docker:操作命令,容器和数据卷,应用部署,镜像原理,镜像制作,服务编排,私服搭建及使用,容器和虚拟机的比较 DOCKER 课堂笔记

一，DOCKER介绍

1.1 基本概念

• Docker 是一个开源的应用容器引擎 • 诞生于 2013 年初，基于 Go 语言实现， dotCloud 公司出品（后改名为Docker Inc） • Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上。 • 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离 • 容器性能开销极低。 • Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）

1.2 安装 Docker

Docker可以运行在MAC、 Windows、 CentOS、 UBUNTU等操作系统上，本课程基于CentOS 7 安装 Docker。官网： https://www.docker.com

使用别人的虚拟机环境：引入时有个选择 选择我己移动该虚拟机

1.2.1 网络安装

# 1、yum 包更新到最新 
yum update
# 2、安装需要的软件包， yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的 
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 3、 设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 4、 安装docker，出现输入的界面都按 y 
yum install -y docker-ce
# 5、 查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v

1.2.2 本地安装

安装Docker：

#手动下载docker安装包
sudo yum install -y docker-ce-selinux-17.03.2.ce-1.el7.centos.noarch.rpm
​
sudo yum install -y containerd.io-1.2.2-3.el7.x86_64.rpm
​
sudo yum install -y docker-ce-cli-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm
​
sudo yum install -y docker-ce-18.09.7-3.el7.x86_64.rpm

启动检查：

# 检查
docker -v 

1.3 DOCKER架构

• 镜像（Image）： Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包 含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。 • 容器（Container） ：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和对象一 样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。 • 仓库（Repository） ：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。

1.4 配置 Docker 镜像加速器

默认情况下，从docker hub（https://hub.docker.com/）上下载docker镜像，太慢。一般都会配置镜像加速器： • USTC：中科大镜像加速器（https://docker.mirrors.ustc.edu.cn） • 阿里云 • 网易云 • 腾讯云

# 修改镜像地址
vi /etc/docker/daemon.json
{ 
"registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"] 
}

重启docker

systemctl restart docker

二，DOCKER操作命令

2.1 基础命令

• 启动docker服务

#system control
systemctl start docker

• 停止docker服务

systemctl stop docker

• 重启docker服务

systemctl restart docker

• 查看docker服务状态

systemctl status docker

• 开机启动docker服务

systemctl enable docker
​
#禁止开机启动
systemctl disable docker

2.2 Docker 镜像相关命令

http://hub.docker.com

⚫ 查看镜像: 查看本地所有的镜像

docker images
docker images -q # 查看所用镜像的id

⚫ 搜索镜像:从网络中查找需要的镜像

docker search 镜像名称
​
docker search redis

http://hub.docker.com

⚫ 拉取镜像:从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称:版本号，如果版本号不指定则是最新的版本。 如果不知道镜像版本，可以去docker hub 搜索对应镜像查看。

docker pull 镜像名称
docker pull 镜像名称:版本号
docker pull centos:7

⚫ 删除镜像: 删除本地镜像

#rmi: remove image
docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像
docker rmi `docker images -q` # 删除所有本地镜像 

2.3 DOCKER容器相关命令

⚫ 查看容器

docker ps # 查看正在运行的容器
docker ps -a # 查看所有容器

⚫ 创建并启动容器

docker run 参数
参数说明：
• -i：保持容器运行。通常与 -t 同时使用。加入it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭。
• -t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用。
• -d：以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭。
• -it 创建的容器一般称为交互式容器， -id 创建的容器一般称为守护式容器
• --name：为创建的容器命名  

示例：

docker run -it --name=mycentos7 centos:7 /bin/bash
​
#docker run -it --name=myalpine alpine:3.12 /bin/sh

上面的以交互式的方式创建容器：会自动分配一个终端（直接进入容器），使用exit退出后容器关闭。

⚫ 进入容器

可以使用如下命令再次进入容器：

# 启动容器
docker start mycentos7
docker exec -it mycentos7 /bin/bash
​
#docker start myalpine
#docker exec -it myalpine /bin/sh
​
#此时再执行exit退出，不会关闭容器
exit

