docker学习笔记（k8s云原生学习前瞻）

文章目录

一、简介和安装
- 1）什么是docker
- 2）跟虚拟机的对比
- 3）打包、分发、部署介绍
- 4）Docker 部署的优势
- 5）Docker 通常用来做什么
- 6）重要概念：镜像、容器
- 7）安装链接
- 8）docker启动报错解决方法
- 9）子系统安装步骤
- 10）设置镜像加速源（docker服务器在国外）
二、docker快速安装软件
- 1）直接安装的缺点
- 2）docker安装优点
- 3）演示Docker安装Redis
- 4）安装wordpress举例:
- 5）ELK安装步骤说明
- 6）更多相关命令
三、制作自己的镜像
- 1）举例制作项目说明
- 2）编写 Dockerfile并运行项目（描述依赖哪些库,为安装做准备）
- 3）Build 为镜像（安装包）和运行
- 4）docker编译指令说明
四、目录挂载
- 1）之前制作镜像之后存在的问题
- 2）几种挂载方式
- 3）挂载演示
五、多容器通信
- 1）学习目标
- 2）创建虚拟网络
- 3）演示
六、Docker-Compose
- 1）现存问题
- 2）安装docker compose
- 3）编写docker-compose.yml文件，描述依赖哪些服务（默认使用同一个网络）
- 4）跑起来
七、发布和部署
- 1）镜像仓库（存储build出来的安装包）
- 2）上传镜像
- 3）阿里云容器托管
八、备份和迁移数据
- 1）迁移方式介绍
- 2）备份和导入Volume的流程
- 3）备份MongoDB的数据演示
- 4）恢复 Volume 数据演示

一、简介和安装

1）什么是docker

Docker 是一个应用打包、分发、部署的工具
你也可以把它理解为一个轻量的虚拟机，它只虚拟你软件需要的运行环境，多余的一点都不要，
而普通虚拟机则是一个完整而庞大的系统，包含各种不管你要不要的软件。

2）跟虚拟机的对比

3）打包、分发、部署介绍

打包：
就是把你软件运行所需的依赖、第三方库、软件打包到一起，变成一个安装包
分发：
你可以把你打包好的“安装包”上传到一个镜像仓库，其他人可以非常方便的获取和安装
部署：
拿着“安装包”就可以一个命令运行起来你的应用，自动模拟出一摸一样的运行环境，不管是在 Windows/Mac/Linux。

4）Docker 部署的优势

概念
常规应用开发部署方式：自己在 Windows 上开发、测试 --> 到 Linux 服务器配置运行环境部署。

问题:
怎么在我机器上跑都没问题，怎么到服务器就各种问题了？

解决方法
用 Docker 开发部署流程：自己在 Windows 上开发、测试 --> 打包为 Docker 镜像（可以理解为软件安装包） --> 各种服务器上只需要一个命令部署好
优点
确保了不同机器上跑都是一致的运行环境，不会出现我机器上跑正常，你机器跑就有问题的情况。

5）Docker 通常用来做什么

1）应用分发、部署，方便传播给他人安装。特别是开源软件和提供私有部署的应用
2）快速安装测试/学习软件，用完就丢（类似小程序），不把时间浪费在安装软件上。例如 Redis / MongoDB / ElasticSearch / ELK
3）多个版本软件共存，不污染系统，例如 Python2、Python3，Redis4.0，Redis5.0
Windows 上体验/学习各种 Linux 系统

6）重要概念：镜像、容器

镜像：
可以理解为软件安装包，可以方便的进行传播和安装。
容器：
软件安装后的状态，每个软件运行环境都是独立的、隔离的，称之为容器。

7）安装链接

win桌面版：
https://www.docker.com/products/docker-desktop
linux服务器版：
https://docs.docker.com/engine/install/#server

8）docker启动报错解决方法

解决方法：
控制面板->程序->启用或关闭 windows 功能，开启 Windows 虚拟化和 Linux 子系统（WSL2)

