虛擬化容器技術：Docker

虛擬化容器技術：Docker

一、簡介

二、安裝Docker

在ubuntu下安裝docker非常簡單，只需要一條命令即可

sudo apt update
sudo apt install -y docker.io

apt安裝的已經自動設置爲開機自啓

在centos7中使用可以使用以下命令

sudo yum update                 
sudo yum install –y docker
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker

由於在linux下我們一般不是使用root賬號登錄，運行docker會有權限問題，需要對當前用戶賦予docker的權限

sudo groupadd docker             #創建docker用戶組
sudo gpasswd -a $USER docker     #將當前用戶加入docker用戶組
newgrp docker                    #更新用戶組權限
sudo service docker restart      #重啓docker服務 使用 sudo systemctl restart docker 亦可
docker ps                        #測試用戶是否可以使用

國內使用docker鏡像下載資源會非常慢，需要使用阿里雲的鏡像源。首先打開阿里雲鏡像加速器 https://cr.console.aliyun.com/cn-qingdao/instances/mirrors ，獲取自己的加速器地址，然後按照上面提示修改 /etc/docker/daemon.json文件。

{
  "registry-mirrors": ["https://xxxx.mirror.aliyuncs.com"] 
   #這裏替換成自己的加速器地址，因爲這也是一個私服地址，每個人都是不同的
}

配置完成後記得重啓一下docker

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

三、Docker的基本使用

在docker中，有三個核心的概念：鏡像（Image）、容器（Container）和倉庫（Repository）。這三個部分組成了docker的整個生命週期。如下圖顯示，容器由鏡像實例化而來（docker run），鏡像可以提交到倉庫保存（docker push），倉庫提供鏡像給docker拉取（docker pull），運行的容器可以提交爲鏡像。

3.1 鏡像

Docker鏡像（Image）是一個文件系統，包含了我們運行程序所需的代碼、依賴、環境配置、系統內核等。

玩過VMware的應該都知道，我們在安裝虛擬機之前需要準備一個系統鏡像iso文件，docker中的鏡像也類似於虛擬機中的鏡像文件，是容器實例的“模版”。

3.1.1 搜索倉庫中的鏡像

例如要搜索Tomcat，輸入以下命令，就可以得到相關結果

docker search tomcat

不過在命令行中搜索鏡像使用起來不是很方便，我建議還是使用docker官方倉庫網站https://hub.docker.com/來搜索。

3.1.2 查看本地所有鏡像

docker images

3.2 容器

Docker容器（Container）是由鏡像實例化出來的一個“子系統”，包括了root用戶權限、進程空間、用戶空間和網絡空間，它類似於一個沙盤，容器之間互相隔離，互不影響。

容器的生命週期包括創建、啓動、暫停、停止、重啓、刪除。需要注意的是，容器一旦被刪除，裏面的數據也會隨之消失。如果要保存其中數據，可以通過容器數據卷或者提交容器成爲鏡像來實現。生命週期如下圖所示：

