kubernetes入门到放弃-docker基础篇

  一.Docker基础概述

　1.Docker是什么？

　 简单的的说Docker就是一种虚拟机的容器引擎，可以由以下四点概括

　 （1）.是一种最广泛的开源容器引擎

　 （2）.一种操作系统级的虚拟化技术

　 （3）.依赖于Linux内核特性：Namespace（资源隔离）和Cgroups(资源限制)

　 （4）.一个简单的应用程序打包工具

　2.Docker的设计目标

　 （1）.提供简单的应用程序打包工具

　 （2）.开发人员和运维人员职责逻辑分离

　 （3）.多环境保持一致性

　3.Docker的基本组成

　 包含五个组成部分：

• Docker Client 客户端
• Docker Daemon 守护进程
• Docker Images 镜像
• Docker Container 容器
• Docker Registry 镜像仓库

　　Docker服务安装成功后，每个节点伴随着启动两个服务一个docker的客户端，一个docker的守护进程

　　当我们运行服务时，可以从镜像仓库拉取基础镜像也可以使用dockerfile自主制作镜像，镜像制作完毕，我们可以通过镜像生成容器，容器里面运行着业务

　　如下图所示：

　　

 

　4.容器和虚拟机的区别

　　docker的最小单元是容器，是与宿主机完全隔离的虚拟化应用程序，那么他与虚拟机有什么区别呢?如图

　　

　　简单来说容器与虚拟机的区别可以如下表格概括出来：

　　

　5.Docker的应用场景

 　　docker可以在以下场景中应用：

• 应用程序打包和发布
• 应用程序隔离
• 持续集成
• 部署微服务
• 快速搭建测试环境
• 提供Paas产品（产品即服务）

二.Linux 安装Docker

　1.Docker的版本

　　关于docker的详细官方文档，我们可以在这里查看到https://docs.docker.com/

　　Docker目前分为社区版（CE）和企业版（EE）两个版本

 　   一般开发常用的社区版就足够了，企业版面向无应用能力的企业收费，提供技术服务的群体，本篇安装也是基于社区版进行安装部署的

　2.支持平台

　　目前docker基本支持Linux各种平台包括：CentOS,Debian,Fedora,Oracle Linux,RHEL,SUSE和Ubuntu

　　支持Mac操作系统

　　支持windows操作系统

　　

　3.Centos7.X安装Docker

　　这里我们直接参考官方文档进行安装

　　

　　如果做测试，建议找一个干净的操作系统，安装docker的步骤如下：

　　安装之前最好先关闭防火墙和selinux

• 如果已经安装过docker,可以执行命令卸载：yum remove docker docker-client docker-client-latest docker-common docker-latest docker-latest-logrotate docker-logrotate docker-engine
• 安装依赖工具包：yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
• docker默认使用的repo源，所以这里我们要为Docker添加软件包源：yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
• 安装docker-ce 默认安装的是docker-ce最新版本的：yum install -y docker-ce
• 启动docker服务并设置开机自启：systemctl start docker（启动）   systemctl enable docker（加入开机自启）

 　  安装完毕启动成功如下即可：

 　  

三.Docker镜像管理

　1.镜像是什么

• 镜像是一个分层存储的文件
• 一个软件的环境
• 一个镜像同时可以创建N个镜像
• 一种标准化的交付手段
• 一个不包含Linux内核而又精简的Linux操作系统

　　镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成，我们可以通过docker  history 《ID/NAME》 查看镜像中的各层内容及大小，每层对应着Dockerfile中的一条指令

　　Docker镜像默认存储在/var/lib/docker/<storage-driver>/中

　　这里我们可以使用命令简单创建一个镜像：docker run -it nginx

　　

　　本地不存在这个镜像时，会默认从镜像仓库下载

　　如图：我们的镜像就被下载成功：

　　

　　那么我们的镜像从哪里来呢？

• Docker Hub是由Docker公司负责维护的公共注册中心，包含大量的容器镜像，Docker工具默认从这个公共镜像库下载镜像，地址是：https://hub.docker.com/explore

　　由于镜像镜像仓库地址属于国外，因此我们这里配置下镜像加速器：

• curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://f1361db2.m.daocloud.io

　　

