Docker初探

一. 镜像&容器

1. 容器

容器是被隔离的进程

A container is simply another process on your machine that has been isolated from all other processes on the host machine.

2. 镜像

由于容器是一种进程，所以镜像是容器的文件系统。此外，镜像还包含容器的一些配置文件

When running a container, it uses an isolated filesystem. This custom filesystem is provided by a container image. Since the image contains the container’s filesystem, it must contain everything needed to run an application - all dependencies, configuration, scripts, binaries, etc.

The image also contains other configuration for the container, such as environment variables, a default command to run, and other metadata.

二. 存储管理

一个镜像可以对应多个容器，每个容器都会有一个暂存空间（scratch space），但是这个空间对于每个不同的容器来说，都是隔离的，即使是对于同一个镜像下的其他容器来说也是一样的。

docker主要提供了两种方法，可以将数据存储到主机的文件系统里面，一种是volume，一种是bind mount。

无论哪一种方法，容器都将其试作一个目录/文件（这取决于设置）。

1. volume

volume在主机中的真实地址由docker来掌控（“/var/lib/docker/volumes/”），我们只需要通过docker建立一个volume，并将volume挂在到容器的运行空间当中即可。

创建volume

docker volume create your-volume-name

挂载volume到容器上

在容器运行时，将volume挂载到容器的运行空间

docker run -d -p 3000:3000 -v your-volume-name:/your/path your-image-name

查询volume

docker volume ls

2. bind mount

bind mount是将根据主机的绝对路径，将目录/文件挂载到容器的运行空间的。（如果容器的挂载目录原先下方有内容的时候，将被这种挂载隐藏，显露的是主机中的内容）

docker run -d \
  -it \
  -v path-in-host:path-in-container \
  your-image-name

这种方式的好处在于，通过绝对路径的挂载，可以直接在主机系统里进行操作，这种改变将直接反应到容器身上。也就是说，如果想对镜像做测试性改变而不生成新的镜像的时候，就可以使用这种方法，

3. 其他

其他更详细内容见官网：https://docs.docker.com/storage/

三. 网络配置

通常来说，每个容器应该只负责一个功能，代表一个服务（单一职责）。

each container should do one thing and do it well

Running multiple processes will require a process manager (the container only starts one process), which adds complexity to container startup/shutdown

因此对于一个应用来说，有可能需要使用多个容器，也就意味着容器与容器之间需要进行通信。

由于每个容器都是隔离的，因此容器间的通信，需要使用网络（Container networking）。

If two containers are on the same network, they can talk to each other. If they aren’t, they can’t.

1. birdge networks

网桥这种通信方式用于运行在同一主机的容器之间。如果是不同主机的容器，需要使用其他的通信方式。

在docker开启的时候，会自动创建一个默认网桥（bridge），所有的容器如果没有特殊配置，都会自动连接到这个网桥上。但是用户也可以自定义网桥（user-defined bridge）

自定义网桥 vs 默认网桥

自定义网桥可以定义域名（DNS），使通信的时候更为方便；默认网桥需要使用-link才能使用域名
自定义网桥提供更好的隔离。默认网桥可能导致不相关的容器可以通信。
自定义网桥可以单独配置，如MTU、IP规则等，而默认网桥配置后影响全部，并且需要重新启动docker
可以在运行过程中加入和退出自定义网桥，而默认网桥不行
通过-link在默认网桥上通信时，环境变量是共享的。

创建自定义网桥

docker network create net-name

容器使用自定义网桥的方式

在创建时候进行连接
```
docker create --name my-nginx\
 --network net-name\ 
 --network-alias service-name\
 --publish 8080:80\
 nginx:latest
```
--network-alias相当于域名，其他在net-name这个网络上的服务，可以通过DNS与这个容器进行通信

运行时进行连接

docker network connect net-name my-nginx

2. overlay networks

之前的网桥是的作用在于只能使同一个docker下的不同容器进行通信，而overlay networks可以使不同docker 下的容器进行通信。

The overlay network driver creates a distributed network among multiple Docker daemon hosts.

overlay network是基于docker swarm进行管理的，当创建一个swarm的时候，两个网络将被建立。

一个是overlay network，用于连接每个容器节点。

一个是bridge network，用于连接两个docker主机。

an overlay network called ingress, which handles control and data traffic related to swarm services. When you create a swarm service and do not connect it to a user-defined overlay network, it connects to the ingress network by default.

a bridge network called docker_gwbridge, which connects the individual Docker daemon to the other daemons participating in the swarm.

