容器化奇迹：打开创新之门，加速业务发展的秘密武器

目录

一、简介

二、容器的概念

三、容器的优势

部署容器：

四、容器的基本管理操作：

五、创建容器时常用的选项参数

六、容器的网络模式

??????? 通过flannel+etcd实现网络管理

?????????????? 一、flannel介绍

??????????????? 二、配置flannel + etcd

七、容器的镜像管理

一、镜像介绍

二、镜像管理操作

三、Dockerfile定制镜像

1、Dockerfile使用流程

2、Dockerfile常用指令

---

一、简介

??????? 在我之前的文章里涉及到了很多技术，其中就包含Docker容器，那么今天就来给小伙伴们以Docker为例讲讲容器。

??????? 对于刚入门的小白还不太了解，什么是容器呢？

二、容器的概念

??????? 容器是一种轻量级虚拟化技术，创建保证某业务可正常运行的必备的应用程序/指令，意思就是容器内部直接跑着你需要的服务，只要容器不会down，你的服务也不会出现异常。

????????容器技术的一个关键概念是隔离。容器利用操作系统级别的虚拟化，使得每个容器都拥有自己的文件系统、网络空间和进程空间，从而保持相对独立。这使得容器能够在同一主机上并行运行，而互不干扰。

????????? Docker 是目前最流行的容器化平台之一，它使得开发者能够更轻松地打包、交付和运行应用程序。容器技术在构建、部署和扩展应用程序方面提供了更高的灵活性、可移植性和效率，因此受到了广泛的关注和采用。

三、容器的优势

1. 轻量级： 容器是轻量级的，因为它们共享主机操作系统的内核，避免了虚拟机中的操作系统重复。这使得容器的启动和停止速度更快，占用更少的资源。

2. 可移植性： 容器可以在任何支持容器引擎的环境中运行，无论是在开发者的本地机器上、云平台上还是数据中心中。这种可移植性使得应用程序在不同环境中具有一致的行为。

3. 快速部署： 容器可以快速启动和停止，使得应用程序的部署变得更加迅速和高效。这有助于实现持续集成和持续部署（CI/CD）流程。

4. 隔离性： 容器提供了隔离性，每个容器都有自己的文件系统、网络和进程空间。这使得容器可以在同一主机上并行运行，互不干扰。

5. 可扩展性： 容器可以根据负载需求进行水平扩展，通过在集群中添加或移除容器实例，快速适应变化的工作负载。

6. 版本控制和复制： 容器允许开发者轻松创建、保存和分享容器镜像，这些镜像包含应用程序及其所有依赖项。这有助于确保开发、测试和生产环境之间的一致性。

7. 资源利用率： 由于容器共享主机操作系统内核，它们的资源利用率相对较高，可以在相同硬件上运行更多的应用程序实例。

8. 生态系统： 容器技术有强大的生态系统，包括各种容器编排工具（如Kubernetes）和仓库（如Docker Hub），为开发者提供了丰富的工具和资源。

??????? 因此容器化技术在当前行业中收到了广泛的关注和采用。想要在程序员中获得认可，容器技术是必不可少的。

部署容器：

1、配置docker软件仓库

[root@node01 ~]# cat /etc/yum.repos.d/docker.repo
[docker-ce]
name=docker-ce
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/7.9/x86_64/stable/
enabled=1
gpgcheck=0

2、安装,启动docker-ce

[root@localhost ~]# yum install -y docker-ce 

[root@localhost ~]# systemctl start docker
[root@localhost ~]# systemctl enable docker
[root@localhost ~]# docker version 
Client: Docker Engine - Community
 Version:           20.10.7
 API version:       1.41
 Go version:        go1.13.15
 Git commit:        f0df350
 Built:             Wed Jun  2 11:58:10 2021
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default
 Experimental:      true

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          20.10.7
  API version:      1.41 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.13.15
  Git commit:       b0f5bc3
  Built:            Wed Jun  2 11:56:35 2021
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          1.4.8
  GitCommit:        7eba5930496d9bbe375fdf71603e610ad737d2b2
 runc:
  Version:          1.0.0
  GitCommit:        v1.0.0-0-g84113ee
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0

