弹性架构设计之运维技术栈 (Docker基础技能【中】)

    科技2022-07-12  137

    Docker

    概述

    一个开源的应用容器引擎,可以轻松的为任何应用创建一个轻量级、可移植、自给自足的容器。 Docker平台就一个软件集装箱化的平台,将应用及其依赖一起打包到容器内,然后这个容器很容易运输到其他机器平台上,方便装载、复制、移除操作,非常适合软件的弹性架构。利于在开发、测试、部署生产 环境之间进行高效的应用程序生命周期的管理

    背景

    DevOps微服务(Microservice)云原生物联网敏捷开发混合云

    容器技术发展史

    也是一种资源隔离的虚拟化技术

    1979年 UNIX chroot 中提出的概念。chroot是UNIX中的系统调用,将一个进程及其子进程的根目录改变到文件系统中的一个新位置,让这些进程只能访问到这个新的位置,从而达到进程间的隔离的目的。2000年 FreeBSD 开发了类似chroot的容器技术Jails,这是最早也是功能最多的容器技术。Jails翻译是监狱 沙箱更合适 ,其包含了文件系统、用户、网络、进程等的隔离。2001年 Linux发布了自己的容器技术Linux VServer2004年 Solaris发布了SolarisContainers2005年推出OpenVZ 通过对linux内核进行补丁来提供虚拟化支持。2007年 谷歌实现了Control Groups(Cgroups),能够限制和隔离一系列进程的资源使用(CPU、内存、磁盘IO、网络)2008年基于Cgroups和LinuxNamespaces推出了第一个最完善的linux容器LXC ,Linux Containers2013年 DotCloud(后更名Docker)推出到现在为止最流行的容器Docker,其理念·一次构建、随处运行·,起步阶段使用LXC,而后利用自己的libcontainer库(与谷歌合作的)将其替换下来,包含一套高效的分层式容器镜像模型,一套全局以及本地容器注册表,一个精简化RESTApi和一套命令行界面等2014年 CoreOS推出一个类似Docker的容器Rocket,其安全性比Docker更严格2016年 微软在window上提供对容器的支持目前 容器技术趋于成熟,并且迎来了容器元时代,由此衍生出多种容器云的平台管理技术 如k8s(容器编排平台)最为出众,这些细粒度的容器集群管理技术为微服务不断的发展奠定了基石

    容器与虚拟机的区别

    容器是一个应用层的抽象,将代码与其依赖打包在一起的,多个容器可以在同一台机器上运行,共享操作系统内核但各种作为独立的进程在用户空间中运行。与虚拟机相比,容器占用的空间更少,瞬间即可完成启动。虚拟机则是物理硬件层的抽象,用于将一台服务器变成多台服务器,允许多个VM在一台机器上运行,每个VM都包含一套操作系统,一个或多个应用,必要的二进制文件和库资源,因此占用大量空间,启动时间也很缓慢。结合使2者的优势,可以为应用的部署和管理提供更好的灵活性

    3个核心概念

    镜像

    一个特殊的分层式文件系统,不包含任何动态数据,创建后内容不会被改变

    容器

    镜像运行时的实体:容器的实质是进程,容器的进程运行运行于属于自己的命名空间中,容器存储层的生命周期与容器一样,容器消亡,容器存储层随之消亡,因此任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。容器不应向其存储层写入任何数据,应该使用数据卷(Volume)或绑定宿主机目标,这这些位置进行读写会跳过容器存储层,性能与稳定性较高。对应容器存储层应该保持无状态化。数据卷的生命周期独立于容器。

    镜像仓库

    集中存放镜像文件的地方:一个Docker Registry中可以包含多个仓库(Repostory),每个仓库可以包含多个标签(Tag),每个标签对应一个镜像。通常 一个仓库会包含一个软件的不同版本的镜像,而标签就常用于对应软件的不同版本公用Docker Registry (Docker Hub)和 私有Docker Registry

    2个版本

    社区版CE

    企业版EE

    安全性高

    核心优势

    隔离应用整合资源搭建轻量级私有PaaS环境简化代码流水线助力敏捷开发环境一致性

    安装运行

    Windows10

    Docke for windows

    64位专业版支持CPU SLAT功能至少4G RAMBIOS中启用虚拟化启用Hyper-V

    测试安装

    docker -vsetting中配置共享驱动器设置docker run hello-world

    Linux

    使用Hyper-V快速安装Ubuntu

    安装Hyper-v安装Ubuntu开启SSH服务SSH远程登录

    安装Docker

    使用存储库安装

    使用脚本安装

    测试使用,不要用于生产环境

    个人桌面乌班图,生产环境CentOS

    CentOS

    Hyper-V搭建

    VMWare搭建

    配置网卡安装DockerCentOS默认已安装SSH了学习阶段使用:curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh sh get-docker.sh

    基础命令

    配置管理命名

    登录命令

    docker login 【option】【server】

    -p 密码-u 用户名-stdin 从stdin获取密码server指定仓库地址

    磁盘占用分析

    docker system df 【option】

    –format 格式化输出-v 显示磁盘空间使用详情

    镜像命令

    拉取镜像

    docker image pull 【option】 NAME[:TAG|@DIGEST]

    -a 从仓库获取所有镜像-disable-content-trust 默认值true 跳过镜像校验-platform 设置镜像所属平台,如果有多个镜像服务

    列出本地镜像

    docker image ls 【option】[respostory:TAG]

