docker的使用方法-编程知识

文章目录

为什么要用docker
docker安装
docker工作原理
docker命令
docker搭建练习
docker可视化
docker镜像
docker容器数据卷
DockerFile
docker全流程
Docker网络原理
docker compose
docker swarm

为什么要用docker

官网：https://www.docker.com
文档地址：https://docs.docker.com
仓库地址：https://hub.docker.com

一款产品:

开发：开发环境 — 开发人员
上线：应用环境，应用配置 — 运维人员

传统方法：开发人员打包好应用程序，剩下的交给运维

问题：

环境不同，版本更新，端口冲突等导致服务不可用，这对于运维来说，考验很大
环境配置费时费力

现在方法：开发打包部署上线，一套流程做完

docker解决了上面的问题：

打包项目带上环境（镜像） -> docker仓库 -> 下载发布的镜像 -> 直接运行即可

docker核心思想：

隔离：打包装箱，每个容器时相互隔离的

优点：

使得容器之间不会相互影响
通过隔离机制，使得某个容器能使用的资源被限制，这样可以节省设备资源，使得设备资源被利用到极致

docker与虚拟机的联系与区别：

虚拟机：例如VMware，通过这个软件我们可以虚拟出来多台电脑，缺点是十分笨重
docker：使用了容器技术，也是一种虚拟化技术，但是十分轻巧

假设需要使用一台linux机器

VMware：导入linux镜像（一台电脑）。隔离：需要开启多个虚拟机
docker：隔离：镜像（最核心的环境(约4M大小) + 项目需要的运行环境）

传统虚拟机：虚拟出一条硬件，运行一个完整的操作系统，然后在这个系统上安装和运行软件
docker：容器内的应用直接运行在宿主机的内容，容器是没有自己的内核的，也没有我们虚拟的硬件，所以就轻便了

docker为什么比VM快：

docker有着比虚拟机更少的抽象层

docker利用的是宿主机的内核，vm需要的是Guest OS。所以说，新建一个容器的时候，docker不需要像虚拟机一样重新加载一个操作系统内核，避免启动引导程序。

docker的好处：

应用更快速的交付和部署
更便捷的升级和扩缩容
更简单的系统运维
更高效的计算资源利用

docker安装

docker的基本组成：
- 客户端（client）
- 服务器（docker_host）
- 仓库（registry）
- 镜像（image）：docker镜像就好比一个模板，可以通过这个模板来创建多个容器。
- 容器（Container）：docker利用容器技术，独立运行一个或者一个组应用，通过镜像来创建的。相当于一个小型linux系统。
- 基本命令：启动，停止，删除
- 可以将这个容器理解为一个简易的linux系统
- 仓库（repository）：存放镜像的地方。仓库分为公有仓库和私有仓库：
- docker hub（国外）
- 阿里云，华为云等

安装docker

环境准备
- linux基础
- ubuntu22.04

环境查看

uname -r #确定内核在3.0以上
cat /etc/os-release # 查看操作系统信息

安装

帮助文档：https://www.runoob.com/docker/ubuntu-docker-install.html

卸载旧版本

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

安装需要的包

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common

设置仓库

# 添加Docker的官方GPG密钥
curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 验证是否拥有带指纹的密钥
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

# 设置稳定版仓库
sudo add-apt-repository \
"deb [arch=amd64] https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/ \
$(lsb_release -cs) \
stable"

安装 Docker Engine-Community

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

查看是否安装成功，运行以下hello-world

sudo docker run hello-world

在这里插入图片描述

查看一下下载的hello-world镜像

docker images

在这里插入图片描述

卸载docker

sudo apt-get purge docker-ce # 删除安装包
sudo rm -rf /var/lib/docker # 删除镜像、容器、配置文件等内容，