3、查看主机网络环境的变化

[root@localhost ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
1
[root@localhost ~]# iptables -t nat -nL
Chain PREROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
DOCKER     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            ADDRTYPE match dst-type LOCAL

Chain INPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         

Chain OUTPUT (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
DOCKER     all  --  0.0.0.0/0           !127.0.0.0/8          ADDRTYPE match dst-type LOCAL

Chain POSTROUTING (policy ACCEPT)
target     prot opt source               destination         
MASQUERADE  all  --  172.17.0.0/16        0.0.0.0/0           

Chain DOCKER (2 references)
target     prot opt source               destination         
RETURN     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0     
[root@localhost ~]# ifconfig docker0
docker0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.17.0.1  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
        inet6 fe80::42:a2ff:fe68:1f28  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 02:42:a2:68:1f:28  txqueuelen 0  (Ethernet)

四、容器的基本管理操作：

?1、查看镜像

# docker search <关键字>
# docker pull 镜像名称
[root@localhost ~]# docker image ls 
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
nginx        latest    08b152afcfae   3 days ago     133MB
mysql        latest    c60d96bd2b77   3 days ago     514MB
centos       latest    300e315adb2f   7 months ago   209MB09

2、创建镜像

[root@localhost ~]# docker run -tid centos ping baidu.com
[root@localhost ~]# docker run -tid centos sleep 10
[root@localhost ~]# docker run -tid centos /bin/bash
[root@localhost ~]# docker run -tid centos ls
[root@localhost ~]# docker run -tid nginx

核心要素:

• 容器的运行是依赖于持续的进程
• 一个容器只运行一个任务

3、查看容器

[root@localhost ~]# docker ps -a

4、删除容器

[root@localhost ~]# docker rm f296e797464f
[root@localhost ~]# docker stop 8b3d
8b3d
[root@localhost ~]# docker rm 8b3d
[root@localhost ~]# docker ps -qa | awk '{print "docker rm -f", $0}' | bash //批量删除容器
98e5ad206be7
d4969c8a7289
8c87f3bcffe5
902ca926ece7
16c899459118
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

5、连接容器

[root@localhost ~]# docker exec -ti 16c8 bash 

6、查看容器的详细信息

[root@localhost ~]# docker inspect 8c87

7、查看日志

# docker logs <ID>

8、导出容器

# docker export -o test.tar 8478 

9、导入容器

# docker import <file>

五、创建容器时常用的选项参数

1、指定容器的名称

• --name

[root@localhost ~]# docker run -tid --name test_demo centos /bin/bash

• --hostname

[root@node01 ~]# docker run -tid --name=test2 --hostname=masterDB centos

2、发布服务

• -p 物理机端口:容器端口

• -P

[root@localhost ~]# docker run -tid -p 80:80 nginx

[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS                               NAMES
447257e06d1f   nginx     "/docker-entrypoint.…"   4 seconds ago        Up 3 seconds        0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp   sharp_noether

[root@localhost ~]# docker exec -ti 4472 bash
root@447257e06d1f:/# 
root@447257e06d1f:/# ls /usr/share/nginx/html/
50x.html  index.html
root@447257e06d1f:/# echo "abc" > /usr/share/nginx/html/index.html 
root@447257e06d1f:/# 
root@447257e06d1f:/# exit

3、设置容器的重启策略

--restart=always

[root@localhost ~]# docker run -tid --restart=always centos /bin/bash

4、资源限制

针对CPU、内存进行限制

默认创建容器时，物理机是不会对容器做资源限制的，如果容器数量过多，导致oom现象，物理机启动oom-killler机制随机杀进程，可能会容器不能正常工作

1) 对CPU进行资源限制

[root@localhost ~]# docker run -tid --cpus=2 centos /bin/bash

[root@test ~]# docker run -tid --cpus=2 polinux/stress /bin/bash
[root@test ~]# docker exec -ti 3722 bash

bash-5.0# stress --cpu 2 --io 4 --vm 2 --vm-bytes 128M --timeout 60s &

在物理机使用top查看CPU使用率 

2) 对内存进行资源限制

[root@localhost ~]# docker run -tid --memory=128M polinux/stress /bin/bash
620512838d0f723d310dca8a9801cf67538f97e4b47cdb2b40991c9d60fd405c

