Docker: introducción y práctica

1. ¿Qué es la tecnología de contenedores?

Docker es un motor contenedor de aplicaciones de código abierto. El requisito previo para comprender Docker es comprender qué es la tecnología de contenedores. Hablando de tecnología de contenedores, aquí tenemos que contactar con la tecnología de virtualización en máquinas virtuales que usamos con frecuencia. Las dos son similares en función y propósito. Ambas empaquetan una serie de programas y establecen un entorno operativo independiente. Es lo que llamamos un sandbox, pero los dos son completamente diferentes en términos de enlaces de implementación y características.

1.1 Tecnología de virtualización

La tecnología de virtualización se refiere a la virtualización de múltiples imágenes completas del sistema de máquinas virtuales en la misma computadora a través de un hipervisor (una capa de software intermedia que se ejecuta entre el servidor físico básico y el sistema operativo, lo que permite que múltiples sistemas operativos y aplicaciones compartan hardware). La máquina tiene su propio sistema operativo y recursos de hardware.

Aunque la tecnología de virtualización puede proporcionar a los administradores de sistemas una gran flexibilidad en el proceso de creación de instancias de sistemas operativos bajo demanda, la tecnología de virtualización de hipervisor tiene problemas con el rendimiento y la eficiencia del uso de recursos, lo que aumenta en gran medida el consumo de desarrollo de aplicaciones, y la tecnología de contenedores nació para resolver esto. problema.

1.2 Tecnología de contenedores

La tecnología de contenedores empaqueta directamente el código de programa relevante, las bibliotecas de funciones y los archivos de configuración del entorno requeridos por una aplicación para establecer un entorno de ejecución de espacio aislado, dividiendo así de manera efectiva los recursos de un único sistema operativo en grupos aislados para mejorar. Al equilibrar los requisitos de uso de recursos en conflicto entre independientes. grupos, el entorno de ejecución de espacio aislado creado se denomina contenedor.

1.3 motor de contenedor

Docker no es el único motor de contenedores. Además de Docker, hay coreos, etc. Entre muchos motores de contenedores, Docker es casi el representante de los motores de contenedores. La siguiente es una introducción a la tecnología de contenedores más típica de Docker.

2. ¿Qué es Docker?

2.1 Introducción a Docker

Docker es un motor contenedor de aplicaciones de código abierto. Los desarrolladores pueden empaquetar sus aplicaciones y paquetes de dependencia en un contenedor portátil y luego publicarlo en cualquier máquina Linux o Windows popular. También se puede virtualizar. El contenedor utiliza completamente sandbox. El mecanismo del contenedor no tienen ninguna interfaz entre sí y la sobrecarga de rendimiento del contenedor es extremadamente baja.

2.2 Conceptos básicos de Docker

Imagen:

En pocas palabras, un espejo es una clase orientada a objetos, equivalente a una plantilla. Básicamente, una imagen equivale a un sistema de archivos. La imagen de Docker es un sistema de archivos especial que proporciona los programas, bibliotecas, recursos, configuraciones, etc. necesarios para que se ejecute el contenedor. Al mismo tiempo, la imagen no contiene ningún dato dinámico y su contenido no cambiará una vez creada.

Envase:

Correspondiente a la imagen de arriba, un contenedor es una instancia creada por una clase, una entidad creada en base a una determinada imagen como plantilla. La esencia de un contenedor es un proceso, pero a diferencia de un proceso que se ejecuta directamente en el sistema, un proceso contenedor tiene su propio espacio de nombres independiente. Por lo tanto, el contenedor puede tener su propio sistema de archivos raíz, configuración de red y espacio de memoria, creando así un entorno aislado, como un sistema independiente del sistema Host.

Almacén (Registro):

Una vez creada la imagen, se puede ejecutar fácilmente en el host actual. Sin embargo, si necesitamos usar esta imagen en otros servidores, necesitamos un servicio centralizado para almacenar y distribuir imágenes. El almacén (Docker Registry) es un servicio de este tipo. . . El almacén almacena diferentes versiones de cada categoría de imágenes y la imagen de destino requerida se puede obtener a través del almacén.

Servidor de cliente:

Docker utiliza una arquitectura cliente/servidor. El cliente Docker interactúa con el usuario aceptando comandos, y el cliente Docker interactúa con el servidor Docker. El servidor Docker es responsable de crear, ejecutar y distribuir imágenes de Docker, así como de la creación de los contenedores de imágenes correspondientes. El cliente Docker más típico es el programa de línea de comandos de Docker.