/var/lib/docker是docker默认工作路径

配置阿里云镜像加速

回顾hello-world镜像拉取过程
1. docker在本机寻找镜像，判断是否有镜像，如果有则使用并运行。否则执行下一步
2. 去docker hub上下载。如果没找到镜像，返回错误。如果找到了镜像，将镜像下载到本地
3. 使用下载好的镜像，下次运行时就可以直接从本机找到该镜像了

docker工作原理

docker是一个client-server结构的系统，docker的守护进程运行在主机上，通过socket从客户端访问
docker-server接收到docker-client的指令，就会执行这个命令，可能是启动一个容器，这个容器就可以看成是一个小的linux系统，在这个容器内可以运行一些服务，例如mysql(3306端口)
在这里插入图片描述

docker命令

在这里插入图片描述

帮助命令
- docker version 显示docker版本信息
- docker info 显示docker的系统信息，包括镜像和容器的数量
- docker --help 帮助命令
- docker <命令> --help 查看特定命令的帮助信息
帮助文档的地址：https://docs.docker.com/reference/
镜像命令
- docker images 查看所有镜像
- docker search <镜像名称> 搜索镜像
- docker pull <镜像名称> 下载镜像
  
  docker pull mysql 等价于 docker pull docker.io/library/mysql:latest
  下载指定版本mysql：docker pull mysql:5.7
- docker rmi --f <镜像名称/镜像id> 删除镜像，使用镜像id不需要全写上，只需要写几个前缀，能够与别的镜像区分开即可
- docker rmi --f <镜像id> <镜像id>.. 批量删除镜像
- docker rmi -f $(docker images -aq) docker images -aq会查出所有镜像的id，这样可以删除所有镜像
容器命令

说明：有了镜像才可以创建容器，linux，下载一个centos镜像来学习
docker pull centos
- 容器运行
  - docker run [可选参数] <image> 新建容器并启动
  - --name="NAME" 容器名称
  - -d 后台方式运行，后台运行时必须要有一个前台进程，否则docker发现没有应用，就会自动停止。具体例如：
  docker run -d centos -c "while true;do echo kuangshen;sleep 1;done" # 这段命令循环运行了一个前端shell脚本，这样就使得docker不停止
  - -it 使用交互方式运行，进入容器查看内容
  - -p 主机端口:容器端口 指定主机端口和容器端口的映射
  - -p 容器端口 指定容器端口
  - -P 随机指定端口
- 查看正在运行的容器
  - docker ps 查看正在运行的docker
  - docker ps -a 查看正在+曾经运行的docker
- 终止容器
  - exit 停止容器并退出
  - ctrl + p + q 容器不停止退出
- 删除容器
  - docker rm <容器id> 删除容器，不能删除正在运行的容器，如果像删除，加-f参数
  - docker rm $(docker ps -aq) 删除所有容器
  - docker ps -a -q|xargs docker rm 删除所有容器
- 容器启停
  - docker start <容器id> 启动容器
  - docker restart <容器id> 重启容器
  - docker stop <容器id>停止当前正在运行的容器
  - docker kill <容器id>强制停止当前容器
- 日志、进程、元数据的查看
  - docker logs -tf --tail 10 <容器id> 查看尾部10条日志
  - docker top <容器id> 查看进程信息
  - docker inspect <容器id> 查看容器元数据
- 进入正在运行的容器、拷贝命令
  - docker exec -it <容器id> /bin/bash 交互模式进入
  - docker attach <容器id> 交互模式进入
  - docker cp <容器id>:<文件路径> <主机路径> 从容器内拷贝文件到主机上

docker搭建练习

Docker 安装 Nginx
1. 搜索镜像
  docker search nginx或者直接dockerhub上搜索
2. 下载镜像
  docker pull nginx
3. 查看镜像
  docker images
4. 启动镜像
  docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx 给这个容器起一个名:nginx01，外面端口设置为3344（可以进行公网访问），容器内端口设置为nginx默认端口80，这样在外面就可以通过3344端口访问到nginx
5. 测试镜像
  curl localhost:3344
6. 交互模式进入容器
  docker exec -it nginx01 /bin/bash
7. 找到nginx应用路径
  whereis nginx
问题：每次需要修改nginx配置文件都需要进入容器内部，十分麻烦，如果可以在容器外部提供一个映射路径，使得能够修改容器内的文件。
-v 数据卷
docker 安装 tomcat
1. 直接用run自动下载镜像，启动容器
  docker run -ti --rm tomcat:9.0 --rm参数表示该容器用完（stop）即删除，是用来测试的
2. 正常启动容器
  docker run -d -p 3355:8080 --name tomcat01 tomcat:9.0
3. 查看容器
  docker ps
4. 进入容器
  docker exec -it tomcat01 /bin/bash
5. 终止容器
  docker stop tomcat01
6. 删除容器
  docker rm tomcat01
docker 部署 es + kibana
问题：
1. es 暴露的端口很多
2. es 十分耗内存
3. es 的数据一般需要放置到安全目录！挂载
1. 去dockerhub搜索elastic镜像
2. 下载镜像，启动容器
  docker network create somenetwork
  docker run -d --name elasticsearch --net somenetwork -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" elasticsearch:tag
3. 查看容器cpu状态
  docker stats
4. 下载kibana镜像并运行，思考两个容器如何通信