3.2.1 創建容器

創建一個狀態爲“創建”的容器，但並沒有被啓動。

docker create --name my-redis -p 6379:6379 redis:3.2

語法格式爲 docker create [可選參數] 鏡像名稱:鏡像tag 其中鏡像tag可以省略，如果省略，則使用默認的latest

–name 指定這個容器的名稱

-p 指定端口映射，用於在外部訪問容器 格式爲： 主機端口:容器內端口

3.2.2 查看容器

可以看到一個status爲Created名字爲my-redis的容器，這裏就不展示了，自己去實踐一下。

docker ps -a

輸入docker ps --help查看docker ps命令的可用參數

-a 顯示所有容器（包括剛創建、已經停止的等），不帶此參數只顯示運行中的

-q 只返回容器id，可用於對容器操作場景

3.2.3 啓動容器

剛剛創建一個“創建”狀態的容器，並沒有啓動，現在我們來啓動它，然後再docker ps查看my-redis的status已經變成up。

docker start my-redis #通過容器名稱或者容器ID啓動容器

3.2.4 創建並啓動容器

最開始學docker時候就接觸的這條命令，也是最常用的命令之一

 docker run -d --name mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7

-d 後臺運行
-e 指定容器的環境變量，這裏的mysql鏡像通過這個環境變量設置root的密碼，具體看鏡像介紹

-v 掛載容器數據卷，將容器內數據保存到宿主機，例：-v /data:/data 宿主機路徑:容器內路徑

–add-host 給容器添加host

-it 交互方式進入

3.2.5 停止容器

docker stop my-redis #對容器的操作都可以通過名字或者ID

3.2.6 重啓容器

docker restart my-redis

3.2.7 刪除容器

docker rm my-redis

3.2.8 顯示容器內正在運行的進程

docker top mysql

3.3 倉庫

Docker倉庫（Repository）是集中存放鏡像文件的地方，倉庫中可以保存不同的鏡像，不同版本的同種鏡像。目前，最大的公開倉庫就是docker官方倉庫https://hub.docker.com/，可以在上面註冊賬號並推送自己的鏡像上去。如果用戶不希望自己的鏡像公開分享，可以在本地創建私有註冊服務器來創建一個本地倉庫。此外，阿里雲也提供了個人的私服，就是上面提到的那個阿里雲加速器，具體參照阿里雲加速器文檔。

3.3.1 創建本地私服

docker run -d -v /data/docker-registry:/var/lib/registry -p 5000:5000 --restart=always --name registry registry:2

-d表示後臺運行
-v掛載容器數據卷，作數據持久化
-p開放端口映射，可以在宿主機訪問
–restart=always設置docker啓動時候就啓動這個容器，即開機自啓

在多機公用一個私服的時候，建議添加一個host來配置私服

修改/etc/hosts文件 添加一行

192.168.149.133 docker-registry #此處ip修改爲自己的局域網ip

在所有使用這個私服的機子中，修改/etc/docker/daemon.json文件，添加私服地址

"insecure-registries":["docker-registry:5000"]

3.3.2 推送到倉庫

創建一個鏡像並推送到私服中，這裏使用busybox做演示，並未真正“創建”一個新的鏡像，只是修改Tag

docker pull busybox
docker tag busybox:latest docker-registry:5000/zhanjixun/my-busybox:1.0
docker push docker-registry:5000/zhanjixun/my-busybox:1.0

語法格式：docker push 鏡像ID/鏡像名稱 私服名稱:私服端口/用戶名/推入鏡像名稱:鏡像版本標籤
如果是推送到docker hub官方倉庫，則可以省略 私服名稱:私服端口

四、進一步使用

容器通常都是運行一些中間件或者我們的代碼項目的，前面介紹瞭如何運行啓動容器。那麼，一旦容器運行起來，我們如何控制和管理容器呢？比如如何查看容器運行日誌，如何在容器內執行命令。下面介紹

4.1 查看容器日誌

這裏查看的只是容器內控制檯的輸出內容，如果一些日誌是打印在文件裏面的，還需要去文件內查看。

docker logs -ft --tail=1000 容器名稱/容器ID

-f 表示跟蹤日誌輸出
-t 顯示時間戳
–tail 末尾n行

4.2 在容器內執行命令

容器相當於一個“子系統”，那麼如果想要在其中運行命令行該如何操作呢，請看以下代碼

docker exec my-redis date
docker exec mysql ls /
docker exec -it my-redis /bin/bash

exec指令是在容器內執行命令的用法 格式 docker exec 容器名稱/容器ID 執行的命令
-it 表示以交互方式進入容器 /bin/bash是shell解析器 有些容器的解析器是/bin/sh
進入容器後終端的命令行就變成了容器的終端了，輸入命令即可操作容器，輸入exit退出交互

4.3 安裝可視化界面Portainer

容器在docker中運行，經常需要對其管理，總是面對命令行終端顯得有點枯燥。爲了更好更方便的管理和使用docker，使用可視化的管理工具似乎更符合人的習慣。下面演示如何在docker中安裝portainer。

docker run -d --name portainer -p 9000:9000 --restart always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v /data/portainer:/data portainer/portainer:latest

/var/run/docker.sock掛載這個數據卷是因爲要在容器內部訪問docker
portainer的數據都存放在/data目錄下，容器數據卷我選擇掛載到/data/portainer下，做數據持久化

