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docker 入门到实战

时间：2025-01-16 11:58:16浏览次数：1  
标签：实战 容器 入门 部署 环境 镜像 docker Docker

一、Docker 能解决什么问题？

Docker 作为一种容器化技术，能够解决多种软件开发和运维中的问题，主要包括：

1. 环境一致性：确保开发、测试和生产环境的一致性，避免“在我机器上可以运行”的问题。

2. 依赖管理：容器封装了应用及其所有依赖，使得应用可以在任何支持 Docker 的环境中运行，无需担心依赖冲突。

3. 快速部署：容器可以在几秒钟内启动，相比传统的虚拟机，部署速度大大提升。

4. 资源效率：容器共享宿主机的操作系统内核，不需要为每个应用运行完整的操作系统，从而提高了资源利用率。

5. 易于扩展：容器化的应用程序可以快速扩展，通过增加容器实例来满足增加的负载需求。

6. 持续集成和持续部署（CI/CD）：Docker 容器可以集成到 CI/CD 流程中，自动化构建、测试和部署过程。

7. 微服务架构：Docker 容器非常适合微服务架构，每个服务可以独立运行在自己的容器中，实现服务间的解耦。

8. 多环境支持：容器可以在多种环境中运行，包括物理机、虚拟机、云服务和混合云环境。

9. 隔离性：容器提供了一定程度的隔离，使得一个应用的崩溃不会影响其他应用。

10. 安全性：容器可以限制应用的权限，减少潜在的安全风险。

11. 开发和测试环境的快速搭建：开发者可以快速搭建具有所需依赖和配置的开发和测试环境。

12. 版本控制和回滚：容器的镜像可以像代码一样进行版本控制，并且可以轻松回滚到之前的版本。

13. 跨平台支持：容器可以在不同的操作系统和硬件架构上运行，提供了跨平台的支持。

二、Docker 是怎么做到的（原理）？

Docker 的实现原理基于一系列关键技术，这些技术共同工作以提供容器化的环境。以下是 Docker 工作原理的核心组件：
1. Linux 内核：
Docker 依赖于 Linux 内核来实现容器化。内核提供了必要的隔离和安全功能。
2. 控制组（Cgroups）：
控制组是 Linux 内核的一个特性，它允许 Docker 对容器的资源使用（如 CPU、内存、磁盘 I/O 等）进行限制和监控。
3. 命名空间（Namespaces）：
命名空间提供了一种将进程隔离的方法。Docker 使用命名空间来隔离容器的网络、用户 ID、文件系统等，使得每个容器都有其独立的运行环境。
4. 联合文件系统（Union File Systems）：
Docker 使用联合文件系统（如 AUFS、OverlayFS）来实现镜像层叠。这意味着多个容器可以共享同一个基础镜像层，同时有自己的可写层，从而节省磁盘空间。
5. 容器格式：
Docker 容器在宿主机上以特殊的文件系统格式存在，通常是一个目录，其中包含了容器运行所需的所有文件。
6. Docker 镜像：
Docker 镜像是一个只读的模板，用于创建容器。镜像由一系列只读层组成，每一层都是一个只读的文件系统。
7. Docker 守护进程（Docker Daemon）：
Docker 守护进程（dockerd）是 Docker 的后台服务，负责管理 Docker 对象，如镜像、容器、网络和卷。
8. Docker 客户端（Docker Client）：
Docker 客户端（docker）是用户与 Docker 守护进程交互的命令行界面。用户通过客户端发送命令，由守护进程执行。
9. Docker 网络：
Docker 提供了内置的网络功能，允许容器之间以及容器与外部世界进行通信。Docker 网络可以是桥接网络、主机网络或覆盖网络。
10. Docker 卷（Volumes）：
Docker 卷是 Docker 的持久化存储机制，允许数据在容器重启或删除后仍然保持不变。
11. Docker Compose：
Docker Compose 是一个工具，用于定义和运行多容器 Docker 应用。它通过一个 YAML 文件来配置应用的服务、网络和卷。
12. 容器编排：
Docker 可以与容器编排工具（如 Kubernetes、Docker Swarm）集成，以管理大规模的容器部署。。