docker可视化

portainer：docker图形化界面管理工具！提供一个后台面板供我们操作

docker run -d -p 8088:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

访问测试：

localhost:8088
默认用户名：admin，设置密码：XXX，选择local，connect
Rancher

docker镜像

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

如何得到镜像
- 远程仓库下载
- 朋友拷贝给你
- 自己制作一个镜像DockerFile
核心思想：层级文件系统Union File System（UnionFS）

分层下载的好处在于：当下载一个新的镜像时，如果之前下载过该镜像中的某一层，那么就不用重复下载了，节省内存。
特点：

docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部！这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层。
commit镜像：

docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" <容器id> 目标镜像名:<tag>
docker images 查看提交的镜像

docker容器数据卷

问题：docker是将应用和环境打包成一个镜像，但是不考虑数据。如果数据都存放在容器中，那我们将容器删除，数据就会丢失
需求：数据可以持久化
解决方法：容器之间需要一个数据共享的技术。docker容器中产生的数据，同步到本地，这就是卷技术。

简单来说，卷技术就是目录的挂载，将容器内的目录挂载到主机上。举例：
在这里插入图片描述

方式1：使用命令来挂载：
docker run -it -v 主机目录:容器目录 <容器id>
docker inspect <容器id> 查看挂载情况，双向绑定，不管修改主机还是容器，都会同步。即使容器被停止了，也会同步

实战：同步mysql数据

运行容器：
docker run -d -p 3310:3306 -v /home/yonghu/ceshi:/etc/mysql/conf.d -v /home/yonghu/ceshidata:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --name mysql01 mysql:5.7 实现多个挂载，配置文件挂载和数据挂载
具名挂载和匿名挂载
- 匿名挂载：-v 容器路径:<权限>
- 具名挂载：-v 卷名:容器路径:<权限>
- 指定路径挂载：-v 主机路径:容器路径:<权限>
- <权限>可以设置为ro只读、rw读写。ro权限是只能主机进行修改，容器无法修改了。
  docker volume ls 将所有的卷都打印出来
  docker volume inspect <卷名> 查看指定卷的细节
所有的docker容器内的卷，没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes目录下

方式2：使用DockerFile来挂载
DockerFile就是用来构建docker镜像的构建文件。其实就是一个命令脚本，通过这个脚本可以生成一个镜像。镜像是一层一层的，因此脚本是一个一个的命令，每个命令都是一层。
mkdir ceshi
pwd

vim dockerfile1 创建一个dockerfile文件

FROM centos：指定基础镜像
VOLUME [“volume01”,“volume02”]：通过volume进行挂载
CMD echo “------end------”：输出end
CMD /bin/bash：进入到/bin/bash中

docker build -f dockerfile1 -t test/centos .当前目录下build镜像
docker images

docker run -it --name mycentos test/centos /bin/bash
ls -l

exit
docker inspect mycentos 查看卷挂载主机路径

多个mysql同步数据

docker run -it --name centos01 test/centos 创建父容器（数据卷容器）
docker run -it --name centos02 --volumes-from centos01 test/centos --volumes-from同步两个容器

即使删除父容器，数据仍然存在

DockerFile

DockerFile就是用来构建docker镜像的构建文件。其实就是一个命令脚本，通过这个脚本可以生成一个镜像。镜像是一层一层的，因此脚本是一个一个的命令，每个命令都是一层。

构建步骤：

编写一个 dockerfile 文件
构建一个镜像： docker build -f <docker文件名> -t 镜像名 .
运行镜像：docker run
发布镜像（dockerhub、阿里云镜像仓库）：docker push