使用后台运行的方式来创建容器：不会直接进入容器，容器在后台运行

docker run -id --name=容器名  镜像名 
#docker run -id --name=myalpine2 alpine:3.12 /bin/sh
​
#进入容器
docker exec -it myalpine2 /bin/sh

⚫ 停止容器

docker stop 容器名称

⚫ 启动容器

docker start 容器名称

⚫ 删除容器：如果容器是运行状态则删除失败，需要停止容器才能删除

docker rm 容器名称
​
#删除所有容器
docker rm `docker ps -aq`

⚫ 查看容器信息

docker inspect 容器名称

三，DOCKER 容器的数据卷

3.1 基本概念

如果想要操作容器或者连接容器，必须通过容器的宿主机来操作容器。

1，如果容器删除：容器中的数据丢失了。可以通过数据卷来解决。

2，如果外部机器想和容器进行文件交互： 可以通过数据卷来解决。

3, 如果多个容器之间想进行文件共享：可以通过数据卷来进行解决。

数据卷 • 数据卷是宿主机中的一个目录或文件 • 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步 • 一个数据卷可以被多个容器同时挂载 • 一个容器也可以被挂载多个数据卷

数据卷作用 • 容器数据持久化 • 外部机器和容器间接通信 • 容器之间数据交换

简单来说：所谓数据卷就是宿主机和容器之间做的一个数据目录的绑定，以便于进行数据同步操作。

3.2 操作数据卷

创建启动容器时，使用 -v 参数 设置数据卷

docker run ... -v 宿主机目录(文件):容器内目录(文件) ...
​
#docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container alpine:3.12 /bin/sh

⚫ 注意事项：

1. 目录必须是绝对路径

2. 如果目录不存在，会自动创建

3. 可以挂载多个数据卷

示例：

docker run -it --name=mycentos777 -v /root/mydata1:/root/mydata1 -v /root/mydata2:/root/mydata2 centos:7 /bin/bash 
 

3.3 数据卷容器(了解)

多容器进行数据交换

1. 多个容器挂载同一个数据卷

2. 数据卷容器

配置数据卷容器

1. 创建启动c3数据卷容器，使用 -v 参数 设置数据卷

2. docker run -it --name=c3 -v /volume centos:7 /bin/bash
   #注：以上命令是一种简写的绑定方式，省略了左边也就是本地宿主机的目录（会自动分派）,/volume表示容器中的目录

   创建启动 c1 c2 容器，使用 --volumes-from 参数 设置数据卷

docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash  
 

数据卷小结

1. 数据卷概念 • 宿主机的一个目录或文件

2. 数据卷作用 • 容器数据持久化 • 客户端和容器数据交换 • 容器间数据交换

3. 数据卷容器 • 创建一个容器，挂载一个目录，让其他容器继承自该容器( --volume-from )。 • 通过简单方式实现数据卷配置

四，DOCKER的应用部署

4.1、部署MySQL

1. 搜索mysql镜像

docker search mysql

2. 拉取mysql镜像

docker pull mysql:5.6

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql
docker run -id 
-p 3307:3306 
--name=c_mysql 
-v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d 
-v /root/mysql/logs:/logs 
-v /root/mysql/data:/var/lib/mysql 
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 
mysql:5.6

• 参数说明：

  • -p 3307:3306：将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3307 端口。

  • -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d：将主机当前目录下的 conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/my.cnf。配置目录

  • -v $PWD/logs:/logs：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的 /logs。日志目录

  • -v $PWD/data:/var/lib/mysql ：将主机当前目录下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql 。数据目录

  • -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456：初始化 root 用户的密码。

4. 进入容器，操作mysql

docker exec -it c_mysql /bin/bash

5. 使用外部机器连接容器中的mysql

注意：如果安装的mysql8,需要改变一下密码的加密方式，否则远程登陆登陆不上，原因是因为密码加必方式和8之前的不一样，登陆时加密后和密码匹配不上.执行以下语句即可。

因为mysql8之后root用户的密码验证方式变了。root的用户的加密方式为caching_sha2_passoword，而navicat连接所用的方式为native_password。

-- 如果安装的mysql8,进入容器登陆mysql后执行如下命令:
ALTER USER 'root'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';
flush privileges;