三、要用 Docker，需要了解什么？

要有效地使用 Docker，需要了解以下关键概念和实践：
1. Docker 基本概念：
容器（Containers）：轻量级的、可执行的软件包，包含软件代码、运行时环境、系统工具、库和设置。
镜像（Images）：只读的模板，用于创建容器的基础。容器是镜像的运行实例。
仓库（Repositories）：存储 Docker 镜像的地方，可以是 Docker Hub 或私有仓库。
Dockerfile：一个文本文件，包含了从基础镜像开始，通过一系列指令构建镜像的所有步骤。
2. Docker 安装和配置：
了解如何在不同的操作系统上安装 Docker。
配置 Docker 守护进程，包括设置镜像加速器以提高拉取速度。
3. 镜像管理：
如何拉取、构建、推送和管理 Docker 镜像。
使用 `docker pull`、`docker build`、`docker push` 等命令。
4. 容器生命周期管理：
学习如何创建、运行、停止、重启和删除容器。
使用 `docker run`、`docker stop`、`docker start`、`docker restart` 和 `docker rm` 等命令。
5. 容器间通信：
理解 Docker 网络模型和如何配置容器网络。
使用 `docker network` 命令创建和管理网络。
6. 数据持久化：
了解如何使用数据卷和绑定挂载来实现容器数据的持久化。
使用 `docker volume` 命令创建和管理数据卷。
7. Docker Compose：
学习如何使用 Docker Compose 定义和运行多容器 Docker 应用。
编写 `docker-compose.yml` 文件来配置服务、网络和卷。
8. 容器编排：
了解容器编排的基本概念，如 Kubernetes、Docker Swarm 等。
学习如何使用这些工具来管理大规模的容器部署。
9. CI/CD 集成：
了解如何将 Docker 集成到持续集成和持续部署（CI/CD）流程中。
使用 Jenkins、GitLab CI 等工具自动化构建、测试和部署。
了解 Docker 的版本控制和更新策略，以确保使用的是最新和最安全的版本。
通过掌握这些知识和技能，您将能够更有效地使用 Docker 来容器化应用、优化开发和部署流程，并确保容器化环境的安全性和稳定性。

四、Docker 部署的优势与传统方便部署方式

对比 Docker 部署的优势与传统方便部署方式（例如直接部署在虚拟机、物理机，或使用脚本自动化部署），可以从以下几个维度进行分析：
1.环境一致性
传统部署：
依赖手动配置环境，可能因操作系统版本、依赖包版本不一致导致问题。
部署到不同环境（如开发、测试、生产）时，容易出现“环境不一致”的问题。难以快速还原或复制环境。
Docker 部署：
容器化应用将运行环境和依赖打包到镜像中，确保运行时环境一致。
开发、测试、生产使用相同的镜像，减少环境不一致的风险。
镜像是可移植的，可以轻松迁移到不同机器或云服务。
Docker 提供了更高的环境一致性，极大减少“部署后不可用”问题。
2. 部署速度
传统部署：
部署过程依赖手动安装软件或执行脚本，耗时较长。
系统初始化和依赖安装需要时间，可能需要重新安装或配置。
Docker 部署：
容器启动速度极快，通常只需几秒。镜像分层机制支持缓存，无需重复安装已存在的依赖。
通过编排工具（如 Docker Compose），一条命令即可启动整个服务栈。
3. 资源利用率
传统部署：
应用直接运行在物理机或虚拟机上，资源隔离较差。
Docker 部署：
容器共享宿主机内核，但具有独立的文件系统和资源限制。
容器运行开销极低，相较虚拟机更轻量。
通过 `cgroups` 和 `namespaces` 实现资源隔离，避免冲突。
4. 易用性与维护
传统部署：
系统升级或依赖更新需要手动干预，可能影响正在运行的服务。
部署过程依赖脚本和文档，容易因人为操作出错。
不同环境需要额外的适配和维护成本。
Docker 部署：
镜像的不可变性（immutable infrastructure）简化了更新过程，直接替换旧版本镜像即可。
使用 Dockerfile 定义构建流程，部署步骤标准化、自动化。
支持版本回滚：如果新版本容器有问题，可以快速切换回旧版本。
Docker 减少人为错误，提高了部署过程的可重复性和维护效率。
5. 可移植性
传统部署：
应用的依赖和环境通常绑定到特定的操作系统或机器。
部署迁移需要重新适配，可能耗费大量时间。
Docker 部署：
容器可运行在任何支持 Docker 的平台上（如本地、测试环境、云平台）。
通过镜像和容器化，真正实现“一次构建，到处运行”。
Docker 的可移植性极大简化了迁移工作。
五、我们现在有哪些问题 Docker 可以解决？