[root@test ~]# docker exec -ti 61e7 bash 
bash-5.0# stress --vm 10 --vm-bytes 200M --verbose 

5、传递变量

• -e 变量名称=值

[root@localhost ~]# docker run -tid -e DATA_01=martin centos /bin/bash
222ae6e7cd485ab7d35b21ba1d029b787b284ef8fa9fe74277efd2825299d14b
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# docker exec -ti 222a bash
[root@222ae6e7cd48 /]# 
[root@222ae6e7cd48 /]# echo $DATA_01
martin
[root@222ae6e7cd48 /]# exit
exit
[root@localhost ~]# docker run -tid -e MYSQL_ROOT_PASSWORD="redhat" mysql 
[root@localhost ~]# docker run -tid -e MYSQL_ROOT_PASSWORD="redhat" -e MYSQL_DATABASE="jishu" mysql

6、实现容器数据持久化保存

方式一) 将容器目录挂载到物理机目录上

• -v 物理机目录:容器目录

[root@localhost ~]# docker run -tid -v /opt/projectA/:/webdata centos /bin/bash

[root@localhost ~]# docker run -tid -e MYSQL_ROOT_PASSWORD="redhat" -v /opt/MySQL/my.cnf:/etc/my.cnf mysql 

7、设置容器间的网络别名

• --link=容器名称:别名

[root@localhost ~]# docker run -tid --name demo centos /bin/bash

[root@localhost ~]# docker run -tid --link=demo:test_server centos /bin/bash

六、容器的网络模式

?????????? 1、bridge模式：

??????????????????????????????? 属于NAT网络

??????????????????????????????? -p 可以端口映射

??????????????????????????????? 开启路由转发功能，SNAT规则

???????????? 2、host模式：

??????????????????????????????? 容器、物理机共享同一个网络命名空间

??????????????????????????????? 服务器运行在容器中，端口监听在物理机

???????????????????????????????? 注意端口冲突

????????????? 3、container模式：

????????????????????????????????? 新建的容器会与一个已有的容器共享同一个网络命名空间

????????????????????????????????? 前提

???????????????????????????????????????? ????????实现存在一个bridge模式的容器

?????????????????????????????????? 优势

??????????????????????????????????????????????? 减少网络消耗，增加网络通信效率

???????????????????????????????????? 劣势

??????????????????????????????????????????????? 原有的容器故障，所有的容器均失效

????????????? 4、none模式：

??????????????????????????????? 容器不会有任何网络连接（不推荐）

??????? 这四种网络模式都有一个弊端，就是无法实现跨物理机之间相互通信，当然借助一定的技术手段完全可以解决这样的问题，

??????? 通过flannel+etcd实现网络管理

?????????????? 一、flannel介绍

??????????????????????? ????????作用：

??????????????????????????????????????? 跨物理机的容器相互通信

??????????????????????????????????????? 改变容器分配IP的方式

??????????????????????????????? etcd：

?????????????????????????????????????? 键值对数据库

?????????????????????????????????????? 用来记录网络分配信息

????????????????

??????????????? 二、配置flannel + etcd

???????????????? 1、环境描述

?????????????????????????????? 192.168.140.10?? docker、flannel、etcd

??????????????????????????????? 192.168.140.11? docker、flannel

???????????????? 2、两台服务器分别安装docker

???????????????? 3、安装配置etcd数据库

[root@localhost ~]# yum install -y etcd 

[root@test ~]# vim /etc/etcd/etcd.conf 

#[Member]
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://0.0.0.0:2379"

#
#[Clustering]
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://0.0.0.0:2379"

[root@localhost ~]# systemctl start etcd
[root@localhost ~]# systemctl enable etcd

[root@localhost ~]# netstat -tunlp | grep etcd
tcp        0      0 127.0.0.1:2380          0.0.0.0:*               LISTEN      12521/etcd          
tcp6       0      0 :::2379                 :::*                    LISTEN      12521/etcd 