　　重启docker即可

　2.镜像与容器的联系

　　如图：镜像与容器的关系

　　

　　如图，容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里文件改动时，会先从镜像里要写的文件复制到容器自己的文件系统中

　　如果容器删除了，最上面的读写层也就删除了，改动也就丢失了，所以无论多少个容器共享一个镜像，所做的写操作都是从镜像的文件系统中复制过来操作的，并不会修改镜像的源文件，这种方式提高磁盘利用率。

　　若想持久化这些改动，可以通过docker-commit 将容器保存为一个新的镜像

• 一个镜像创建多个容器
• 镜像增量式存储
• 创建的容器里面修改不会影响到镜像

　3.管理镜像的常用命令

 　  一般我们常用的管理镜像命令有以下这么多，其他不常用的这里不再一一列出。

　  可以通过docker  images --help查看所有

　 

　　简单测试：查看镜像历史分层

　　

四.容器管理

　1.创建容器的常用选项

　　我们在创建容器时，最常用的命令如下：

　　

　　创建一个容器并启动：

　　

　2.容器资源限制

　　一个镜像可以创建很多个容器，我们不可能让一个容器无限制的使用所有空间，因此可以通过命令限制容器的内存和cpu,以使资源能够更好的得到利用

　　

　　比如以下例子对内存限额：

　　允许容器最多使用500M内存和100M的Swap，并禁用 OOM Killer：

　　docker run -d --name nginx03 --memory="500m" --memory-swap=“600m" --oom-kill-disable nginx bash

　　

　　对CPU限额：

　　允许容器最多使用一个半的CPU:

　　docker run -d --name nginx04 --cpus="1.5" nginx bash

　　允许容器最多使用50%的CPU:

　　docker run -d --name nginx05 --cpus=".5" nginx bash

　　

　3.管理容器常用命令

　　管理容器常用的命令如下所示：

　　

 　　查看容器详细信息：

　　

　　进入容器：

　　

　　删除容器：

　　

 五.管理应用程序数据

　1.将数据从宿主机挂载到容器中的三种方式

　　Docker提供三种方式将数据从宿主机挂载到容器中：

• volumes：Docker管理宿主机文件系统的一部分（/var/lib/docker/volumes），保存数据的最佳方式
• bind mounts:将宿主机上的任意位置的文件或者目录挂载到容器中
• tmpfs:挂载存储到主机系统的内存中，而不会写入主机的文件系统，如果不希望将数据持久化存储在任何位置，可以使用tmpfs.同时避免写入容器可写层提高性能。

　　

　2.Volume数据卷

　　管理卷：

　　docker volume create nginx-vol

　　docker volume ls

　　docker volume inspect nginx-vol

　　

　　用卷创建一个容器：

　　docker run -d --name=nginx-test --mount src=nginx-vol,dst=/usr/share/nginx/html nginx

　　

　　docker run -d --name=nginx-test -v nginx-vol:/usr/share/nginx/html nginx

　　这种方法和mount的一样，创建完数据卷和宿主机的默认映射位置在/var/lib/docker/volumes/nginx-vol/_data目录下，不支持修改

　　

　　清理数据卷：

　　 # docker stop nginx-test

　    # docker rm nginx-test

       # docker volume rm nginx-vol

　　注意如果事先没有指定卷，则自动创建，建议使用--mount,更通用

　3.Bind Mounts

　　利用此方法创建数据卷，先要创建本地的映射目录：

　　mkdir -p /root/wwwroot

　　docker run -d -it --name=nginx-test --mount type=bind,src=/root/wwwroot,dst=/usr/share/nginx/html nginx

　　

　　查看映射目录：docker inspect nginx-test

　　

　　清除：

　　

　　注意：如果源文件/目录没有存在如果挂载目标在容器中非空目录，则该目录现有内容将被隐藏；映射目录需要提前创建，不会自动创建，会抛出一个错误

　4.小结

 　 Volume特点：

• 多个运行容器之间共享数据，多个容器可以同时挂载相同的卷。
• 当容器停止或被移除时，该卷依然存在。
• 当明确删除卷时，卷才会被删除。
• 将容器的数据存储在远程主机或其他存储上（间接）
• 将数据从一台Docker主机迁移到另一台时，先停止容器，然后备份卷的目录（/var/lib/docker/volumes/）