9）子系统安装步骤

1）wsl --install -d Ubuntu
命令行安装可能太慢，你也可以打开微软商店 Microsoft Store 搜索 Linux 进行安装
2）设置开机启动 Hypervisor

bcdedit /set hypervisorlaunchtype auto

注意要用管理员权限打开 PowerShell

3）win的注意确保 BIOS 已开启虚拟化，下图检查是否已开启好

如果是已禁用，请在开机时按 F2 进入 BIOS 开启一下，不会设置的可以网上搜索下自己主板的设置方法，Intel 和 AMD 的设置可能稍有不同

4)若出现下图错误，点击链接安装最新版本的 WSL2，安装完后记得点击restart重新启动
下载链接

10）设置镜像加速源（docker服务器在国外）

阿里云需要去自己注册一个号

二、docker快速安装软件

1）直接安装的缺点

（1）安装麻烦，可能有各种依赖，运行报错。例如：WordPress，ElasticSearch，Redis，ELK
（2）可能对 Windows 并不友好，运行有各种兼容问题，软件只支持 Linux 上跑
（3）不方便安装多版本软件，不能共存。
（4）电脑安装了一堆软件，拖慢电脑速度。
（5）不同系统和硬件，安装方式不一样

2）docker安装优点

（1）一个命令就可以安装好，快速方便
（2）有大量的镜像，可直接使用
（3）没有系统兼容问题，Linux 专享软件也照样跑
（4）支持软件多版本共存
（5）用完就丢，不拖慢电脑速度
（6）不同系统和硬件，只要安装好 Docker 其他都一样了，一个命令搞定所有

3）演示Docker安装Redis

(1)Redis 官网：https://redis.io/

官网下载安装教程只有源码安装方式，没有 Windows 版本。想要自己安装 windows 版本需要去找别人编译好的安装包。

(2)Docker 官方镜像仓库查找 Redis ：

传送门

(3)一个命令跑起来：

命令

docker run -d -p 6379:6379 --name redis redis:latest
docker run 表示docker运行一个软件
-p  暴露端口6379
--name 给这个软件命名
redis:latest 采用redis的最新版本(或是采用固定版本，比如5.0.14)

命令效果

可以看到镜像已经拉过来了，100MB
docker文档参考
命令参考：https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/run/

进入redis终端

4）安装wordpress举例:

进入wordpress的docker页签，并复制文档，保存到docker-compose.yml里面
在docker-compose文件的目录，右键打开powershell

docker-compose up -d

创建实例结束，到docker里面可以看到mysql和wordpress的镜像
可以看到容器里面进程已经后台跑起来了
本地访问8080访问wordpress

5）ELK安装步骤说明

安装指令

安装ELK指令:
docker run -p 5601:5601 -p 9200:9200 -p 5044:5044 -it --name elk sebp/elk

内存不够解决办法
转到用户目录 cd ~，路径类似这个：C:\Users<UserName>
创建 .wslconfig 文件填入以下内容

[wsl2]
memory=10GB # Limits VM memory in WSL 2 to 4 GB
processors=2 # Makes the WSL 2 VM use two virtual processors

生效配置，命令行运行

wsl --shutdown

6）更多相关命令

docker ps 查看当前运行中的容器
docker images 查看镜像列表
docker rm container-id 删除指定 id 的容器
docker stop/start container-id 停止/启动指定 id 的容器
docker rmi image-id 删除指定 id 的镜像
docker volume ls 查看 volume 列表
docker network ls 查看网络列表

https://docker.easydoc.net/doc/81170005/cCewZWoN/AWOEX9XM
https://www.bilibili.com/video/BV11L411g7U1?p=2&vd_source=27ec8b3b09d2a66ceeb9dbe961a247d3

三、制作自己的镜像

1）举例制作项目说明

代码传送门
示例项目代码：https://github.com/gzyunke/test-docker
项目简介
这是一个 Nodejs + Koa2 写的 Web 项目，提供了简单的两个演示页面
项目依赖
软件依赖：nodejs
项目依赖库
项目依赖库：koa、log4js、koa-router

2）编写 Dockerfile并运行项目（描述依赖哪些库,为安装做准备）

FROM node:11    --表示以这个为底
MAINTAINER easydoc.net    --维护者是easydoc.net# 复制当前目录下的源码到/app目录
ADD    .   /app# 设置容器启动后的默认运行目录
WORKDIR /app# 运行命令，安装依赖库
# RUN 命令可以有多个，但是可以用 && 连接多个命令来减少层级。
# 例如 RUN npm install && cd /app && mkdir logs
RUN npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org--注释
--1）这里的 --registry=  表示指定的加速域
--2）npm install 安装依赖# CMD 指令只能一个，是容器启动后执行的命令，算是程序的入口。
# 如果还需要运行其他命令可以用 && 连接，也可以写成一个shell脚本去执行。
# 例如 CMD cd /app && ./start.sh
# 运行这个项目
CMD node app.js

