Docker（从入门到部署微服务集群）

一、初识Docker
- 什么是Docker
- Docker和虚拟机的区别
- 镜像和容器
- Docker和DockerHub
二、Docker架构
三、安装Docker
四、Docker的基本操作
- 镜像操作
- 容器操作
- 容器相关命令
- 数据卷（容器数据管理）
五、Dockerfile自定义镜像
- 什么是Dockerfile
- 镜像结构
六、Docker-Compose
- 初始DockerCompose
- 部署微服务集群
七、Docker镜像服务
- 搭建私有镜像仓库
- 向镜像仓库中推送或拉取镜像

一、初识Docker

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，容易出现兼容性问题
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，形成可移植镜像
● 将每个应用放到一个隔离容器去运行，使用沙箱机制，相互隔离，避免互相干扰

不同环境的操作系统不同，Docker如何解决？
● 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镜像中包含完整运行环境，当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

什么是Docker

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术:

① 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意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

Docker和虚拟机的区别

● docker 是一个系统进程应用执行时直接调用操作系统内核；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】

● 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系统里面运行Ubuntu系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了

特性	Docker	虚拟机
性能	接近原生	性能较差
磁盘占用	一般为MB	一般为GB
启动	秒级	分钟级

镜像和容器

镜像（Image）: Docker将应用程序及其所需要的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。【只读不可写】

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。【一个镜像可以运行多个容器】

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。

二、Docker架构

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指定，管理镜像、容器等
● 客户端（client）： 通过命令或RestAPI向Docker服务器发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

三、安装Docker

企业部署一般采用Linux操作系统，而其中CentOS发行版占比较多，因此我们在CentOS下安装Docker

科普
Linux和Windows目录结构对比
Linux系统中的目录
● / 是所有目录的顶点
● 目录结构像一颗倒挂的树

Linux目录介绍

在VMware中启动Linux服务器【端口号为：192.168.197.128】

使用SSH连接工具（finalshell）连接Linux服务器

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载

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

安装Docker前首先需要我们虚拟机联网，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.reposed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repoyum 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。

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！！
启动docker前，一定要关闭防火墙后！！
启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

# 如何关闭（2种）
# 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

启动成功！！！

输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

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：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{"registry-mirrors": ["https://6w3xx357.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

四、Docker的基本操作

镜像操作

镜像相关命令
● 镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
● 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

镜像操作命令

【可通过帮助文档查看相关命令】

#查看帮助文档
docker --help
#查看某一具体命令的作用（例如查看images命令作用）
docker  images  --help

案例一：从DockerHub拉取一个nginx镜像并查看
1、去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub

2、拉取nginx镜像

3、查看本地镜像，是否拉取成功？

案例二：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来
1、利用docker xx --help命令查看docker save（将镜像变为压缩包）和dacker load的语法

2、使用docker tag 创建新镜像mynginx1.0

3、使用docker save导出镜像到磁盘

案例三：去DockerHub搜索并拉取一个Redis镜像
1、去DockerHub搜索Redis镜像

2、查看Redis镜像的名称和版本

3、利用docker pull命令拉取镜像

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

5、利用docker rmi删除本地的redis:latest

6、利用docker load重新加载redis.tar文件

容器操作

容器相关命令

案例一：创建运行一个Nginx容器
1、去docker hub查看Nginx的容器命令

docker run --name some-nginx -p 8080:80 -d some-content-nginx

命令解读
● docker run：创建并运行一个容器
● --name：给容器起一个名字，比如mn
● -p：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧使宿主机端口，右侧是容器端口
● -d：后台运行容器
● nginx：镜像名称，例如nginx

访问成功！！！

案例二：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加"GY欢迎你！！！"
1、进入容器。进入刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker  exec  -it  mn  bash

命令解读
● docker exec：进入容器内部，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，允许我们与容器交互
● mn：要进入的容器的名称
● bash：进入容器后执行的命令，bash是一个Linux终端交互命令

2、进入nginx的HTML所在目录/usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

3、修改index.html的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#GY欢迎你#g' index.html
sed -i 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

重新通过浏览器访问，已修改成功！！！

常见命令

查看容器状态:●  docker  ps （默认查看运行中的容器）●  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(强制删除)      【eg: docker rm -f  mn】
进入容器:    ●  命令是docker  exec -it[容器名][要执行的命令]●  exec命令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

数据卷（容器数据管理）

数据卷
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。

容器与数据耦合的问题

不便于修改：当我们要修改Nginx的html内容时，需要进入容器内部进行修改，很不方便
数据不可复用：在容器内的修改对外是不可见的。所有修改对新创建的容器是不可复用的
升级维护困难：数据在容器内，如果要升级容器必然删除旧容器，所有数据都跟着删除了

操作数据卷
数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，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
◆ 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

挂载数据卷
在创建容器时，可以通过-v参数来挂载一个数据卷到某个容器目录，如果容器运行时volume不存在，会被自动创建出来

举例说明
docker run \                 docker run：就是创建并运行容器
--name mn \                  --name mn：容器的名字为mn
-v html:/root/html \         -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                   -p 8080:80：把宿主机的8080多口映射到容器内的80端口
nginx \                      nginx：镜像名称

案例一：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容（利用数据卷挂载实现）
需求说明:
进入nginx容器内部（nginx的html目录所在位置/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:运行容器时使用-V参数挂载数据卷】