DockerFile基础知识
1. 每个保留关键字都必须是大写字母
2. 执行从上到下顺序执行
3. # 表示注释
4. 每一个指令都会创建提交一个新的镜像层，并提交
DockerFile指令
- FROM：指定基础镜像。
示例：FROM ubuntu:latest
- MAINTAINER：指定维护者信息。
示例：MAINTAINER dj<123456@qq.com>
- RUN：在镜像中执行命令。
示例：RUN apt-get update && apt-get install -y package
- COPY：将文件从构建上下文复制到镜像中。
示例：COPY app.py /app/
- ADD：类似于 COPY 命令，但还支持远程URL和解压缩文件。
示例：ADD http://example.com/file.tar.gz /data/
- WORKDIR：设置工作目录。
示例：WORKDIR /app
- EXPOSE：声明容器在运行时监听的端口。
示例：EXPOSE 8080
- ENV：设置环境变量。
示例：ENV MY_ENV_VAR=value
- CMD：指定容器启动后要执行的命令。只有最后一个会生效，可被替代。
示例：CMD ["python", "app.py"]
- ENTRYPOINT：将容器作为可执行程序运行，忽略 CMD 指令。
示例：ENTRYPOINT ["python","app.py"]
- VOLUME：声明容器中的挂载点。
示例：VOLUME /data
实战：构建自己的centos
1. 编写dockerfile文件
  vim dockerfile2
```
FROM centos
MAINTAINER dj<123456@qq.com>ENV MYPATH=/usr/local
WORKDIR $MYPATHRUN yum -y install vim
RUN yum -y install net-toolsEXPOSE 80CMD echo $MYPATH
CMD echo "----end----"
CMD /bin/bash
```
2. 构建镜像
  docker build -f dockerfile2 -t test/mycentos .
3. 运行容器
  docker run -it test/mycentos
4. 查看镜像是如何制作的
  docker history <容器id>
CMD和ENTRYPOINT的区别

CMD命令：

vim dockerfile3
```
FROM centos
CMD ["ls","-a"]
```
docker build -f dockerfile3 -t test/dockerfile3 .
docker run -it test/dockerfile3 正常运行得到：

docker run -it test/dockerfile3 -l 后面加一个-l参数，报错：

docker run -it test/dockerfile3 ls -al，正常运行

ENTRYPOINT命令（追加命令）：

vim dockerfile4
```
FROM centos
ENTRYPOINT ["ls","-a"]
```
docker build -f dockerfile4 -t test/dockerfile4 .
docker run -it test/dockerfile4 正常运行得到：

docker run -it test/dockerfile4 -l ，正常运行：
实战：部署tomcat
bilibili视频 - 部署tomcat
发布自己的镜像到dockerhub
1. dockerhub注册账号
2. 使用命令登录账号
  docker login -u <用户名> -p <密码>
3. 提交镜像
  docker tag <镜像id> <镜像名>:<tag> 指定某个镜像id，复制一个名为<镜像名>:<tag>的新镜像
  docker push <镜像名>或者<镜像id>:<tag>

docker全流程

在这里插入图片描述

Docker网络原理

理解docker0

docker0相当于网关。

问题：docker是如何处理容器网络访问的？

解决上述问题
1. 运行一个tomcat容器
  docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
2. 查看容器内部网络地址
  docker exec -it tomcat01 ip addr
3. 尝试ping容器
  ping 172.17.0.2 可以ping通
4. 再开启一个tomcat容器
  docker run -d -P --name tomcat02 tomcat
5. tomcat01尝试ping tomcat02
  docker exec -it tomcat01 ping 172.17.0.3，可以ping通
6. 运行ip addr，此时多了两对网卡
每启动一个docker容器，dockers就回给dockers容器分配一个ip，我们只要安装了docker，就会有一个网卡docker0（桥接模式），使用的技术是veth-pair技术。