创建overlay network

使用overlay network之前，需要先使docker处于某个swarm管理下
```
docker swarm init
```
将本主机配置为swarm管理节点（a swarm manager ）
```
docker swarm join
```
加入swarm，可以以manager/worker的身份进行加入
加入到某个swarm后，docker已经创建了一个默认的overlay网络。现在，可以创建自定义的overlay network
```
docker network create --driver overlay overlay-name
```
--driver可以简写为-d，默认为网桥网络。

3. 其他

见官网：https://docs.docker.com/network/

四. Docker Compose

现在已经知道了存储管理和网络配置几个重要模块，下面尝试建立一个多容器的应用。

本模块需要用到官网上提供的getting-started项目代码：download

这是一个todo-list的小程序，在下载的项目都app文件下，创建Dockerfile文件，并输入以下内容：

FROM node:12-alpine
WORKDIR /app
COPY . .
RUN yarn install --production
CMD ["node", "src/index.js"]

使用命令docker build -t getting-started .创建镜像。镜像创建成功后，可以通过docker images进行查看。

这个时候我们就有一个名为getting-started的镜像了（Dockerfile是用来指导docker如何创建镜像的文件，先忽略它具体怎么编写）。

1. 创建多容器应用——基础方法

1.1 容器通信（网络配置）

假设我们现在有一个网站服务，还有一个数据库服务，分布部署在不同的容器内。我们现在所需要做的就是，使网站能够将获得的数据存到数据库当中。

根据前面的网络配置内容，我们需要先建立一个网络，使两个容器通信

docker network create todo-app

接下来将mysql服务跑起来，我们使用之前创建的网络todo-app，使用别名（域名）mysql，并配置了环境变量（-e）

docker run -d\
 --network todo-app\
 --network-alias mysql\
 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DATABASE=todos \
 mysql:5.7

然后将网页服务跑起来，需要暴露端口（-p），使用todo-app网络，配置环境变量（-e）

docker run -d\
 -p 3000:3000\
 --network todo-app\
 -e MYSQL_HOST=mysql \
 -e MYSQL_USER=root \
 -e MYSQL_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DB=todos\
 getting-started

打开网页http://localhost:3000/后，向里面添加内容。

之后进入容器mysql查询数据库

docker exec -it <mysql-container-id> mysql -p

可以看见相应的数据：

mysql> select * from todo_items;
+--------------------------------------+------+-----------+
| id                                   | name | completed |
+--------------------------------------+------+-----------+
| 0f451c2b-1fba-43c4-925c-9d17b4b38d25 | try  |         0 |
| 5d81e107-4350-4c47-9da5-ed99b528c06c | next |         1 |
+--------------------------------------+------+-----------+
2 rows in set (0.00 sec)

1.2 数据持久化存储（存储管理）

现在，使用前面的方式已经能够使这个应用跑起来了。但是此时如果我们移除mysql对应的容器，再重新创建一个运行mysql的容器，可以发现之前的数据全部都没了。

因此，这就是用到存储管理的部分了。我们要求数据能够持久化存储。

我们使用命名卷（volume）创建mysql容器：

docker run -d\
 --network todo-app\
 --network-alias mysql\
 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DATABASE=todos \
 -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql \
 mysql:5.7

这段命令与之前唯一不同的就是-v todo-mysql-data:/var/lib/mysql，我们将卷todo-mysql-data映射到了容器/var/lib/mysql。

此时，如果关闭现在这个mysql容器，同时再用同样的volume创建新的mysql容器，数据是不会变化的。

2. 创建多容器应用——Docker Compose

之前的步骤，能够使多容器应用通过网络运行起来，也能够保证数据持久化存储。然而，命令好麻烦，我们可以使用Docker组件来“打包”这些命令。

打开之前下载的app文件夹，创建文件docker-compose.yml，输入：

version: "3.8"

services:
  app:
    image: getting-started
    ports:
      - 3000:3000
    environment:
      MYSQL_HOST: mysql
      MYSQL_USER: root
      MYSQL_PASSWORD: secret
      MYSQL_DB: todos

  mysql:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment: 
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: todos

volumes:
  todo-mysql-data:

版本号与docker内核对应。如果和之前的命令行去对应：

docker run -d\
 -p 3000:3000\
 --network todo-app\
 -e MYSQL_HOST=mysql \
 -e MYSQL_USER=root \
 -e MYSQL_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DB=todos\
 getting-started
 
docker run -d\
 --network todo-app\
 --network-alias mysql\
 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DATABASE=todos \
 -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql \
 mysql:5.7

可以发现，唯一的区别就是，命令行还声明了network，而使用组件的方式，却没有明确指出使用哪个网络。这是因为，使用组件后，会自动创建一个网络。

在app文件下使用命令：

/app tianqizhao$ docker-compose up -d
Creating network "app_default" with the default driver
Creating app_mysql_1 ... done
Creating app_app_1   ... done

如果想要关闭组件，则使用：

docker-compose down

五. tips

在开发过程中，如果每次修改文件都要build一次镜像好像还挺麻烦的。可以通过bind mount的方式，将主机的文件夹映射到容器内部的文件夹，再直接运行就行了。

docker run -d\
 -p 3000:3000\
 --network todo-app\
 -e MYSQL_HOST=mysql \
 -e MYSQL_USER=root \
 -e MYSQL_PASSWORD=secret\
 -e MYSQL_DB=todos\
 -v "$(pwd):/app" \
 -w /app\
 node:12-alpine\
 sh -c "yarn install && yarn run dev"

如果和之前写过的Dockerfile进行对比，发现不过是把一些命令移出来了。

-v "$(pwd):/app"表示，将当前文件夹绑定映射到容器/app文件夹。 -w表示sh -c "yarn install && yarn run dev"运行的路径（workspace）。

使用这个命令，一旦改变app文件夹内的内容，就不需要重新build镜像，直接使用该命令运行即可。

posted @ 2020-12-28 12:08 有人找你阅读(75) 评论(0) 编辑收藏举报

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2. overlay networks

3. 其他

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