Docker快速入门

Docker快速入门

• 一、初识Docker
• • 1.什么是Docker
  • 2.Docker和虚拟机的区别
  • 3.Docker架构
  • 4.安装Docker
  • • 4.1 CentOS安装Docker
    • • 4.1.1.卸载（可选）
      • 4.1.2.安装docker
      • 4.1.3.启动docker
      • 4.1.4.配置镜像加速
• 二、Docker的基本操作
• • 1.镜像操作
  • • 镜像操作命令：
  • 2.容器操作
  • 3.数据卷（容器数据管理）
• 三、Dockerfile自定义镜像
• • 1.镜像构建
  • 2.Dockerfile语法
• 四、Docker-Compose
• • 1.初识DockerCompose
  • 2.CentOS7安装DockerCompose
  • • 2.1.下载
    • 2.2.修改文件权限
    • 2.3.Base自动补全命令：
  • 3.部署微服务集群
• 五、Docker镜像服务
• • 1.简化版镜像仓库
  • 2.带有图形化界面版本
  • 3.配置Docker信任地址
  • 4.在私有镜像仓库推送或拉取镜像

Docker学习地址

一、初识Docker 1.什么是Docker

项目部署的问题

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

• 依赖关系复杂，容易出现兼容问题
• 开发、测试、生产环境有差异
  
  Docker如何解决依赖的兼容问题？
• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰
  

不同环境的操作系统不同，Docker如何解决？先来了解下操作系统结构

内核与硬件交互，提供操作硬件的指令

系统应用封装内核指令为函数，便于程序员调用用户程序基于系统函数库实现功能

Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，只是系统应用不同，提供的函数库有差异

Docker如何解决不同系统环境的问题？

• Docker将用户程序与所需要调用的系统（比如Ubuntu）函数库一起打包
• Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的Linux内核来运行
  

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？

• Docker镜像中包含完整的运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

总结：
Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术：

1. 可以将程序及依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意的Linux操作系统
2. 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
3. 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

2.Docker和虚拟机的区别

虚拟机（Virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在windows系统里运行Ubuntu系统， 这样就可以运行任意的Ubuntu的应用了。

总结：Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程，虚拟机是在操作系统中的操作系统
• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

3.Docker架构

镜像和容器

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。

Docker和DockerHub

• DockerHub：DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
• 国内也有类似于DockerHub的公开服务，比如网易云镜像服务、阿里云镜像库等。
  

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端（server）：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
• 客户端（client）：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令，可以在本地或远程向服务端发送指令。
  

总结：

镜像：

• 将应用程序及依赖、环境、配置打包在一起

容器：

• 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

• 服务端：接受命令或远程请求，操作镜像或容器
• 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端
  DockerHub：
• 一个镜像托管的服务器，类似的阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

4.安装Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中有数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker

CentOS7安装Docker
版本介绍：Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。

官方网站上有各种环境下的 安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

4.1 CentOS安装Docker

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

4.1.1.卸载（可选）

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：
（ 代表命令的拼接，也就是说这个命令太长了一行写不下，代表命令没结束往下接着读）

yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-logrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-selinux 
                  docker-engine-selinux 
                  docker-engine 
                  docker-ce

4.1.2.安装docker

首先需要大家虚拟机联网，安装yum工具

yum install -y yum-utils 
           device-mapper-persistent-data 
           lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源：

# 设置docker镜像源
yum-config-manager 
    --add-repo 
    https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

然后输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

4.1.3.启动docker

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！

启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

# 关闭
systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动docker：

systemctl start docker  # 启动docker服务

systemctl stop docker  # 停止docker服务

systemctl restart docker  # 重启docker服务

然后输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

如图：

4.1.4.配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：地址

二、Docker的基本操作 1.镜像操作

• 镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]
• 在没有指定tag时，默认就是latest，代表最新版本镜像
  

