Docker

今日授课目标

1. 能够在Centos7操作系统中安装Docker
2. 能够启动、停止、重启docker服务
3. 能够搜索镜像、查看镜像、拉取镜像、删除镜像
4. 能够查看、启动、停止容器
5. 能够理解数据卷的概念及配置数据卷
6. 能够基于Docker部署mysql、tomcat、redis
7. 能够备份docker中的容器
8. 能够搭建docker镜像仓库私服

 

一、Docker简介

1.1 虚拟化技术

虚拟化技术是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。

虚拟化技术主要作用：高性能的物理硬件产能过剩、软件跨环境迁移问题(代码的水土不服)

1.2 什么是Docker

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）

官网地址：https://www.Docker.com

Docker通俗的讲，是服务器中高性能的虚拟机，可以将一台物理机虚拟N多台虚拟机的机器，互相之间隔离，互不影响。

特点：

• 容器将应用打包成标准化单元，用于交付、部署；
• 容器及包含了软件运行所需的所有环境，而且非常轻量级
• 容器化的应用程序，可以在任何Linux环境中始终如一的运行
• 容器化的应用程序，具备隔离性，这样多团队可以共享同一Linux系统资源

image-20191206092213953

1.3 容器与虚拟机比较

下面的图片比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处，可见容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件层面实现。

 

特性	容器	虚拟机
启动	秒级	分钟级
硬盘使用	一般为MB	一般为GB
性能	接近原生硬件	弱鸡
系统支持量	单机可跑几十个容器	单机几个虚拟OS
运行环境	主要在Linux	主要在window

相同：容器和虚拟机都是虚拟化技术，具备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，容器主要运行同一类操作系统(Linux)

1.4 Docker 基本概念

 

宿主机：安装Docker守护进程的Linux服务器，称之为宿主机；

镜像（Image）：Docker 镜像，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）：镜像运行之后的实体，镜像和容器的关系，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。

二、Docker安装与启动

安装之前进行虚拟机网卡配置

 

2.1 安装

Docker官方建议在Ubuntu中安装，因为Docker是基于Ubuntu发布的，而且一般Docker出现的问题Ubuntu是最先更新或者打补丁的。在很多版本的CentOS中是不支持更新最新的一些补丁包的。

由于我们学习的环境都使用的是CentOS，因此这里我们将Docker安装到CentOS上。注意：这里建议安装在CentOS7.x以上的版本，在CentOS6.x的版本中有Bug！

请直接挂载课程配套的Centos7.x镜像

（1）yum 包更新到最新

sudo 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

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

（3）设置yum源为阿里云

sudo yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

（4）安装docker

sudo yum install docker-ce

（5）安装后查看docker版本

docker -v

 

 

2.2 Docker守护进程相关命令

systemctl命令是系统服务管理器指令

启动docker：

systemctl start docker

停止docker：

systemctl stop docker

重启docker：

systemctl restart docker

查看docker状态：

systemctl status docker

开机启动：

systemctl enable docker

查看docker概要信息

docker info

 

查看docker帮助文档

docker --help

2.3 镜像加速

默认情况，将从docker hub（https://hub.docker.com/）下载docker镜像太慢，一般都会配置镜像加速器；

中国科学技术大学(ustc)是老牌的linux镜像服务提供者了，还在遥远的ubuntu 5.04版本的时候就在用。ustc的docker镜像加速器速度很快。ustc docker mirror的优势之一就是不需要注册，是真正的公共服务。

https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/docker

编辑该文件：

vim /etc/docker/daemon.json 

在该文件中输入如下内容：

{
"registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"]
}

如果中科大镜像加载速度很慢，建议配置阿里云镜像加速，这个镜像仓库如果不好使，可以自己从阿里云上申请！速度杠杠的~

{
"registry-mirrors": ["https://3ad96kxd.mirror.aliyuncs.com"]
}

必须要注册，每个人分配一个免费的docker镜像加速地址，速度极快

配置完成记得刷新配置

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

三、Docker中常用命令

3.1 镜像相关命令

3.1.1 查看镜像

查看本地所有镜像

docker images

 

这些镜像都是存储在Docker宿主机的/var/lib/docker目录下

3.1.2 搜索镜像

如果你需要从网络中查找需要的镜像，可以通过以下命令搜索；注意，必须确保当前系统能联网

docker search 镜像名称

 