4.2、部署Tomcat

1. 搜索tomcat镜像

docker search tomcat

2. 拉取tomcat镜像

docker pull tomcat

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息
mkdir ~/tomcat
cd ~/tomcat
docker run -id --name=c_tomcat 
-p 8080:8080 
-v /root/tomcat:/usr/local/tomcat/webapps 
tomcat 

• 参数说明：

  • -p 8080:8080：将容器的8080端口映射到主机的8080端口

    -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps：将主机中当前目录挂载到容器的webapps

4. 使用外部机器访问tomcat

4.3、部署Nginx

nginx:四大功能 静态网页服务器，反向代理，负载均衡，虚拟主机

1. 搜索nginx镜像

docker search nginx

2. 拉取nginx镜像

docker pull nginx

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
mkdir -p ~/nginx/conf
​
cd ~/nginx/conf
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
vim nginx.conf
user  nginx;
worker_processes  1;
​
error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;
​
​
events {
    worker_connections  1024;
}
​
​
http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
​
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
​
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
​
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;
​
    keepalive_timeout  65;
​
    #gzip  on;
​
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

启动容器：

docker run -id --name=c_nginx 
-p 80:80 
-v /root/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf 
-v /root/nginx/logs:/var/log/nginx 
-v /root/nginx/html:/usr/share/nginx/html 
nginx

• 参数说明：

  • -p 80:80：将容器的 80端口映射到宿主机的 80 端口。

  • -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf。配置目录

  • -v $PWD/logs:/var/log/nginx：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录

4. 使用外部机器访问nginx：http://192.168.52.128/

4.4、部署Redis

1. 搜索redis镜像

docker search redis

2. 拉取redis镜像

docker pull redis:5.0

3. 创建容器，设置端口映射

docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0

4. 使用外部机器连接redis

#切换到redis安装目录：
​
redis-cli.exe -h 192.168.52.128 -p 6379

五，镜像的基本原理

思考：

• Docker 镜像本质是什么？

• Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

• Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

01. 操作系统组成部分

• 进程调度子系统

• 进程通信子系统

• 内存管理子系统

• 设备管理子系统

• 文件管理子系统

• 网络通信子系统

• 作业控制子系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成：

• bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）

• rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件

• 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等

02.docker镜像详解

• Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成

• 最底端是 bootfs，并使用宿主机的bootfs

• 第二层是 root文件系统rootfs,称为base image

• 然后再往上可以叠加其他的镜像文件

• 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。

• 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称 为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。

• 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器

03.总结

镜像是一个叠加的文件系统，基于镜像文件创建的容器和宿主机共享内核，所有容器共用宿主机的相关资源。

1. Docker 镜像本质是什么？

   是一个分层文件系统

2. Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

   Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层

3. Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

   由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

六，制作镜像

6.1 容器保存为镜像

#将修改后的容器变成新的镜像
docker commit 容器id 镜像名称:版本号
#将新镜像做成压缩包
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号
#从压缩包恢复成镜像
docker load -i 压缩文件名称

6.2 Dockerfile制作镜像

案例一：需求 自定义centos7镜像

要求：

1. 默认登录路径为 /usr

2. 可以使用vim

实现步骤 ① 定义父镜像： FROM centos:7 ② 定义作者信息： MAINTAINER itheima itheima@itcast.cn ③ 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim ④ 定义默认的工作目录： WORKDIR /usr ⑤ 定义容器启动执行的命令： CMD /bin/bash ⑥ 通过dockerfile构建镜像： docker bulid -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本 .

dockerfile文件：

FROM centos:7
MAINTAINER itheima <itheima@itcast.cn>
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash

创建镜像：

docker bulid -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本 .