镜像操作命令：

案例：从DockerHub中拉取一个nginx的镜像并查看

1. 首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如官网
   
2. 根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令docker pull nginx
   
3. 通过命令：docker images查看拉取到的镜像
   

案例：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

1. 步骤一：利用docker xx --help命令查看docker save的语法
   

2. 步骤二：删除本地镜像 docker rmi nginx:latest（镜像名称）
   

3. 步骤三：利用docker xx --help命令查看docker load的语法
   

总结：

• docker images 查看
• docker rmi 删除
• docker pull 拉取一个镜像
• docker push
• docker save 保存一个镜像为tar文件
• docker load 读取一个tar文件变成镜像

去DockerHub搜索并拉取一个Redis镜像

1. 去DockerHub搜索Redis镜像
   

2. 利用docker pull命令拉取镜像
   

3. 利用docker save命令将redis:latest打包为一个redis.tar包
   

4. 利用docker rmi删除本地的redis:latest
   

5. 利用docker load重新加载 redis.tar文件
   

6. 查看Redis镜像的名称和版本
   

2.容器操作

容器相关命令

案例：创建运行一个Nginx容器
步骤：去docker hub查看Nginx的容器运行命令

docker run --name containerName  -p 80:80 -d nginx

命令解读：

• docker run：创建并运行一个容器
• – name：给容器起的一个名字，比如叫做mn
• -p：将宿主主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主主机端口，右侧是容器端口
• -d：后台运行容器
• nginx：是镜像的名称，没有写标签tag就是最新版本的意思
  
  docker run --name mnginx -p 80:80 -d nginx
  
  – name：指定容器名称
  -p：指定端口映射
  -d：让容器后台运行

3. 访问
   

4. 查看容器日志的命令：

docker logs mnginx

添加参数-f可以持续查看日志

5. 查看容器状态

docker ps

案例：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“传智教育欢迎您”

1. 步骤一：进入容器，进入我们刚才创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mnginx bash

命令解读：

• docker exec：进入容器的内部，执行一个命令
• -it：给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们的容器交互
• mnginx：要进入的容器名称
• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个Linux终端交互命令

2. 步骤二：进入nginx的HTML所在目录/usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html/

3. 步骤三：修改index.html的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#Nginx欢迎你#g' index.html
sed -i 's###g' index.html

查看容器状态：

• docker ps
• 添加-a参数查看所有状态的容器

删除容器：

• docker rm
• 不能删除运行中的容器，除非添加-f参数

进入容器：

• 命令是docker exec -it[容器名][要执行的命令]
• exec命令是可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

练习：创建并运行一个redis容器，并且支持数据库持久化

1. 步骤一：到DockerHub搜索Redis镜像
   docker pull redis
   

2. 步骤二：查看Redis镜像文档中的帮助信息
   

3. 步骤三：利用docker run命令运行一个Redis容器

docker run --name mredis -p 6379:6379  -d redis redis-server  --save 60 1 --loglevel warning

4. 步骤四：利用docker exec -it[容器名][要执行的命令]进入容器内部

docker exec -it mredis bash		# 进入容器内部

[root@Aug ~]# docker exec -it mredis bash
root@2387fc444a62:/data# redis-cli		# 启动redis客户端
127.0.0.1:6379> keys *					# 查看数据
(empty array)
127.0.0.1:6379> set num 666				# 添加键值对 num 666
OK
127.0.0.1:6379>  get num				# 获取键num 对应的值
"666"
127.0.0.1:6379> 

3.数据卷（容器数据管理）

容器与数据耦合的问题

数据卷（volume） 是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

操作数据卷

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume[COMMAND]

docker volume命令是数据库操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

• create 创建一个volume
• inspect 显示一个或多个volume的信息
• ls 列出所有的volume
• prune 删除未使用的volume
• rm 删除一个或多个指定的volume

案例：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主主机的目录位置
① 创建数据卷

docker volume create html

② 查看所有数据

docker volume ls

③查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

总结：

①数据卷的作用:

• 将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

②数据卷的操作：

• docker volume create # 创建
• docker volume ls # 查看所有
• docker volume inspect # 查看详情
• docker volume rm # 删除一个
• docker volume prune # 删除未使用的