　  Bind Mounts 特点：

• 从主机共享配置文件到容器。默认情况下，挂载主机/etc/resolv.conf到每个容器，提供DNS解析
• 在Docker主机上的开发环境和容器之间共享源代码。例如，可以将Maven target目录挂载到容器中，每次在Docker主机 上构建Maven项目时，容器都可以访问构建的项目包。
• 当Docker主机的文件或目录结构保证与容器所需的绑定挂载一致时

六.容器网络

　1.网络模式

　　docker的网络模式可以分为5种：

　　bridge: --net=bridge

　　默认网络，Docker启动后创建一个docker0网桥，默认创建的容器也是添加到这个网桥中。

　　宿主机会产生一个docker0网桥

　　

　　

　　host: --net=host  容器不会获得一个独立的network  namespace,而是与宿主机共用一个，这就意味着容器不会有自己的网卡信息，而是使用宿主机的，容器除了网络，其他都是隔离的

　　docker run  -itd  --net=host busybox

　　

　　none:--net=none  获取独立的network namespace，但不为容器进行任何网络配置，需要我们手动配置

　　docker run  -it  --net=none busybox

　　

　　container:--net=container:Name/ID  与指定的容器使用同一个network namespace,具有同样的网络配置信息，两个容器除了网络，其他都还是隔离的

　　自定义网络：与默认的bridge原理一样，但自定义的网络具备内部DNS发现，可以通过容器名容器之间网络通信。

　　创建自定义网络：docker network create test  查看：docker network ls

　　

　　创建容器并加入自定义网络中：

　　docker run  -it --name c3 --net=test  busybox

　　docker run  -it --name c4 --net=test  busybox

　　之后容器内就可以相互ping通主机名：

　　

　　

　2.容器网络访问原理

 　　

　　

七.Dockerfile实践

　1.Dockerfile格式

　　Dockerfile文件是分步执行，从上到下依次执行，每执行一条指令将会产生一层镜像，因此命令中最好使用&&拼接起来，并及时清理yum clean和没有的安装包

　　语法格式如下：

　　

　2.Dockerfile指令

　　Dockerfile指令：常用的如下表格：

　　

　3.Build镜像

　　build 语法格式：

　　

　　可以通过docker  build  --help查看

　　Usage: docker build [OPTIONS] PATH | URL | - [flags]

　　Options:

　　-t, --tag list # 镜像名称

　　-f, --file string # 指定Dockerfile文件位置

　　 # docker build -t shykes/myapp .

　　 # docker build -t shykes/myapp -f /path/Dockerfile /path

　　 # docker build -t shykes/myapp http://www.example.com/Dockerfile

　4.构建Nginx，PHP，Tomcat基础镜像

　　（1）.构建Ngin镜像：

　　nginx的镜像dockerfile

FROM centos:7
label maintainer www.ctnrs.com
RUN yum install -y gcc gcc-c++ make \
    openssl-devel pcre-devel gd-devel \
    iproute net-tools telnet wget curl && \
    yum clean all && \
    rm -rf /var/cache/yum/*
RUN wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.5.tar.gz && \
    tar zxf nginx-1.15.5.tar.gz && \
    cd nginx-1.15.5 && \
    ./configure --prefix=/usr/local/nginx \
    --with-http_ssl_module \
    --with-http_stub_status_module && \
    make -j 4 && make install && \
    rm -rf /usr/local/nginx/html/* && \
    echo "ok" >> /usr/local/nginx/html/status.html && \
    cd / && rm -rf nginx-1.15.5* && \
    ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

ENV PATH $PATH:/usr/local/nginx/sbin
COPY nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
WORKDIR /usr/local/nginx
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

　　构建命令：docker build -t nginx:v1 -f Dockerfile-nginx .