① 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

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

② 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容并保存

cd /var/lib/docker/volumes/html/_data

打开html文件修改成功！！！

访问页面成功！！！

案例二：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时类似的：

●  -v [宿主机]:[容器目录]●   -v [宿主机文件]:[容器内文件]

实现思路

1.  将mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载镜像
2.  创建目录/tmp/mysql/data
3.   创建目录/tem/mysql/conf，将hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf
4.  去DockerHub查阅，创建并运行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

资源下载链接：
mysql镜像：https://pan.baidu.com/s/1f2-oeulj2AKvHs-w2BVWtg
提取码：GY66
hmy.cnf：https://pan.baidu.com/s/1gUbE0F9mTs2fRTzJ0gcchw
提取码：GY66

docker run --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 -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

挂载成功！！！

mysql测试连接成功！！！

数据卷挂载与目录直接挂载对比:①  数据卷挂载耦合度低，由docker来管路目录，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

五、Dockerfile自定义镜像

什么是Dockerfile

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令（Instrucyion），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。

详细语法说明，可参考官方文档：https://docs.docker.com/engine/reference/builder

镜像结构

● 镜像就是将应用程序及其需要的系统函数库、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

案例一：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

资源下载链接：
docker-demo.jar：https://pan.baidu.com/s/1sM9aJ6AniDWZWjmQSxFSjA
提取码：GY66
jdk8.tar.gz：https://pan.baidu.com/s/1sYS9CN8WTeHhzaGCzSFMcQ
提取码：GY66
Dockerfile：https://pan.baidu.com/s/1uV1gnbwRQm-x6yxCziGX_A
提取码：GY66

1、新建一个空文件夹docker-demo

①  cd /tmp/
②  mkdir docker-demo

2、拷贝docker-demo.jar文件到docker-demo目录
3、拷贝jdk8.tar.gz文件到docker-demo目录
4、拷贝Dockerfile到docker-demo目录

5、进入docker-demo

6、运行命令（构建镜像）：docker build -t javaweb:1.0 .（-t [镜像名称:版本] 最后一个点代表Dockerfile所在的目录）

成功构建镜像并运行！！！

访问成功！！！（项目已成功构建镜像并部署到docker容器）

上诉构建镜像过程较繁琐，若我们需要构建大量微服务，每个微服务在做构建时都需要执行完整的流程【分层】。因此我们可将前n层不变的提前构建为一个镜像（eg：jdk的安装、配置环境变量等…）

案例二：基于java:8-alpine镜像（体积很小的jdk的一个镜像），将一个java项目构建为镜像

新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile
拷贝课前docker-demo.jar到这个目录中
编写Dockerfile文件 :
a)基于java:8-alpine作为基础镜像
b)将app.jar拷贝到镜像中
c)暴露端口
d)编写入口ENTRYPOINT
使用docker build命令构建镜像

5.使用docker run创建容器并运行

docker run --name web -p 8090:8090 -d javaweb:2.0

小结

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

六、Docker-Compose

初始DockerCompose

什么是DockerCompose
● Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速部署分布式应用，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。

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

安装DockerCompose

资源链接
docker-compose文件：https://pan.baidu.com/s/1R6AZsHi3iNFNKL-VkJ7M9A
提取码：GY66

Linux下需要通过命令下载：

安装

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

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用资源链接提供的docker-compose文件，
上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限（+x：执行权）

 chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

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 "192.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

部署微服务集群

案例：将之前案例cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

资源链接
cloud-demo文件夹：https://pan.baidu.com/s/11EPXtWRn1EslTNLBlJBKmw
提取码：GY66

1、打开cloud-demo文件夹，里面已经编写好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docker-compose up -d 来部署【up：创建并执行容器】

七、Docker镜像服务

常见镜像仓库服务

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。
● 除了公开镜像外，用户还可以在本地搭建私有Docker Registry。企业自己的镜像最好采用私有的Docker Registry来实现。

搭建私有镜像仓库

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: registryvolumes:- ./registry-data:/var/lib/registryui:image: joxit/docker-registry-ui:staticports:- 8080:80environment:- REGISTRY_TITLE=星辰大海      # 标题- REGISTRY_URL=http://registry:5000depends_on:- registry

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：

1、打开要修改的文件

vi /etc/docker/daemon.json

2、添加内容：

"insecure-registries":["http://192.168.197.140:8080"]

3、重加载

systemctl daemon-reload

4、重启docker

systemctl   restart  docker

执行DockerCompose

1、新建文件夹

mkdir  registry-ui

2、新建docker-compose文件

touch docker-compose.yml

3、将命令保存至docker-compose.yml文件中

version: '3.0'
services:registry:image: registryvolumes:- ./registry-data:/var/lib/registryui:image: joxit/docker-registry-ui:staticports:- 8080:80environment:- REGISTRY_TITLE=星辰大海- REGISTRY_URL=http://registry:5000depends_on:- registry

向镜像仓库中推送或拉取镜像

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，名称前缀为私有镜像仓库的地址：192.168.197.140:8080/

docker tag nginx:latest  192.168.197.140:8080/nginx:1.0

② 推送镜像

docker push  192.168.197.140:8080/nginx:1.0

③ 拉取镜像

  docker pull  192.168.197.140/nginx:1.0