# 别的机器下载docker pull leifengyang/guignginx:v1.0
⑥其他命令（docker cp）
docker logs 容器名/id 排错docker exec -it 容器id /bin/bash# docker 经常修改nginx配置文件docker run -d -p 80:80 \-v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro \-v /data/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \--name mynginx-02 \nginx#把容器指定位置的东西复制出来 docker cp 5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf/data/conf/nginx.conf#把外面的内容复制到容器里面docker cp/data/conf/nginx.conf5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf

测试docker cp，复制命令：

2.4 进阶实战【部署自己的镜像】

2.4.1 部署镜像

例如：我们编写一个简单的统计访问量的java应用
通过Spring官网构建SpringBoot：https://start.spring.io/

  1. 编写代码
  2. 将应用打包成镜像

编写Dockerfile将自己的应用打包成镜像

# 基础环境，运行java需要jdkFROM openjdk:8-jdk-slim# 作者名LABEL maintainer=ziyi#将target目录下maven打包好的jar包复制为app.jarCOPY target/*.jar /app.jar# 运行jar包的脚本命令ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

以前（以java为例）：
● SpringBoot打包成可执行jar
● 把jar包上传给服务
● 服务器运行java -jar

现在：
●所有机器都安装Docker，任何应用都是镜像，所有机器都可以运行

  1. 运行镜像
# -t 是指标签名称docker build -t java-demo:v1.0 .
2.4.2 拓展【上传到dockerhub】

每个应用每次打包，都需要本地编译、再上传服务器、再进行docker构建，如果有1000个应用要打包镜像怎么办？有没有更好的方式？

  • 上传到dockerhub或其他镜像仓库
  1. 本地打上标签
docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0
  1. 上传镜像到dockerhub
# 登录docker hubdocker login#给旧镜像起名docker tag java-demo:v1.0leifengyang/java-demo:v1.0# 推送到docker hubdocker push leifengyang/java-demo:v1.0# 别的机器docker pull leifengyang/java-demo:v1.0# 别的机器运行docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0

其他：部署中间件

部署一个Redis+应用，尝试应用操作Redis产生数据

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]#redis使用自定义配置文件启动docker run -v /data/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \-v /data/redis/data:/data \-d --name myredis \-p 6379:6379 \redis:latestredis-server /etc/redis/redis.conf