　　（2）.构建php镜像：

　　php镜像dockerfile

FROM centos:7
MAINTAINER www.ctnrs.com
RUN yum install epel-release -y && \
    yum install -y gcc gcc-c++ make gd-devel libxml2-devel \
    libcurl-devel libjpeg-devel libpng-devel openssl-devel \
    libmcrypt-devel libxslt-devel libtidy-devel autoconf \
    iproute net-tools telnet wget curl && \
    yum clean all && \
    rm -rf /var/cache/yum/*

RUN wget http://docs.php.net/distributions/php-5.6.36.tar.gz && \
    tar zxf php-5.6.36.tar.gz && \
    cd php-5.6.36 && \
    ./configure --prefix=/usr/local/php \
    --with-config-file-path=/usr/local/php/etc \
    --enable-fpm --enable-opcache \
    --with-mysql --with-mysqli --with-pdo-mysql \
    --with-openssl --with-zlib --with-curl --with-gd \
    --with-jpeg-dir --with-png-dir --with-freetype-dir \
    --enable-mbstring --with-mcrypt --enable-hash && \
    make -j 4 && make install && \
    cp php.ini-production /usr/local/php/etc/php.ini && \
    cp sapi/fpm/php-fpm.conf /usr/local/php/etc/php-fpm.conf && \
    sed -i "90a \daemonize = no" /usr/local/php/etc/php-fpm.conf && \
    mkdir /usr/local/php/log && \
    cd / && rm -rf php* && \
    ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

ENV PATH $PATH:/usr/local/php/sbin
COPY php.ini /usr/local/php/etc/
COPY php-fpm.conf /usr/local/php/etc/
WORKDIR /usr/local/php
EXPOSE 9000
CMD ["php-fpm"]

　　构建命令：docker build -t php:v1 -f Dockerfile-php .

　　（3）.构建tomcat镜像

FROM centos:7
MAINTAINER www.ctnrs.com

ENV VERSION=8.5.43

RUN yum install java-1.8.0-openjdk wget curl unzip iproute net-tools -y && \
    yum clean all && \
    rm -rf /var/cache/yum/*

RUN wget http://mirror.bit.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v${VERSION}/bin/apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz && \
    tar zxf apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz && \
    mv apache-tomcat-${VERSION} /usr/local/tomcat && \
    rm -rf apache-tomcat-${VERSION}.tar.gz /usr/local/tomcat/webapps/* && \
    mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test && \
    echo "ok" > /usr/local/tomcat/webapps/test/status.html && \
    sed -i '1a JAVA_OPTS="-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom"' /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh && \
    ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

ENV PATH $PATH:/usr/local/tomcat/bin

WORKDIR /usr/local/tomcat

EXPOSE 8080
CMD ["catalina.sh", "run"]

　　构建命令：docker build -t tomcat:v1 -f Dockerfile-tomcat .

　5.快速搭建LNMP网络平台

　　

　　自定义网络：docker network create lnmp

　　创建Mysql容器：docker run -d  --name lnmp_mysql  --net lnmp  --mount src=mysql-vol,dst=/var/lib/mysql  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -e MYSQL_DATABASE=wordpress mysql:5.7 --character-set-server=utf8

　　创建PHP容器：docker run -d --name lnmp_php --net lnmp --mount src=wwwroot,dst=/wwwroot php:v1

　　创建Nginx容器：docker run -d --name lnmp_nginx --net lnmp -p 88:80  --mount src=wwwroot,dst=/wwwroot nginx:v1

　　之后进入挂载目录：

　　

　　将wordpress安装包放置下面即可访问站点：http://IP:88

　　

八.企业级镜像仓库Harbor的使用

　1.Harbor概述

　　Habor是由VMWare公司开源的容器镜像仓库。事实上，Habor是在Docker Registry上进行了相应的 企业级扩展，从而获得了更加广泛的应用，这些新的企业级特性包括：管理用户界面，基于角色的访 问控制 ，AD/LDAP集成以及审计日志等，足以满足基本企业需求。

　　官方地址：https://vmware.github.io/harbor/cn/

　　Harbor的组件：

　　

　2.Harbor部署

　　Harbor安装有3种方式：

　　 • 在线安装：从Docker Hub下载Harbor相关镜像，因此安装软件包非常小

　　 • 离线安装：安装包包含部署的相关镜像，因此安装包比较大

　　 • OVA安装程序：当用户具有vCenter环境时，使用此安装程序，在部署OVA后启动Harbor

　　下载安装包：tar zxvf harbor-offline-installer-v1.6.1.tgz

　　下载docker-composew二进制文件放置/usr/bin下

　　安装docker服务并启动即可

　　# tar zxvf harbor-offline-installer-v1.6.1.tgz

　　# cd harbor

　　# vi harbor.cfg hostname = 10.206.240.188     ui_url_protocol = http     harbor_admin_password = 123456

　　# ./prepare

　　# ./install.sh

　　之后通过admin   123456访问即可：

　　