veth-pair：是一对虚拟设备接口，成对出现，一端连接协议，一段彼此相连。例如主机如果想和容器通信，那么主机和容器就会彼此相连，然后再连接协议。

桥接模式：在bridged模式下，VMWare虚拟出来的操作系统就像是局域网中的一台独立的主机，它可以访问网内任何一台机器。主机网卡和虚拟网卡的IP地址处于同一个网段，子网掩码、网关、DNS等参数都相同。这种方式简单，直接将虚拟网卡桥接到一个物理网卡上面，和linux下一个网卡绑定两个不同地址类似，实际上是将网卡设置为混杂模式，从而达到侦听多个IP的能力。在此种模式下，虚拟机内部的网卡（例如linux下的eth0)直接连到了物理网卡所在的网络上，可以想象为虚拟机和host机处于对等的地位，在网络关系上是平等的，没有谁在谁后面的问题。
NAT模式：相当于宿主机再构建一个局域网，虚拟机无法和本局域网中的其他真实主机进行通讯。只需要宿主机器能访问互联网，那么虚拟机就能上网，不需要再去配置IP地址，子网掩码，网关。虚拟机和主机能够互相ping通。
容器互联 link
1. 新建一个容器tomcat03来link tomcat02
  docker run -d -P --name tomcat03 --link tomcat02 tomcat
2. 测试用容器名，看能否ping通
  docker exec -it tomcat03 ping tomcat02，可以ping通
  docker exec -it tomcat02 ping tomcat03，不可以ping通
  docker exec -it tomcat03 cat /etc/hosts，查看路由，发现tomcat03的路由中存放着tomcat02的ip映射
  
  docker exec -it tomcat02 cat /etc/hosts，查看路由，发现tomcat02的路由中没有tomcat03的ip映射
自定义网络
1. 查看网卡
  docker network ls
  
  bridge：桥接模式（自定义网络）
  host：和宿主机共享网络
  none：不配置网络
  container：容器网络连通
1. 自定义网络
  （1）docker run -d -P --name tomcat01 tomcat 等价于 docker run -d -P --name tomcat01 --net bridge tomcat，默认运行容器使用桥接模式
  （2）docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet
  （3）docker network ls
  （4）docker network inspect mynet
  
  （5）docker run -d -P --net mynet --name tomcat01 tomcat，运行一个自己网络下的容器
  （6）自定义网络无需使用link也可以使用容器名进行ping通

问题：不同网段的容器如何互联？

容器连通

docker run -d -P --name tomcat01 tomcat
docker run -d -P --name tomcat02 --net mynet tomcat
docker network connect mynet tomcat01
dcoker exec -it tomcat01 ping tomcat02，可以ping通，反过来也可以ping通
docker network inspect tomcat01，观察网卡信息，发现tomcat01被写入

docker exec -it tomcat01 ip addr，查看tomcat01网卡信息，发现多了一个IP地址

docker compose

docker compose 介绍

之前docker只能每个容器单个操作build，run等命令，现在可以使用docker compose批量处理，轻松高效的管理容器。
- 三步骤：
  1. Dockerfile保证项目在任何地方运行
  2. 定义服务，编写docker-compose.yml文件
  3. 启动项目，docker-compose up
  - 问题：如果要部署一个web服务，我们要使用到redis、mysql、nginx…多个容器，一个一个去build，run非常麻烦
  - 解决：docker compose
- compose中重要概念：
  - 服务services：容器，应用。（web,redis,mysql…）
  - 项目project：一组关联的容器。例如：博客
docker compose 安装
- sudo curl -L "https://hub.nuaa.cf/docker/compose/releases/download/2.23.1/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
- sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose，修改权限
- docker-compose --version，查看是否安装成功
docker compose 使用

官方简单使用

正常步骤：
1. 准备好所有需要的依赖文件
2. 写好DockerFile来构建web应用镜像
3. 仓库拉取redis镜像
4. run，构造两个容器
5. 对两个容器做互通
docker-compose：
1. 准备好所有需要的依赖文件
2. 写好DockerFile来构建web应用镜像
3. 写docker-compose.yml文件
4. 一键部署docker-compose up
- 命令：
  - docker-compose up 启动
  - docker-compose down 或 ctrl+c 停止

docker-compose.yml文件编写

共三层：版本、服务、其他配置
官方文档

version: ' ' # 版本
service:     # 服务服务1(web):images:build:network:...服务2(redis):...
# 其他配置
volumes:
networks:
configs:
secrets: