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docker实战

news 来源：原创 2024/5/18 19:04:46

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Docker简介

Docker 最初 dotCloud 公司内部的一个业余项目
Docker 基于 Go 语言
Docker 项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案
Docker 的基础是 Linux 容器（LXC）等技术
Docker 容器的启动可以在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多
Docker 对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个 Docker 容器
容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行态环境。对应的，虚拟机可以理解为模拟运行的一整套操作系统（提供了运行态环境和其他系统环境）和跑在上面的应用。
容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行态环境。对应的，虚拟机可以理解为模拟运行的一整套操作系统（提供了运行态环境和其他系统环境）和跑在上面的应用。

打开翻译君输入Docker 结果显示码头工人，没错！码头工人搬运的是集装箱，那么今天要讲的Docker其操作的也是集装箱，这个集装箱就静态而言就是一个应用镜像文件，就动态而言，就是一个容器。

Docker从狭义上来讲就是一个进程，从广义上来讲是一个虚拟容器，其实更专业的叫法是应用容器（ Application Container ），Docker进程和普通的进程没有任何区别，它就是一个普通的应用进程。不过是用来操作镜像文件的。所以Docker进程+构建的应用镜像文件就等于Docker容器。本文所有讲的Docker都是指Docker容器哦。

注意：

当利用 docker run 来创建容器时，Docker 在后台运行的标准操作包括：

检查本地是否存在指定的镜像，不存在就从公有仓库下载
利用镜像创建并启动一个容器
分配一个文件系统，并在只读的镜像层外面挂载一层可读写层
从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口到容器中去
从地址池配置一个 ip 地址给容器
执行用户指定的应用程序
执行完毕后容器被终止

可以利用 docker start 命令，直接将一个已经终止的容器启动运行。

构建企业级Docker虚拟化平台实战

重点剖析虚拟化和云计算概念；
分析Docker虚拟化的概念和原理；
从0开始实战Docker虚拟化平台；
基于Docker构建Nginx WEB服务器和CentOS虚拟机；
基于开源监控软件Cadvisor监控Docker云主机。

1、虚拟化技术的概念

虚拟化，是目前比较火爆的技术，用于将物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒，计算元件运行在虚拟的设备上，而不是真实的设备上；

虚拟化的原理，虚拟化的底层是要进行虚拟化的物理机器，基于虚拟化技术将物理机虚拟生成N个虚拟机资源，应用程序、软件（Nginx、Apache、Tomcat、Redis、Memcached等）运行在虚拟机中；

虚拟化的意义，虚拟化的技术不单单是将某台物理机虚拟生成N台虚拟机，更广义的含义是将多组物理机资源转变为逻辑资源，同时可以实现统一的资源管理和调度分配；

虚拟化最终的目的，实现高配物理机硬件资源的合理的利用，将物理资源最大化的使用，不浪费任何的资源，淘汰一些效率比较低的服务器硬件，保证IT信息高速的发展；

虚拟化技术，主要用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件资源。

docker与传统虚拟化（KVM,XEN等）对比：

Docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复制本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件的基础上，虚拟出自己的系统，再在系统上部署相关的 APP应用。

假设公司需求，需要部署100个Nginx服务，有如下的方案：

采购100台低配物理机，每台物理机部署一个Nginx服务；

采购10台高配物理机，每台物理机虚拟10台虚拟机（配置同低配物理机），每个虚拟机部署一个Nginx服务(每个虚拟机部署一个WEB服务)；（企业推荐）

Docker虚拟化技术，三个概念：Docker镜像，Docker容器，Docker仓库；

Docker镜像Docker images，类似ISO镜像文件，静止的，不能被修改，一个模板文件；就类似于VM虚拟机里面的快照，但是可比快照轻量化多了。通过ID或者易识别的名字+tag来确认唯一的目标镜像。ImagesID是一个64位的字符，但是一般我们都是使用前面12位就足够区别了。

镜像是分层的，有基础镜像，仅仅包含操作系统，比如centos镜像；有中间件镜像，比如redis等数据库镜像；最后是应用镜像，就是指具体的应用服务了，应用镜像可以非常丰富，随时可以发布，这三者之间依次叠加。

使用 Docker构建镜像的时候，每一个命令都会在前一个命令的基础上形成一个新镜像层。如下图，基础镜像就是centos镜像，中间件镜像就是两个红色圈，应用镜像就是紫色圈。其中redis+centos这样叠加组合的中间件镜像就可以供A服务或者B服务使用，这样叠加组合更加灵活。仍和一种镜像都可以从Docker hub公共仓库中拉取。

Docker容器Docker containers，基于Docker镜像运行的实体，类似程序和进程的关系，进程是程序（软件）运行的实体；从镜像中创建容器，这如同从快照中创建虚拟机; 打个比方，你首先下载了一个Ubuntu的镜像，然后又安装mysql和Django应用及其依赖，来完成对它Ubutun镜像的修改，非常完美应用镜像生成了

Docker容器，基于Docker镜像运行后的实体，类似程序和进程的

镜像就生成一个容器。容器启动之后就会运行Django服务了。

容器就是一个个独立的封闭的集装箱，但是也需要对外提供服务的，所以Docker允许公开容器的特定端口，在启动Docker的时候，我们就可以将容器的特定端口映射到宿主机上面的任意一个端口，所以，如果几个服务都需要80端口，那么容器的对外端口是80，但是映射到宿主机上面就是任意端口，就不会产生冲突，所以就不需要通过代理来解决冲突。容器对外端口与宿主机的端口映射可以通过下面的命令来完成。

启动docker容器
 docker run -d -p 2222:22 --name 容器名 镜像名
 -d 守护容器，就是后台运行，退出命令窗口容器也不会停止
 -it 交互式容器 退出命令窗口容器就停止运行了
 -p宿主机端口和容器端口映射
 8081:80 宿主机端口:容器公开的端口

Docker仓库Docker registeries，存储镜像的仓库，存储镜像的地方，分为公共仓库（Public）、私有仓库(Private)；公有仓库docker hub提供了非常多的镜像文件，这些镜像直接拉取下来就可以运行了，你也可以上传自己的镜像到docker hub上面。同时也可以自己搭建私有仓库用于团队项目管理。

Docker的生命周期

1：开发构建镜像并将镜像push到Docker仓库；

2：测试或者运维从Docker仓库拷贝一份镜像到本地；

3：通过镜像文件开启Docker容器并提供服务。

Docker特点

1：构建容易分发简单；

2：隔离应用解除依赖；

3：快速部署测完就销。

Docker与传统虚拟机区别

VM 的 Hypervisor 需要实现对硬件的虚拟化，并且还要搭载自己的操作系统，其中虚拟机操作系统占用内存是比较大的，一个操作系统有好几个G，自然在启动速度和资源利用率以及性能上有非常大的开销

Docker 应用容器相对于 VM 有以下几个优点：

1：启动速度快，容器启动本质就是一个开启一个进程而已，因此都是秒启，而 VM 通常要更久；

2：资源利用率高，一台普通 PC 可以跑成百上千个容器，你跑十个 VM 试试；

3：性能开销小， VM 通常需要额外的 CPU 和内存来完成 OS 的功能，这一部分占据了额外的资源。

运行docker

Docker 容器只是一个运行于宿主操作系统host OS上的应用进程，所以你需要一个镜像来运行它。Docker 镜像以进程的方式运行时就叫做 Docker 容器。你可以加载本地 Docker 镜像，也可以从 Docker Hub 上下载。Docker Hub 是一个提供公有和私有镜像来进行拉取pull操作的集中仓库。官方的 Docker Hub 位于 hub.docker.com。当你指示 Docker 引擎运行容器时，它会首先搜索本地镜像，如果没有找到，它会从 Docker Hub 上拉取相应的镜像。

运行一个 Apache web 服务器的 Docker 镜像，比如 httpd 进程。你需要运行 docker container run 命令。旧的命令为 docker run，但后来 Docker 添加了子命令部分，所以新版本支持下列命令：

Docker 的 run 命令将镜像名作为强制参数，另外还有很多可选参数。常用的参数有：

-d：从当前 shell 脱离容器
-p X:Y：绑定容器的端口 Y 到宿主机的端口 X
--name：命名你的容器。如果未指定，它将被赋予随机生成的名字
-e：当启动容器时传递环境编辑及其值

通过上面的图片，将 httpd 作为镜像名来运行容器。接着，本地镜像没有找到，Docker 引擎从 Docker Hub 拉取了它。注意，它下载了镜像 httpd:latest，其中 :后面跟着版本号。如果你需要运行特定版本的容器，你可以在镜像名后面注明版本名。如果不提供版本名，Docker 引擎会自动拉取最新的版本。