??????????????? 4、测试etcd数据库工作正常

[root@localhost ~]# etcdctl set file01/name sam
sam
[root@localhost ~]# etcdctl get file01/name
sam

??????????????? 5、在两台服务器上安装flannel

[root@localhost ~]# yum install -y flannel

??????????????? 6、编辑flannel配置文件，调参

[root@test ~]# vim /etc/sysconfig/flanneld 

FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.140.10:2379"  //写入自己的ip地址和端口号
FLANNEL_ETCD_PREFIX="/atomic.io/network"  

????????????????7、在etcd数据库写入flannel网络使用的网段信息

[root@localhost ~]# etcdctl mk /atomic.io/network/config '{"Network":"10.2.0.0/16"}'
{"Network":"10.2.0.0/16"}

????????????????8、启动flanneld

[root@localhost ~]# systemctl start flanneld
[root@localhost ~]# systemctl enable flanneld

[root@localhost ~]# ifconfig flannel0
flannel0: flags=4305<UP,POINTOPOINT,RUNNING,NOARP,MULTICAST>  mtu 1472
        inet 10.2.45.0  netmask 255.255.0.0  destination 10.2.45.0
        inet6 fe80::1f96:1da1:2a1b:3771  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 500  (UNSPEC)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 3  bytes 144 (144.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

[root@localhost ~]# cat /run/flannel/subnet.env 
FLANNEL_NETWORK=10.2.0.0/16
FLANNEL_SUBNET=10.2.45.1/24
FLANNEL_MTU=1472
FLANNEL_IPMASQ=false

[root@localhost ~]# cat /run/flannel/docker 
DOCKER_OPT_BIP="--bip=10.2.45.1/24"
DOCKER_OPT_IPMASQ="--ip-masq=true"
DOCKER_OPT_MTU="--mtu=1472"
DOCKER_NETWORK_OPTIONS=" --bip=10.2.45.1/24 --ip-masq=true --mtu=1472"

????????????????9、修改docker启动脚本，重启docker

[root@test ~]# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service 
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock $DOCKER_NETWORK_OPTIONS

[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload
[root@localhost ~]# systemctl restart docker


[root@localhost ~]# ifconfig docker0
docker0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.2.45.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.2.45.255
        ether 02:42:38:a6:0c:c2  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

????????????????10、第二台服务参考上述配置flannel

[root@localhost ~]# ifconfig docker0
docker0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.2.64.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.2.64.255
        ether 02:42:87:e8:70:b7  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

????????????????11、两台服务器创建容器、测试通信，通信成功，flannel网络搭建完成

[root@localhost ~]# iptables -P FORWARD ACCEPT

[root@8478dd5602e7 /]# ping 10.2.64.2
PING 10.2.64.2 (10.2.64.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.2.64.2: icmp_seq=88 ttl=60 time=1.02 ms
64 bytes from 10.2.64.2: icmp_seq=89 ttl=60 time=0.719 ms
64 bytes from 10.2.64.2: icmp_seq=90 ttl=60 time=0.984 ms
64 bytes from 10.2.64.2: icmp_seq=91 ttl=60 time=0.694 ms

七、容器的镜像管理

一、镜像介绍

• 分层的文件系统

• 只读的

• 基于镜像创建容器时，镜像最上面会添加一个可写层

核心技术:

• COW机制 Copy On Write 写时复制

  • 创建容器时，镜像会在最上层添加一个读写层，只有修改文件时，该才会被复制到读写层进行修改

  • 容器删除时，读写层会随之删除，所有容器对关键数据进行持久化存储

• Union fs 联合文件系统

  • 支持将多个不同的文件系统挂载到同一个虚拟文件系统中

  • overlay2

[root@localhost ~]# docker info 
Client:
 Context:    default
 Debug Mode: false
 Plugins:
  app: Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  buildx: Build with BuildKit (Docker Inc., v0.5.1-docker)
  scan: Docker Scan (Docker Inc., v0.8.0)

Server:
 Containers: 1
  Running: 1
  Paused: 0
  Stopped: 0
 Images: 9
 Server Version: 20.10.7
 Storage Driver: overlay2