挂载数据卷

我们在创建容器，可以通过-V参数来挂载一个数据卷到某个容器目录

# 举例说明
docker run 	# 就是创建并运行容器
-- name mn  # 就是给容器起个名字叫mn
-v html:/root/html  # 把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
-p 8080:80 		# 把宿主主机的8080端口映射到容器内的80端口
nginx			# 镜像的名称

创建一个nginx容器，修改容器内的html目录的index.html内容

需求说明：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在的位置/usr/share/nginx/html，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。
提示：运行容器的时候使用-v参数挂载数据卷

步骤：
①创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name mnginx -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

②进入html数据卷所在的位置，并修改HTML内容

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vim index.html

数据卷挂载的方式：

• -v volumeName:/targetContainerPath
• 如果容器运行时volume不存在，会自动被创建出来

案例：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器
提示：目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

• -v[宿主机目录]:[容器内目录]
• -v[宿主机文件]:[容器内文件]
  实现思路如下：

1. 在将课前资料中的mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像
2. 创建目录/tmp/mysql/data
3. 创建目录/tmp/mysql/conf，将hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf
4. 去DockerHub查阅资料，并运行MySQL容器，要求
   ①挂载/tmp/mysql/data到MySQL容器内数据存储目录
   ②挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件
   ③设置MySQL密码

docker run --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root  -p 3306:3306 -v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf  -v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql    -d  mysql:5.7.25

总结：

• docker run的命令中通过-v参数挂载文件或目录到容器中：
  1. -v volume名称:容器内目录
  2. -v 宿主机文件:容器内文件
  3. -v 宿主机目录:容器内目录
• 数据卷挂载与目录直接挂载的区别
  1. 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
  2. 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

三、Dockerfile自定义镜像 1.镜像构建

镜像结构：

• 镜像是将应用程序以及需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。
  

镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

• BaseImage层：包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统
• Entrypoint:入口，是镜像中应用启动的命令
• 其他:在BaseImage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的安装和配置

2.Dockerfile语法

什么是Dockerfile

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个指令（Instruction），用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

指令	说明	示例
FROM	指定基础镜像	FROM centos:6
ENV	设置环境变量，可在后面指令使用	ENV key value
COPY	拷贝本地文件到镜像的指定目录	COPY ./mysql-5.7.rpm /tmp
RUN	执行Linux的shell命令，一般是安装过程的命令	Run yum install gcc
EXPOSE	指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看到	EXPOSE 8080
ENTRYPOINT	镜像中应用的启动命令，容器运行时调用	ENTRYPOINT java -jar xx.jar

运行命令：

docker build -t 名称:tag

总结：

1. Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
2. Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
3. 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

四、Docker-Compose 1.初识DockerCompose

• DockerCompose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！
• Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

2.CentOS7安装DockerCompose 2.1.下载

Linux下需要通过命令下载：

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

2.2.修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

2.3.Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

3.部署微服务集群

案例：将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署
实现思路如下：
①编写docker-compose文件
②修改自己的cloud-demo项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名
③使用maven打包工具，将项目中的每个微服务服务都打包为app.jar
④将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应的子目录中
⑤将cloud-demo上传至虚拟机，利用docer-compose up -d 来部署

五、Docker镜像服务

常见的镜像仓库服务：
镜像仓库（Docker Registry）有公共的和私有的两种形式：

• 公共仓库：例如Docker官方的Docker Hub，国内也有一些云服务商提供的类似于Docker Hub的公开服务，比如 网易云镜像服务，DaoCloud镜像服务、阿里云镜像服务等。
• 除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有DockerRegistry。企业自己的镜像最好是采用私有DockerRegistry来实现。

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

1.简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

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

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

2.带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=私有仓库
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

3.配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
	vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.81.128/:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

4.在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：
①重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.81.128:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.81.128:8080/nginx:1.0

②推送镜像

docker push 192.168.81.128:8080/nginx:1.0

③拉取镜像

docker pull 192.168.81.128:8080/nginx:1.0

总结：

1. 推送本地镜像到仓库都必须重命名（docker tag）镜像，以镜像仓库地址为前缀
2. 镜像仓库推送前需要把仓库地址配置到docker服务的daemon.json文件中，被docker信任
3. 推送使用docker push 命令
4. 拉取使用docker pull命令