1、不同平台之间的兼容性问题
- 在开发环境、测试环境和生产环境中，软件运行表现不一致。
- 因操作系统、依赖版本等差异导致代码不可用或出错。
Docker 解决方案：
环境隔离：Docker 容器打包了应用及其所有依赖（包括操作系统库、运行时等），提供与宿主系统隔离的环境，确保环境一致性。
- 无论在开发、测试还是生产环境中，运行的都是相同的容器镜像。
跨平台支持：Docker Engine 支持多种操作系统，包括 Linux、Windows 和 macOS，确保应用程序在不同操作系统和硬件平台上运行时环境一致。
多架构镜像：Docker 支持多架构镜像，可以构建适用于不同硬件架构（如 x86、ARM）的镜像。在运行时，Docker 会自动选择适合当前平台的镜像，确保应用程序在不同平台上运行时环境一致
2、持续交付流程不完善问题
- 部署流程复杂，依赖手动操作，容易出错。
- 缺乏标准化的自动化工具。
Docker 解决方案：
容器化标准化部署：将应用和其依赖打包为容器镜像，通过 `docker-compose` 或 Kubernetes 编排来简化服务部署。
- 可通过配置文件（如 `docker-compose.yml`）定义服务的网络、卷、依赖等，避免手动操作。
与 CI/CD 集成：
- 使用 Jenkins，结合 Docker 镜像构建和部署：
- 在代码提交时，自动构建新的 Docker 镜像。
- 在测试通过后，将镜像推送到镜像仓库（如 Docker Hub 或私有仓库）。
- 自动化部署到测试或生产环境。
高效测试和部署：
- 在开发阶段，可以使用 Docker Compose 启动完整的微服务栈，模拟生产环境。
- 自动化部署时，只需拉取并运行最新镜像，无需复杂的环境配置。
3、更新和回滚不便问题
- 更新时操作复杂，可能需要手动备份或重建环境。
- 更新后如果发现问题，回滚可能耗时且容易出错。
Docker 解决方案
镜像版本化：
- Docker 提供镜像版本控制功能，每次构建的新镜像都会被标记（例如 `v1.0`、`v1.1`）。
- 通过 `docker run` 指定旧版本镜像，可以快速切换回之前的版本。
原子化更新和回滚：
- 使用 Docker Compose 或 Kubernetes 进行服务编排，可以通过蓝绿部署或滚动更新，确保更新的原子性（即要么成功全部替换，要么维持原状态）。
- 如果更新失败，直接重新启动旧镜像即可回滚。
减少环境污染：
- 每次更新使用全新的容器实例，不依赖宿主机上的旧环境，确保更新的环境一致性和可靠性。

一、Centos上离线安装docker

  1. 下载文件包并上传到服务器

https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/static/stable/x86_64/docker-27.4.0.tgz

  1. 解压安装
tar -xf docker-27.4.0.tgz
cp docker/* /usr/local/bin/
docker -v

docker -h

将docker注册为 Systemd 的 service

/usr/lib/systemd/system/docker.service

cat > /usr/lib/systemd/system/docker.service <<EOF
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target
  
[Service]
Type=notify
# the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still
# exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required
# for containers run by docker
ExecStart=/usr/local/bin/dockerd -H unix:///var/run/docker.sock --selinux-enabled=false --default-ulimit nofile=65536:65536
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
# Uncomment TasksMax if your systemd version supports it.
# Only systemd 226 and above support this version.
#TasksMax=infinity
TimeoutStartSec=0
# set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers
Delegate=yes
# kill only the docker process, not all processes in the cgroup
KillMode=process
# restart the docker process if it exits prematurely
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
  
[Install]
WantedBy=multi-user.target
 
EOF

添加文件可执行权限

chmod +x /usr/lib/systemd/system/docker.service

添加国内镜像加速（每次修改需重启 docker）

mkdir /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
    "registry-mirrors": [
        "https://dockerpull.com",
        "https://docker.anyhub.us.kg",
        "https://dockerhub.jobcher.com",
        "https://dockerhub.icu",
        "https://docker.awsl9527.cn"
    ]
}
EOF

重载/开机自启

systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

systemctl enable docker

# 查看运行状态，active (running)运行中

systemctl status docker

hello-world.tar 文件下载地址

https://wwk.lanzoue.com/iLSuZ2l2xe6j
密码:7qb4

测试 Docker，文件上传到服务器上。

docker load -i hello-world.tar

docker run hello-world

docker images

 

若能正常输出以上信息，则说明安装成功。

 

标签：实战,容器,入门,部署,环境,镜像,docker,Docker
From： https://www.cnblogs.com/xiaojietian/p/18674654

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