npm install 自动安装的依赖

(package.json){"name": "test","version": "1.0.0","description": "","main": "app.js","dependencies": {"koa": "^2.13.1","log4js": "^3.0.6","redis": "^4.0.0-rc.3","mongodb": "^3.6.9","koa-websocket": "^6.0.0","koa-router": "^7.4.0"},"scripts": {"start": "cross-env PORT=8080 node app"},"author": "","license": "ISC"
}

app.js(http输入回馈效果)

let Koa = require('koa');
let app = new Koa();// const redis = require('redis');
// let rds = redis.createClient({url: "redis://redis:6379"});
// rds.on('connect', ()=> console.log('redis connect ok'))
// rds.connect();let log4js = require('log4js');
log4js.configure('./log4js.json');
log4js.level = 'DEBUG';
let logger = log4js.getLogger('app');let Router = require('koa-router');let router = new Router;router.all('/', async ctx =>{logger.info('on index page')ctx.body = `index page`
});router.all('/hello/:name', async ctx =>{let name = ctx.params.namelogger.info('on hello page')ctx.body = `hello ${name ? name : 'world'}`
});// router.all('/redis', async ctx =>{
//  let count = await rds.incr("count")
//  logger.info(`on test redis page, count ${count}`)
//  ctx.body = `on test redis page, 44 count ${count} `
// });app.use(router.routes());let port = process.env.PORT || 8080;
try{app.listen(8080);logger.info('Server started successfully and listened on '+ port +'\n'+'http://localhost:'+port);
}catch(err){console.error(err);
}

3）Build 为镜像（安装包）和运行

进去工程目录(有dockerfile)的目录，右键打开Powershell窗口

编译 docker build -t test:v1 .-t  test  test是镜像名字
:v1  表示这个镜像的v1版本

开始编译界面
build好之后
运行起来

运行 docker run -p 8080:8080 --name test-hello test:v1--name 容器起名叫test-hello
test:v1  指定是test的镜像，版本号是v1
-p: 指定端口映射，格式为：主机(宿主)端口:容器端口

(这里表示端口号冲突了，8080已经被被使用)

这里表示已经有同名字的容器了（这里没加-d参数，表示在前台运行，窗口关了就关了）

打开页面测试（点开容器可以看到日志）
可以看到实际端口是8080，暴露到外面的端口是9090
命令参考文档
传送门

4）docker编译指令说明

-a stdin: 指定标准输入输出内容类型，可选 STDIN/STDOUT/STDERR 三项；-d: 后台运行容器，并返回容器ID；-i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用；-P: 随机端口映射，容器内部端口随机映射到主机的端口-p: 指定端口映射，格式为：主机(宿主)端口:容器端口-t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用；--name="nginx-lb": 为容器指定一个名称；--dns 8.8.8.8: 指定容器使用的DNS服务器，默认和宿主一致；--dns-search example.com: 指定容器DNS搜索域名，默认和宿主一致；-h "mars": 指定容器的hostname；-e username="ritchie": 设置环境变量；--env-file=[]: 从指定文件读入环境变量；--cpuset="0-2" or --cpuset="0,1,2": 绑定容器到指定CPU运行；-m :设置容器使用内存最大值；--net="bridge": 指定容器的网络连接类型，支持 bridge/host/none/container: 四种类型；--link=[]: 添加链接到另一个容器；--expose=[]: 开放一个端口或一组端口；--volume , -v: 绑定一个卷

四、目录挂载

1）之前制作镜像之后存在的问题

问题
（1）使用 Docker 运行后，我们改了项目代码不会立刻生效，需要重新build和run，很是麻烦。
（2）容器里面产生的数据，例如 log 文件，数据库备份文件，容器删除后就丢失了。
解决方法
目录挂载解决以上问题

2）几种挂载方式

挂载方式
（1）bind mount （指向宿主机）
直接把宿主机目录映射到容器内，适合挂代码目录和配置文件。可挂到多个容器上
（2）volume （指向docker的·一个区域）
由容器创建和管理，创建在宿主机，所以删除容器不会丢失，官方推荐，更高效，Linux 文件系统，适合存储数据库数据。可挂到多个容器上
（3）tmpfs mount (基本没啥用，指向内存)
适合存储临时文件，存宿主机内存中。不可多容器共享。
文档参考
https://docs.docker.com/storage/

3）挂载演示

示例

docker run -p 9090:8080 --name test-hello -v D:/code:/app -d test:v1
/code是宿主机的绝对路径
/app 是容器内的目录
-d test:v1  挂载test镜像，版本是v1

结果界面
这时候修改项目代码，用cat去看刚刚js代码的修改的地方，cat可以看出来同步过去了（代码更新需要重启下容器）
(点击这个按钮进入容器里面)
注释

bind mount 方式用绝对路径 -v D:/code:/app
1）用绝对路径挂载volume 方式，只需要一个名字 -v db-data:/app
1）只需要名字就可以挂载

注意点(“Error: Cannot find module ‘koa’”)
因为挂载后，容器里的代码就会替换为你本机的代码了，如果你代码目录没有node_modules目录，你需要在代码目录执行下npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org确保依赖库都已经安装，否则可能会提示“Error: Cannot find module ‘koa’”
(如果你的电脑没有安装 nodejs，你需要安装一下才能执行上面的命令。)

五、多容器通信

1）学习目标

项目往往都不是独立运行的，需要数据库、缓存这些东西配合运作。这节我们把前面的 Web 项目增加一个 Redis 依赖，多跑一个 Redis 容器，演示如何多容器之间的通信。

2）创建虚拟网络

目的
要想多容器之间互通，从 Web 容器访问 Redis 容器，我们只需要把他们放到同个网络中就可以了。
文档参考
传送门

3）演示

（1）创建一个名为test-net的网络：

docker network create test-net

（2）运行 Redis 在 test-net 网络中，别名redis

docker run -d --name redis --network test-net --network-alias redis redis:latest1)重新运行redis，指定网络
--network test-net
2)给网络起别名叫redis
--network-alias redis
3)用最新的redis版本
redis:latest
4)后台运行
run -d
5)指定容器名字redis
--name redis

（3）修改代码中访问redis的地址为网络别名

解除注释

（4）运行 Web 项目，使用同个网络（之前启动过了，现在重新跑下项目指定下网络）

docker run -p 8080:8080 --name test -v D:/test:/app --network test-net -d test:v1
1)test:v1
镜像用test 的v1版本

访问后打印日志
访问redis(访问一次自增1，访问3此变成3)

（5）查看数据（访问redis这个变量看是否在自增）

http://localhost:8080/redis
容器终端查看数据是否一致

补充相关命令

docker ps 查看当前运行中的容器
docker images 查看镜像列表
docker rm container-id 删除指定 id 的容器
docker stop/start container-id 停止/启动指定 id 的容器
docker rmi image-id 删除指定 id 的镜像
docker volume ls 查看 volume 列表

六、Docker-Compose

1）现存问题

问题
在上节，我们运行了两个容器：Web 项目 + Redis
如果项目依赖更多的第三方软件，我们需要管理的容器就更加多，每个都要单独配置运行，指定网络。（单独配置太麻烦）
接下来（打包配置）
这节，我们使用 docker-compose 把项目的多个服务集合到一起，一键运行。

2）安装docker compose

注意点
1）如果你是安装的桌面版 Docker，不需要额外安装，已经包含了。
2）如果是没图形界面的服务器版 Docker，你需要单独安装安装文档
举例安装过程

Install using the repository
1)centosanzhuang1sudo yum updatesudo yum install docker-compose-plugin
2)确认docker版本docker compose version3)更新compose（centos）sudo yum updatesudo yum install docker-compose-plugin
-------------------------------
安装docker客户端
1） DOCKER_CONFIG=${DOCKER_CONFIG:-$HOME/.docker}mkdir -p $DOCKER_CONFIG/cli-pluginscurl -SL https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.10.2/docker-compose-linux-x86_64 -o $DOCKER_CONFIG/cli-plugins/docker-compose
2）修改运行权限chmod +x $DOCKER_CONFIG/cli-plugins/docker-compose所有人加权限sudo chmod +x /usr/local/lib/docker/cli-plugins/docker-compose3）测试是否安装docker compose version

3）运行docker-compose检查是否安装成功（打印文档）

3）编写docker-compose.yml文件，描述依赖哪些服务（默认使用同一个网络）

参考文档
传送门
编写举例

version: "3.7"
--版本号services:   --表示需要哪些服务app:       --第一个需要的服务是appbuild: ./  --app是直接从这个工程buildports:     --把容器内8080端口暴露出来当成80端口用- 80:8080volumes:   --挂载目录是把当前目录挂载到/app目录- ./:/appenvironment:  --指定时区（不指定时区默认北京时间）- TZ=Asia/Shanghairedis:      --第二个需要的是redisimage: redis:5.0.13   --这里使用redis的镜像，已经build好volumes:              --把容器内的/data挂载上去- redis:/dataenvironment:          --指定时间- TZ=Asia/Shanghaivolumes:redis:

4）跑起来

在docker-compose.yml 文件所在目录，执行：

docker-compose up   //就可以跑起来了。
命令参考：https://docs.docker.com/compose/reference/up/

传送门

其他指令

在后台运行只需要加一个 -d 参数docker-compose up -d
查看运行状态：docker-compose ps
停止运行：docker-compose stop
重启：docker-compose restart
重启单个服务：docker-compose restart service-name
进入容器命令行：docker-compose exec service-name sh
查看容器运行log：docker-compose logs [service-name]

七、发布和部署

1）镜像仓库（存储build出来的安装包）

镜像仓库介绍
镜像仓库用来存储我们 build 出来的“安装包”，Docker 官方提供了一个镜像库，里面包含了大量镜像，基本各种软件所需依赖都有，要什么直接上去搜索。
docker官网提供的镜像库
传送门
镜像仓库作用
我们也可以把自己 build 出来的镜像上传到 docker 提供的镜像库中，方便传播。
当然你也可以搭建自己的私有镜像库，或者使用国内各种大厂提供的镜像托管服务，例如：阿里云、腾讯云

2）上传镜像

（1）先注册个账号
传送门
（2）创建个镜像库

（3）命令行登录账号：(输入账号和密码)

docker login -u username

（4）新建一个tag，名字必须跟你注册账号一样（）

docker tag test:v1 username/test:v1

（5）推上去

docker push username/test:v1

（6）部署试下

docker run -dp 8080:8080 username/test:v1

（这里没有起名字）

（7）docker-compose 中也可以直接用这个镜像了

version: "3.7"services:app:
#    build: ./  这个去掉换成image(镜像)image: helloguguji/test:v1ports:- 80:8080volumes:- ./:/appenvironment:- TZ=Asia/Shanghairedis:image: redis:5.0.13volumes:- redis:/dataenvironment:- TZ=Asia/Shanghaivolumes:redis:

3）阿里云容器托管

docker 官方的镜像托管有时候上传和下载 都太慢了，如果你想要更快的速度，可以使用阿里云的免费镜像托管

这里操作都差不多

八、备份和迁移数据

1）迁移方式介绍

（1）如果你是用bind mount：

直接把宿主机的目录挂进去容器，那迁移数据很方便，直接复制目录就好了

（2）如果你是用volume方式挂载：

由于数据是由容器创建和管理的，需要用特殊的方式把数据弄出来。

2）备份和导入Volume的流程

1、备份：

1）运行一个 ubuntu 的容器，挂载需要备份的 volume 到容器，并且挂载宿主机目录到容器里的备份目录。
2）运行 tar 命令把数据压缩为一个文件
3）把备份文件复制到需要导入的机器

2、导入
1）运行 ubuntu 容器，挂载容器的 volume，并且挂载宿主机备份文件所在目录到容器里
2）运行 tar 命令解压备份文件到指定目录

3）备份MongoDB的数据演示

流程

1）运行一个 mongodb，创建一个名叫mongo-data的 volume 指向容器的 /data 目录

docker run -p 27018:27017 --name mongo -v mongo-data:/data -d mongo:4.4

注意这里：
-v mongo-data 表示volume叫mono-data，挂载在容器的/data目录
-d 表示后台运行
mongo:4.4 表示用的是芒果的4.4版本

打开docker看volume

打开芒果，插入某个明文数据

2）运行一个 Ubuntu 的容器，挂载mongo容器的所有 volume，映射宿主机的 backup 目录到容器里面的 /backup 目录，然后运行 tar 命令把数据压缩打包

docker run --rm --volumes-from mongo -v C:\Users\kachi\Desktop\backup:/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /data/
--rm 表示同名则删除之前的容器
--volumes -from  mongo  从芒果这个容器里面挂载volume
-v  指定了绝对路径
ubuntu  镜像使用ubuntu的
tar  用tar压缩/data/目录，命名为/backup/backup.tar

①创建个backup目录
②输入命令

③删除芒果db

④删除数据盘的内容

3）最后你就可以拿着这个 backup.tar 文件去其他地方导入了。

4）恢复 Volume 数据演示

运行一个 ubuntu 容器，挂载 mongo 容器的所有 volumes，然后读取 /backup 目录中的备份文件，解压到 /data/ 目录

docker run --rm --volumes-from mongo -v d:/backup:/backup ubuntu bash -c "cd /data/ && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"
bash -c 执行xxx的脚本路径
tar  解压文件
--strip 1   过滤一些符号信息和调试信息