案例二：需求定义dockerfile，发布springboot项目

实现步骤 ① 定义父镜像： FROM openjdk:8-jre-alpine ② 定义作者信息： MAINTAINER itheima itheima@itcast.cn ③ 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar ④ 定义容器启动执行的命令： CMD java-jar app.jar ⑤ 通过dockerfile构建镜像： docker build -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本 .

dockerfile文件：

FROM openjdk:8-jre-alpine
MAINTAINER itheima <itheima@itcast.cn>
ADD springboot-hello-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
CMD java -jar app.jar

构建镜像：最后的 . 表示Dockerfile文件所在的路径：为当前命令执行时所在的目录

#docker bulid -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本 .
docker build -f /root/docker-files/springboot_dockerfile -t app .
启动容器：

docker run -id -p 9000:8080 app

七，服务编排

7.1 基本概念

微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启停，维护的工作量会很大。 • 要从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image • 要创建多个container • 要管理这些container（启动停止删除）

服务编排： 按照一定的业务规则批量管理容器

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。使用步骤：

1. 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像

2. 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务：Redis，Es，RocketMQ

3. 运行 docker-compose up 启动应用

7.2 DOCKER-COMPOSE的安装和使用

1、安装Docker Compose

# Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows，在我们安装Compose之前，需要先安装Docker。下面我 们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中。 
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# 设置文件可执行权限 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# 查看版本信息 
docker-compose -version

2、卸载Docker Compose

# 二进制包方式安装的，删除二进制文件即可
rm /usr/local/bin/docker-compose
 

3、 使用docker compose编排nginx+springboot项目

1. 创建docker-compose目录

mkdir ~/docker-compose
cd ~/docker-compose

2. 编写 docker-compose.yml 文件

version: '3'
services:
  nginx:
   image: nginx
   ports:
    - 80:80
   links:
    - app
   volumes:
    - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
  app:
    image: app
    expose:
      - "8080"

3. 创建./nginx/conf.d目录

mkdir -p ./nginx/conf.d
​
cd ./nginx/conf.d

4. 在./nginx/conf.d目录下 编写itheima.conf文件: vim itheima.conf

server {
    listen 80;
    access_log off;
​
    location / {
        proxy_pass http://app:8080;
    }
   
}

5. 在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器

cd ~/docker-compose 
docker-compose up

#停止配置的所有容器
docker-compose stop 
#启动所有的容器
docker-compose start 

6. 测试访问：http://192.168.52.128/hello

八，私服的搭建及使用(了解)

8.1、私有仓库搭建

# 1、拉取私有仓库镜像 
docker pull registry
# 2、启动私有仓库容器 
docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry
# 3、打开浏览器 输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog，看到{"repositories":[]} 表示私有仓库 搭建成功
# http://192.168.52.128:5000/v2/_catalog
# 4、修改daemon.json   
vim /etc/docker/daemon.json    
# 在上述文件中添加一个key，保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址；注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip 
# "insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"] 
# "insecure-registries":["http://192.168.52.128:5000"] 
# 5、重启docker 服务 
systemctl restart docker

http://192.168.52.128:5000/v2/_catalog

8.2、将镜像上传至私有仓库

# 0、启动私服
docker start registry
​
# 1、标记镜像为私有仓库的镜像     
docker tag centos:7 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
# docker tag centos:7 192.168.52.128:5000/centos:7
 
# 2、上传标记的镜像     
docker push 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
#docker push 192.168.52.128:5000/centos:7
​

查看私服仓库： http://192.168.52.128:5000/v2/_catalog

8.3、 从私有仓库拉取镜像

docker pull 192.168.52.128:5000/centos:7
​
docker images

九，容器和虚拟机的比较

容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。 • 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、 系统库和设置。 • 容器化软件在任何环境中都能够始终如一地运行。 • 容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软 件时的冲突

docker容器虚拟化 与 传统虚拟机比较

相同： • 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势 不同： • 容器虚拟化的是操作系统，虚拟机虚拟化的是硬件。 • 传统虚拟机可以运行不同的操作系统，容器只能运行同一类型操作系统

总结

1, docker : 移植方便，性能性，消耗小

2，镜像：容器

docker images

docker search

docker pull

docker rmi

基于镜像来创建容器:

docker run -it/id --name=名字 镜像的名字 /bin/bash

docker exec -it 容器名字 /bin/bash

docker start

docker stop

docker rm

目录挂载：-v (volumes) 本地目录：容器的目录

端口映射：-p 本地端口：容器端口

应用安装：

docker commit

docker save

docker load

dockerfile: docker build