3.1.3 拉取镜像

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

例如，我要下载centos7镜像

docker pull centos:7

3.1.4 删除镜像

按镜像ID删除镜像

docker rmi 镜像ID

删除所有镜像

docker rmi `docker images -q`

3.2 容器相关命令

3.2.1 查看容器

查看正在运行的容器

docker ps

查看所有容器

docker ps –a

查看最后一次运行的容器

docker ps –l

查看停止的容器

docker ps -f status=exited

3.2.2 创建与启动容器

 

创建容器命令：

docker run 参数 镜像名称:镜像标签 /bin/bash

创建容器常用的参数说明：

## 命令参数详解
-i：表示运行容器

-t：表示容器启动后会进入其命令行。加入这两个参数后，容器创建就能登录进去。即分配一个伪终端(如果只加it两个参数，创建后就会自动进去容器)。

-d：在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行（这样创建容器后不会自动登录容器）。

--name :为创建的容器命名。

-v：表示目录映射关系（前者是宿主机目录，后者是映射到宿主机上的目录），可以使用多个－v做多个目录或文件映射。注意：最好做目录映射，在宿主机上做修改，然后共享到容器上。

-p：表示端口映射，前者是宿主机端口，后者是容器内的映射端口。可以使用多个-p做多个端口映射

进入容器之后，初始化执行的命令：/bin/bash；可写可不写

（1）交互式容器

docker run -it --name=容器名称 镜像名称:标签 /bin/bash

这时我们通过ps命令查看，发现可以看到启动的容器，状态为启动状态

 

退出当前容器

exit

（2）守护式容器：

docker run -di --name=容器名称 镜像名称:标签 /bin/bash

（3）登录容器：

docker exec -it 容器名称 (或者容器ID) /bin/bash

注意：这里的登陆容器之后执行的脚本/bin/bash必须写

3.2.3 停止与启动容器

停止容器：

docker stop 容器名称（或者容器ID）

启动容器：

docker start 容器名称（或者容器ID）

3.2.4 文件拷贝

 

如果我们需要将文件拷贝到容器内可以使用cp命令

docker cp 需要拷贝的文件或目录 容器名称:容器目录

也可以将文件从容器内拷贝出来

docker cp 容器名称:容器目录 需要拷贝的文件或目录

3.2.6 查看容器IP地址

我们可以通过以下命令查看容器运行的各种数据

docker inspect 容器名称（容器ID） 

 

也可以直接执行下面的命令直接输出IP地址

docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' 容器名称（容器ID）

3.2.7 删除容器

删除指定的容器，正在运行的容器无法删除

docker rm 容器名称（容器ID）

 

四、Docker数据卷

4.1 数据卷概述

解决的问题：

考虑到容器的隔离性：

Docker 容器删除之后，在容器中产生的数据还在吗？

Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗？

容器之间的数据交互？

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

4.2 数据卷配置方式

(1).1个容器挂载1个数据卷

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) ...

注意事项：

1. 目录必须是绝对路径
2. 如果宿主机目录不存在，会自动创建
3. 可以挂载多个数据卷

案例：

docker run -di --name=c1 -v /root/host_data1:/root/c1_data centos:7 /bin/bash

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(2).查看容器已挂载的数据卷

我们可以通过以下命令，查看容器中挂载的数据卷

docker inspect 容器名称（容器ID） 

 

(3).1个容器挂载多个数据卷

我们可以通过以下命令，挂载多个数据卷

docker run -di --name=c1 -v /root/host_data1:/root/c1_data1 -v /root/host_data2:/root/c1_data2 centos:7 /bin/bash

(4).多个容器挂载1个数据卷

多个容器挂载1个数据卷，实现数据共享

docker run -di --name=c2 -v /root/host_data_common:/root/c2_data centos:7
docker run -di --name=c3 -v /root/host_data_common:/root/c3_data centos:7

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多个容器挂载1个容器(这个容器挂载1个数据卷)

##创建启动c3数据卷容器，使用 –v 参数 设置数据卷
docker run -it --name=c3 -v /root/host_data_common:/root/c3_data centos:7 /bin/bash
##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

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五、在Docker中部署应用

5.1 MySQL部署

实现步骤：

1. 搜索MySQL镜像
2. 拉取MySQL镜像
3. 创建容器、设置端口映射、设置数据卷
4. 进入容器操作mysql
5. 使用Navicat连接MySQL