输出的最后一行显示了你新运行的 httpd 容器的唯一 ID。

查看 Docker 容器的历史纪录

在第一步我们使用了 -d 参数来将容器，在它一开始运行的时候，就从当前的 shell 中脱离出来。在这种情况下，我们不知道容器里面发生了什么。所以为了查看容器的历史纪录，Docker 提供了 logs 命令。它采用容器名称或 ID 作为参数。

这里使用了容器名称作为参数。你可以看到httpd 容器中与 Apache 相关的历史纪录。

确定 Docker 容器的进程

容器是一个使用宿主资源来运行的进程。这样，你可以在宿主系统的进程表中定位容器的进程。让我们在宿主系统上确定容器进程。

Docker 使用著名的 top 命令作为子命令的名称，来查看容器产生的进程。它采用容器的名称或 ID 作为参数。在旧版本的 Docker 中，只可运行 docker top 命令。在新版本中，docker top 和 docker container top 命令都可以生效。

在第一个输出中，列出了容器产生的进程的列表。它包含了所有细节，包括用户号uid、进程号pid，父进程号ppid、开始时间、命令，等等。这里所有的进程号你都可以在宿主的进程表里搜索到。这就是我们在第二个命令里做得。这证明了容器确实是宿主系统中的进程

停止 Docker 容器

采用容器名称或 ID 作为参数。

列出停止的或不活动的 Docker 容器

现在停止了容器，这时如果使用 ls 命令，它将不会出现在列表中。

在这种情况下，如果想要查看停止的或不活动的容器，你需要在 ls 命令里同时使用 -a 参数。

重新启动 Docker 容器

启动和运行的区别。当你运行一个容器时，你将启动一个全新的容器。当你启动一个容器时，你将开始一个已经停止并保存了当时运行状态的容器。它将以停止时的状态重新开始运行。

移除 Docker 容器

注意：不可以移除运行中的容器。移除之前需要先停止容器。你可以使用 -f 参数搭配 rm 命令来强制移除容器，但并不推荐这么做。

一旦移除了容器，即使再使用 ls -a 命令也查看不到容器了。

虚拟化技术进行分类，分为三大类：完全虚拟化、半虚拟化、轻量级虚拟化（Docker），虚拟化技术，分层抽象图：

互联网主流的虚拟化技术：KVM、ESXI、HP-V、XEN、Docker、Virtual Box等，使用量最多：Docker、KVM、ESXI、。

完全虚拟化技术：通过软件实现对操作系统的资源再分配，比较成熟，例如，KVM,virtualBOX.

半虚拟化技术：是通过代码修改已有的系统，形成一种新的可虚拟化的系统，调用硬件资源去安装多个系统，整体速度上相对高一点，代表产品有Xen.

轻量级虚拟化:Docker(介于完全虚拟化、半虚拟化之间)

Docker技术的产物是Docker容器（集装箱），容器中存放各种依赖文件、库、应用软件，可以打包繁杂的库文件、依赖程序到容器中，可以方便迁移到其他的平台；

传统虚拟化技术，如果想部署Nginx服务，必须基于底层硬件-VMM-GuestOS-Nginx服务；
Docker虚拟化技术，如果想部署Nginx服务，必须基于底层硬件-VMM-Nginx服务；
虚拟化的用途（优势）快速分配资源、对服务器资源进行统一的调度和分配，可以做到弹性扩容和缩容。（比如：10台物理机--虚拟成100虚拟机）
虚拟化要求物理机的配置高，基于高配物理机生成N个虚拟机，京东线上虚拟机物理机配置：CPU 64C , MEN 256G ,Disk 4T(RAID10),线上生成环境配置：2C4G40G; 4C8G40G; 8C16G100G;

例子：物理机8C16G，最多虚拟： 7台+ 1台4c +1台2C 虚拟机

云计算和虚拟化有什么关系？虚拟化是云计算的基础，虚拟化是云计算组成部分，是云计算中负责虚拟化资源管理的模块。

2、Docker虚拟化概念

Docker虚拟化技术类似集装箱打包技术，Docker最终的产物是Docker容器（集装箱）；
基于Docker虚拟化技术，将各种依赖包、环境、系统统一打包成一个容器，将该容器便捷的迁移，例如内网打包环境，外网直接发布环境；
开发人员内网调试一套环境，非常复杂，系统涉及到很多依赖包、环境、系统，想要发布到线上，还需要在线上去调试环境，有了Docker技术之后，可以直接将内部的环境统一打包、集成；
下图为传统虚拟化方案：à需要部署Nginx，先部署OS系统，基于OS系统再部署Nginx；