　3.基本使用

　　配置http镜像仓库可信任：

　　vi /etc/docker/daemon.json

　　

　　给要上传的标签打标签：

　　docker tag tomcat:v1 192.168.1.242/library/tomcat:v1

　　上传：docker push 192.168.1.242/library/tomcat:v1

　　

　　这里提示权限失败，先要登录：docker  login  192.168.1.242 输入账户名密码登录成功即可

　　再次推送成功：

　　

　　从镜像仓库下载镜像：

　　docker pull 192.168.1.242/library/tomcat:v1

 九.基于Docker构建企业Jenkins CI平台

　1.什么是CI/CD

　　持续集成（Continuous Integration，CI）：代码合并、构建、部署、测试都在一起，不断地执行这个过程，并对结果反馈。

　　持续部署（Continuous Deployment，CD）：部署到测试环境、预生产环境、生产环境。

　　持续交付（Continuous Delivery，CD）：将最终产品发布到生产环境，给用户使用。

　　

　　高效的CI/CD环境可以获得：

• 及时发现问题
• 大幅度减少故障率
• 加快迭代速度
• 较少时间成本

　2.CI流程

　　开发上传代码至git服务器，触发jenkins,进行代码编译构建镜像并推送至远程服务器启动docker镜像完成CI这部分流程

　　

　3.部署Git代码版本仓库

　　在harbor服务器上安装git服务：yum  install -y git

　　创建git用户和密码，并切换至git账户建立demo.git文件夹，执行初始化：git  --bare init

　　

　4.上传java项目代码

　　模拟开发在docker服务器安装安装git服务端，之后clone java代码实例：

　　git clone https://github.com/lizhenliang/tomcat-java-demo

　5.部署Harbor镜像仓库

　　见上述操作

　6.配置JDK和Maven环境

　　将安装包上传配置环境环境变量即可

　　

　7.安装Jenkins

　　将jenkins,war放置tomcat的webapps/ROOT下直接启动tomcat，访问8080端口即可：

　　

　　安装插件git和pipeline即可完成配置

　　

　8.安装Docker

　　各个机器安装Docker服务即可

　9.构建Tomcat基础镜像

　　jenkins创建项目：

　　

　　简单pipeline:

　　

　　结果：

　　

　10.流水线发布测试

　　提交java代码：

　　先拷贝至本地目录：

　　

　　提交代码：

　　

　　编写pipeline:

node { 
   // 拉取代码
   stage('Git Checkout') { 
        checkout([$class: 'GitSCM', branches: [[name: '$branch']], doGenerateSubmoduleConfigurations: false, extensions: [], submoduleCfg: [], userRemoteConfigs: [[credentialsId: '8db1da0a-bcf7-43c5-b98d-a711d6119933', url: 'git@192.168.1.242:/home/git/demo.git']]])   // 代码编译
   }
   stage('Maven Build') {
        sh '''
        export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
        /usr/local/maven/bin/mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
        '''
   }
   // 项目打包到镜像并推送到镜像仓库
   stage('Build and Push Image') {
sh '''
REPOSITORY=192.168.1.242/library/tomcat-java-demo:${branch}
cat > Dockerfile << EOF
FROM 192.168.1.242/library/tomcat:v1
MAINTAINER www.ctnrs.com
RUN rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/*
ADD target/*.war /usr/local/tomcat/webapps/ROOT.war
EOF
docker build -t $REPOSITORY .
docker login 192.168.1.242 -u admin -p 123456
docker push $REPOSITORY
'''
   }
   // 部署到Docker主机
   stage('Deploy to Docker') {
        sh '''
        REPOSITORY=192.168.1.241/library/tomcat-java-demo:${branch}
        docker rm -f tomcat-java-demo |true
        docker pull $REPOSITORY
        docker container run -d --name tomcat-java-demo -p 88:8080 $REPOSITORY
        '''
   }
}

　　配置git通信：

　　

　　

　　

　　

 　　构建完成：

　　

　　访问：