实现过程：

1. 搜索mysql镜像

docker search mysql

1. 拉取mysql镜像

docker pull mysql:5.6

1. 创建容器，设置端口映射、目录映射

docker run -di --name=c_mysql -p 3307:3306 -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 /root/mysql/logs:/logs：将主机目录(/root/mysql)下的 logs 目录挂载到容器中的 /logs。日志目录
  • -v /root/mysql/data:/var/lib/mysql ：将主机目录(/root/mysql)下的data目录挂载到容器的 /var/lib/mysql 。数据目录
  • -e MYSQLROOTPASSWORD=123456：初始化 root 用户的密码。

1. 进入容器，操作mysql

docker exec –it c_mysql /bin/bash

1. 使用Navicat连接容器中的mysql

5.2 Tomcat部署

实现步骤：

1. 搜索Tomcat镜像
2. 拉取Tomcat镜像
3. 创建容器、设置端口映射、设置数据卷
4. 向Tomcat中部署服务
5. 使用外部机器访问Tomcat，测试部署服务

实现过程：

1. 搜索tomcat镜像

docker search tomcat

1. 拉取tomcat镜像

docker pull tomcat:8-jdk8

1. 创建容器，设置端口映射、目录映射

docker run -id --name=c_tomcat -p 8080:8080 -v /root/tomcat/webapps:/usr/local/tomcat/webapps tomcat:8-jdk8

• 参数说明：
  • -p 8080:8080：将容器的8080端口映射到主机的8080端口
  • -v /root/tomcat/webapps:/usr/local/tomcat/webapps：将主机目录(/root/tomcat/webapps)挂载到容器的webapps

1. 向Tomcat中部署服务，使用FinalShell文件上传
2. 使用外部机器访问Tomcat，测试部署服务

5.3 Redis部署

实现步骤：

1. 搜索Redis镜像
2. 拉取Redis镜像
3. 创建容器、设置端口映射
4. 使用外部机器连接Redis，测试

实现过程：

1. 搜索redis镜像

docker search redis

1. 拉取redis镜像

docker pull redis:5.0

1. 创建容器，设置端口映射

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

1. 使用外部机器连接redis，测试

六、制作Docker镜像

6.1 镜像原理

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？

查PPT

Docker 镜像本质其实是一个分层的统一文件系统（union file system）

6.2 迁移与备份

1、容器保存为镜像

我们可以通过以下命令将容器保存为镜像

docker commit {正在运行容器名称} {镜像名称}
# 举例
docker commit c_tomcat mywar_tomcat

2、镜像备份

我们可以通过以下命令将镜像保存为tar 文件

docker save -o {镜像的备份文件} {镜像名称}
# 举例
docker save -o mywar_tomcat.tar mywar_tomcat
# -o :输出到的文件

3、镜像恢复与迁移

首先我们先删除掉mynginx_img镜像 然后执行此命令进行恢复

docker load -i {备份的镜像文件}
# 举例
docker load -i mywar_tomcat.tar
# -i :指定导入的文件

执行后再次查看镜像，可以看到镜像已经恢复，可以再次运行测试

docker run -di --name=mytomcat -p 8081:8080 -v /root/tomcat/webapps/:/usr/local/tomcat/webapps mywar_tomcat:latest

6.3 Dockerfile简介

Dockerfile 是一个文本文件，包含了构建镜像文件的指令，每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像；

• 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
• 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像，直接开始工作
• 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

关键字：

关键字	作用	备注
FROM	指定父镜像	指定dockerfile基于那个image构建
MAINTAINER	作者信息	用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL	标签	用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看
RUN	执行命令	执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN ["command" , "param1","param2"]
CMD	容器启动命令	提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD ["command" , "param1","param2"]
ENTRYPOINT	入口	一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用
COPY	复制文件	build的时候复制文件到image中
ADD	添加文件	build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务
ENV	环境变量	指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value
ARG	构建参数	构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数
VOLUME	定义外部可以挂载的数据卷	指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME ["目录"]
EXPOSE	暴露端口	定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp
WORKDIR	工作目录	指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径
USER	指定执行用户	指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户
HEALTHCHECK	健康检查	指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制
ONBUILD	触发器	当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大
STOPSIGNAL	发送信号量到宿主机	该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。
SHELL	指定执行脚本的shell	指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell

6.4 将springboot的可执行jar包制作为docker镜像

目标：发布springboot项目到docker容器中

 

注意：构建docker镜像的是Dockerfile文件，Dockerfile文件与SpringBoot文件必须存放在同一个目录；

实现步骤：

1. 在IDEA中编辑Dockerfile文件

• 定义基础镜像
• 定义作者信息
• 向镜像中添加jar包文件
• 定义当前镜像启动容器时，执行命令

1. 在宿主机中，构建镜像，用到docker命令
2. 基于镜像，启动容器
3. 测试

实现过程：

1. 在IDEA中编辑Dockerfile文件

• # 定义基础镜像
  FROM java:8
  # 定义作者信息
  MAINTAINER itheima-hero-brother <itheima@itcast.cn>
  # 添加jar包文件到镜像中
  ADD springboot.jar app.jar
  # 定义当前镜像启动容器时，执行命令
  CMD java –jar app.jar

1. 在宿主机中，构建镜像

• docker bulid –f {dockerfile的文件路径} –t {镜像名称:版本} {构建文件所在路径}
  # 举例
  docker build -f Dockerfile -t myspringboot:1.0 ./
  # -f:指定要使用的Dockerfile路径；
  # -t:镜像的名字及标签，通常 name:tag 或者 name 格式,不设置为latest

1. 基于镜像，启动容器

• docker run -di --name=myspringboot -p 9000:8080 myspringboot:1.0

1. 测试

七、搭建Docker私服

Docker官方的Docker hub（https://hub.docker.com）是一个用于管理公共镜像的仓库，我们可以从上面拉取镜像到本地，也可以把我们自己的镜像推送上去。但是，有时候我们的服务器无法访问互联网，或者你不希望将自己的镜 像放到公网当中，那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。

8.1 私有仓库搭建

实现步骤：

1、拉取私有仓库镜像

2、启动私有仓库容器

3、测试私有镜像仓库是否搭建成功

4、配置私有仓库

5、重启docker服务

实现过程：

1、拉取私有仓库镜像

docker pull registry

2、启动私有仓库容器

docker run -di --name=my_registry -p 5000:5000 registry:latest

3、测试私有镜像仓库是否搭建成功

• 打开浏览器 输入地址http://192.168.200.128:5000/v2/_catalog
• 看到{"repositories":[]} 表示私有仓库搭建成功

4、配置私有仓库

# 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"]
}

# 举例
{
"insecure-registries":["192.168.200.128:5000"]
}

5、重启docker服务

systemctl restart docker
docker start my_registry

8.2 将镜像上传至私有仓库

1、标记镜像为私有仓库的镜像

# docker tag {镜像名称：标签} {私有仓库host:port}/{私有镜像仓库中的名称：标签}
# 举例
docker tag myspringboot:1.0 192.168.200.128:5000/springboot:1.0

2、上传标记的镜像

# docker push {私有仓库host:port}/{私有镜像仓库中的名称：标签}
# 举例
docker push 192.168.200.128:5000/springboot:1.0

8.3 从私有仓库拉取镜像

# 拉取镜像
docker pull {私有仓库host:port}/{私有镜像仓库中的名称：标签}
# 举例
docker pull 192.168.200.128:5000/springboot:1.0

 

总结：

1. 能够在Centos7操作系统中安装Docker：不需要做，已经完成
2. 能够使用命令操作docker

• docker守护进程：启动docker，停止，容器，开机自启，查看docker基本信息
• docker中镜像的操作：搜索镜像，拉取镜像，删除镜像(一次性删除所有)
• docker中容器的操作：查看容器、运行容器(run，交互式容器、守护式容器)、进入容器、运行容器、停止容器、删除容器、查看容器的基本信息(docker inspect)

1. 能够理解数据卷的概念及配置数据卷

• 什么是数据卷：容器之间，容器与宿主机之间的，文件共享的目录(文件夹)
• 配置数据(run -v)
• 一个容器挂载一个数据卷
• 一个容器挂载多个数据卷
• 多个容器挂载同一个数据卷
• 多个容器挂载一个数据卷容器，从而挂载一个数据卷

1. 能够基于Docker部署mysql、tomcat、redis

• mysql ==本质docker run
• tomcat
• redis

1. 能够备份docker中的容器

• 容器保存为镜像
• 镜像文件打包tar传输
• 基于tar文件，加载成为镜像