安裝完後，瀏覽器打開地址 http://localhost:9000 按照提示設置密碼，docker選擇Local的就行了。

在左邊菜單欄，看到Stacks、Containers、Images、Networks和Volumes，每個功能可以自己點一下，玩幾下就熟悉了。

五、使用Dockerfile自定義鏡像

六、Docker三劍客之一：Docker Compose

在前面的介紹中，對容器的操作都是單個的，但是在現實的項目中，尤其是分佈式或微服務的項目，我們通常都是要啓動很多個容器的，如果每一個容器都要手動啓動停止，那管理效率之低，維護成本之高可想而知了。

在這種情況下，使用Docker Compose可以輕鬆、高效的管理容器，它是基於docker api開發的用來定義一組容器(服務)的應用工具。

Docker Compose並不是docker官方提供的工具，但是也是一個優秀的工具，它使用python開發，要享受Docker Compose帶來的便利，需要額外安裝它。

6.1 安裝Docker Compose

sudo apt install docker-compose

6.2 Docker Compose語法

在Docker Compose中，使用docker-compose.yml文件定義一組服務。先看一個例子

version: "3"
services:
  db-mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456

6.3 使用Docker Compose部署Dubbo分佈式項目

七、Docker三劍客之一：Docker Swarm

Docker Swarm是一個Docker的編排工具，前面介紹的Docker Compose是用來編排容器的，這裏Docker Swarm用來管理Docker集羣，其主要的作用就是把若干臺Docker主機抽象成一個整體，通過統一的管理調配Docker主機上的Docker資源。參考官網：https://docs.docker.com/engine/swarm/

7.1 Docker Swarm集羣搭建

Docker Swarm通過Docker API把各個Docker主機連接起來，被連接的某個主機成爲節點。按節點角色分，可分爲管理節點（manger）和工作節點（worker）。下面通過2臺ubuntu Docker環境演示如何搭建集羣，基本信息如下：

ubuntu-manger 192.168.197.128

ubuntu-worker 192.168.197.131

首先需要設置各個節點的主機名稱，並確定ip地址

hostnamectl set-hostname ubuntu-manger #在管理節點運行
hostnamectl set-hostname ubuntu-worker #在工作節點運行
hostnamectl                            #查看主機名稱

7.1.1 初始化管理節點

docker swarm init

Swarm initialized: current node (s750sab8tte49cksp16pk5ptr) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

docker swarm join --token SWMTKN-1-41x7s99e8ojwizkqrqpjq1l314aba59zk3ye1lliquyfurizc9-9ipi8elm1nklpi6j70ut0o51m 192.168.197.128:2377

To add a manager to this swarm, run ‘docker swarm join-token manager’ and follow the instructions.

按照上面提示，將中間的命令複製到工作節點執行則可加入集羣。如果不小心忘記了加入集羣的命令可以通過以下命令查看。

docker swarm join-token worker   #查看以工作節點角色加入的命令
docker swarm join-token manager  #查看以管理節點角色加入的命令

7.1.2 查看集羣所有節點

docker node ls

ID	HOSTNAME	STATUS	AVAILABILITY	MANAGER STATUS	ENGINE VERSION
s750sab8tte49cksp16pk5ptr *	ubuntu-manger	Ready	Active	Leader	18.09.7
9vlcp6tk40kjwdn2zw9xsmj4h	ubuntu-worker	Ready	Active		18.09.7

7.1.3 在集羣中運行服務

7.1.4 集羣下安裝可視化界面Portainer

docker service create \
--replicas 1 \
--name portainer \
--publish 9000:9000 \
--constraint 'node.role == manager' \
--mount type=bind,src=/var/run/docker.sock,dst=/var/run/docker.sock \
--mount type=bind,src=/data/portainer,dst=/data \
portainer/portainer:latest

–replicas 表示運行的服務個數，可以動態修改進行縮擴容

–publish 9000:9000 端口映射，在swarm中部署的服務，在所有的節點機器上的端口都可以映射上，如訪問的節點不是具體運行的節點，會轉發到具體運行的節點

–mount 綁定數據卷

7.1.5 docker swarm中使用compose