    -a 显示所有镜像-digests 显示摘要-f 根据提供的条件过滤输出-format 格式化输出-no-trunc 不要截断输出-q 仅显示数字ID

    docker images

    筛选镜像

    docker images -f

    格式化输出镜像信息

    docker images --format

    查看镜像详情

    docker image inspect 【image】

    删除镜像

    docker image rm 【option】

    -f 强制删除当前镜像–no-prune 不删除未标记的父级

    批量删除镜像

    docker rmi $(docker images -f “dangling=true” -q)

    清理未使用的镜像

    docker system prune 【option】

    -a 删除所有未使用的镜像–filter 提供过滤条件,支持多个-f 强制清理 无需提示–volumes 清理数据卷

    镜像构建

    Dockerfile

    docker image build 【option】

    –rm 成功构建后删除中间容器-f 指定Dockerfile的名称与路径默认当前路径/Dockerfile-t 以“name:tag”格式命名

    docker build --rm -f “Dockerfile” -t dingtalk.net:latest

    镜像历史信息(构建层级)

    docker image history 【option】

    -format 格式化输出-H 以人类可读的格式打印大小与日期–no-trunc 不要截断输出

    修改镜像的名称与标签

    docker tag SOURCE_IMAGE[:TAG] TARGET_IMAGE[:TAG]

    镜像推送

    docker image pull 【option】如果命名空间不一致 则需要docker tag 命名修改名称与标签

    容器命令

    docker run 【option】 image

    docker ps 【option】

    -f 过滤条件-a 显示所有容器–format 格式化输出 l 显示最新创建的 -s 显示大小

    docker ps --filter

    如果有多个过滤条件 写多个即可

    docker ps --format

    通过配置占位符 进行格式化输出

    删除容器

    docker rm 【option】 container

    -f 强制删除正在执行的容器-l 删除指定容器之间的基础连接-v 删除与容器关联的数据卷

    删除所有已停止的容器

    docker rm $(docker ps -a q)docker rm $(docker ps -a q) -f

    仓库管理命令

    调试命令

    辅助工具

    Kitematic (dockerUI界面管理)

    安装

    子主题 1

    持续开发工作流程

    Docker Compose

    基础使用

    Dockerfile

    编写

    Dockerfile指令

    FROM

    RUN

    COPY

    ADD

    比COPY多一个功能,通过URL复制文件到容器

    WORKDIR

    CMD

    存在多个,只会执行最后的一个

    ENTRYPOINT

    多个时 只有最后一个有效

    ENV

    EXPOSE

    转义字符

    多行编写需要转行 以提高可读性 转移字符为 , windows中使用 `

    编写准则

    尽量选择官方镜像

    选择合适的基础镜像

    alpine体积小的镜像

    优化指令顺序

    原因:Docker会缓存Dockerfile中尚未更改的所以步骤,但是不管更改什么指令,都会重做其后所以的步骤,也就是说,如果指令3有更改,那么4.5.6都会重做

    因此,应将最不可能修改的指令放在前面,安装这个顺序编写

    例如 WORKDIR ENV放在前面 COPY RUN放在后面

    只复制需要的文件,切忌复制所以内容

    最小化缓存的执行层 (RUN)

    使用多阶构建

    多阶构建可以由多个FROM指令组成,一个FROM语句表示一个新的构建阶段 阶段名可使用AS参数指定为了将构建好的包添加到其后镜像中,可以使用‘COPY --from=STAGE_NAME’ 指令,其中STAGE_NAME是上一次构建阶段的名称

    根据情况合并指令

    删除多余文件和清理中间结果

    使用.dockerignore 文件

    用于忽略那些镜像构建时非必须文件

    构建Docker应用程序的基本步骤

    开发

    编写Dockerfile文件:有一系列命令与参数组成的脚本,用来构建镜像

    创建自定义镜像,基于’docker build’ 命令构建自定义镜像

    每个服务创建一个镜像docker build ./ -t {镜像名称}镜像构建ok后使用 docker image ls查看

    定义docker-compose 。docker-compose是一个用于定义和运行多个Docker应用程序的工具

    使用YAML文件配置应用程序的服务,然后使用单个命名就可以从配置中创建并启动所以服务

    docker-compose 通过命名管理应用程序的生命周期

    启停 重建 查看服务状态 对某个服务执行命名 通过流输出正在运行的服务日志

    查看相关命令

    docker-compose -hdocker-compose updocker-compose down

    使用步骤

    Dockerfile定义应用环境docker-compose.yml 定义组合应用,以便可以在隔离环境中一起运行docker-compose up 启动运行整个应用程序

    docker-compose.yml

    了解yaml文件语法定义多个服务,以便一次运行

    启动Docker应用程序, ‘docker run’ 也可以‘docker-compose up’

    应用程序只有一个容器 将其部署到Docker主机(服务器)docker run 即可,如果是多个服务容器使用 docker-compose up 将其部署为组合应用程序

    测试 基于容器进行测试

    自动化测试脚本

    部署或继续开发 ,基于容器实现持续交付与部署

    docker push 推送镜像到镜像仓库

    docker pull 拉取下来进行运行部署

    也可以使用docker-compose

    可以配合CI/CD实现自动化边开放边部署的工作

    也可以托管到k8s集群

    数据库容器化

    子主题 1子主题 2

    应用实战

    子主题 1子主题 2

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