二、镜像管理操作

1、镜像命名格式

• 仓库名称/镜像名称[:标记]

  • 标记tag默认是latest

  • test.linux.com/tomcat:8.9

  • polinux/stress

  • nginx

    • hub.docker.com/nginx:latest

2、下载、查看镜像

[root@localhost ~]# docker pull mysql:5.6
[root@localhost ~]# docker image ls

3、导出镜像

[root@localhost ~]# docker save -o MySQL56.tar mysql:5.6

4、导入镜像

[root@localhost ~]# docker load -i MySQL56.tar 

5、删除镜像

# docker rmi mysql:5.6

6、查看镜像的详细信息

[root@localhost ~]# docker image inspect haproxy:latest 

三、Dockerfile定制镜像

1、Dockerfile使用流程

1) 规划目录

[root@localhost ~]# mkdir demoDockerFile

2) 编写Dockerfile

[root@localhost ~]# cd demoDockerFile/
[root@localhost demoDockerFile]# vim Dockerfile
FROM centos:latest
RUN yum install -y net-tools

3) 构建镜像

[root@localhost demoDockerFile]# docker build -t centos:v1 ./ 

2、Dockerfile常用指令

1) FROM指令

指定基础镜像，基础镜像不存在，自动联网下载

FROM  <基础镜像名称>

2) MAINTAINER指令

MAINTAINER  <user>  <email>

指定镜像的作者, 可以使用docker image inspect查看

3) RUN指令

执行定制的操作，RUN指定的命令在基础镜像中得事先存在

RUN   cmd1 && cmd2 && cmd3

4) CMD指令

指定创建容器时，自动执行的命令

1. 一个Dockerfile中只能出现一个CMD
2. 写前台启动服务的指令
3. 创建容器时指定的命令会覆盖CMD指令的命令

CMD  /usr/sbin/httpd -D FOREGROUND
CMD [ "/usr/sbin/httpd", "-D", "FOREGROUND" ]

5) ENTRYPOINT指令

指定创建容器时，自动执行的命令

创建容器时指定的命令不会覆盖ENTRYPOINT指令的命令

ENTRYPOINT /usr/sbin/httpd -D FOREGROUND
ENTRYPOINT [ "/usr/sbin/httpd", "-D", "FOREGROUND" ]

6）COPY指令

拷贝本地文件、目录

源文件以相对路径的方式写

COPY <源文件> <目的文件>

7) ADD指令

拷贝文件、目录

1. 源文件可以是本地文件、URL地址

2. 源文件是压缩包，相当于自动解压缩

ADD file01.txt   /tmp/file01.txt 
ADD http://nginx.org/download/nginx-1.21.1.tar.gz   /tmp

8) EXPOSE指令

说明容器要发布的服务端口

EXPOSE 80

配置-p选项、-P选项真正发布服务

-P 随机发布端口

[root@localhost testDockerFile]# docker run -tid -P centos:v7 

9) VOLUME指令

指定持久化存储的目录

VOLUME /webdata

创建容器时，自动生成匿名卷进行持久化

[root@localhost testDockerFile]# docker inspect 96f0 | grep -i volume

10) ENV指令

在容器中定义环境变量

ENV 变量名称  值 

11) WORKDIR指令

指定容器的当前目录

WORKDIR <目录名称>

12) USER指令

指定容器当前用户

USER <用户名>

案例1: 定制nginx镜像

FROM centos:latest

MAINTAINER Martin

ADD nginx-1.14.2.tar.gz /tmp

RUN yum install -y gcc openssl-devel pcre-devel zlib-devel make

RUN cd /tmp/nginx-1.14.2 \
    && ./configure --prefix=/usr/local/nginx \
    && make \
    && make install

EXPOSE 80

RUN rm -rf /tmp/nginx*

ENTRYPOINT /usr/local/nginx/sbin/nginx -g "daemon off;"

小结：

??????? 以上就是对docker容器的部署以及管理操作，小伙伴们可以考虑如果有上百台甚至上千台容器，需要同意管理，怎么办？

??????? 关注博主，下期会更新如何批量操作容器。