Almacenamiento por niveles:

La imagen debe contener el sistema de archivos raíz completo del sistema operativo, y Docker la diseña como una arquitectura de almacenamiento jerárquica. Cuando se construye la imagen, se construirá capa por capa. Al mismo tiempo, al modificar o eliminar, la La capa de operación correspondiente se agregará en la parte superior de la imagen. Esta estructura de almacenamiento facilita la reutilización de imágenes y simplifica la construcción de código, podemos implementar nuestras propias imágenes añadiendo y modificando configuraciones a las imágenes originales.

2.3 Ventajas de Docker

• Utilice los recursos del sistema de manera más eficiente. El contenedor acoplable interactúa directamente con el kernel, casi sin pérdida de rendimiento, y el rendimiento es mejor que la virtualización a través de la capa del hipervisor y la capa del kernel.

• Tiempo de arranque más rápido. La tecnología de máquina virtual tradicional suele tardar varios minutos en iniciar los servicios de aplicaciones, pero las aplicaciones de contenedor Docker se ejecutan directamente en el kernel del host sin iniciar un sistema operativo completo, por lo que pueden iniciarse en segundos o incluso milisegundos.

• Implementar pruebas automatizadas y una integración e implementación continuas. Con Docker, puede lograr una integración, entrega e implementación continuas personalizando las imágenes de las aplicaciones. Los desarrolladores pueden construir imágenes a través de Dockerfile y realizar pruebas de integración con el sistema de integración continua, mientras que el personal de operación y mantenimiento puede implementar la imagen directa y rápidamente, y al mismo tiempo, en combinación con el sistema de implementación continua, se puede implementar automáticamente.

• compatibilidad. No es necesario considerar el impacto del sistema operativo y los entornos dependientes. Se pueden instalar varios entornos dependientes y reflejarlos en Docker, en lugar de depender del entorno del sistema operativo.

Las ventajas de los contenedores frente a las máquinas virtuales se pueden ver más claramente a continuación:

característica	envase	máquina virtual
puesta en marcha	Segundo nivel	Nivel de minutos
Uso del disco duro	Generalmente MB	Generalmente GB
actuación	Cerca de nativo	más débil que
Soporte del sistema	Una sola máquina soporta miles de contenedores	Generalmente docenas

3. Configuración de Docker en CentOS

Docker se divide en dos versiones principales: CE y EE. CE es la edición comunitaria (gratuita, el período de soporte es de 7 meses), EE es la edición empresarial, que enfatiza la seguridad, se paga por su uso y tiene un período de soporte de 24 meses.

instalación de la ventana acoplable

Para instalar Docker en Centos, primero debe configurar el almacén de Docker. Después de configurarlo correctamente, puede usar directamente el comando yum para instalar Docker.

• Almacén añadido

  Debe instalar los paquetes de software requeridos antes de agregar el almacén. El yum-config-manager proporcionado por yum-utils a continuación puede administrar el almacén de instalación agregado por yum, y el controlador de almacenamiento del mapeador de dispositivos requiere device-mapper-persistent-data y lvm2 .

  $ sudo yum install -y yum-utils \
    device-mapper-persistent-data \
    lvm2
  

Después de instalar los paquetes de software necesarios, puede utilizar el comando yum-config-manager para configurar el almacén de instalación de Docker.

$ sudo yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

• instalación de la comunidad del motor docker

  Después de agregar el almacén de Docker, puede usar directamente el comando yum install para instalar Docker.

  $ sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
  

• Prueba de instalación

  Una vez que la instalación se haya realizado correctamente, puede utilizar el siguiente comando para comprobar si la instalación de Docker se realizó correctamente. Si no aparece ningún error, la instalación se realizó correctamente.

  docker version
  

inicio de ventana acoplable

• Aunque la instalación de Docker se realizó correctamente, el proceso del servidor aún no se ha iniciado, por lo que debe usar el comando para iniciar el servidor de Docker en segundo plano.

  sudo systemctl start docker
  

• Después de ingresar el comando, puede usar el comando de versión para probar si el demonio del servidor Docker se inició exitosamente. Después de un inicio exitoso, además del elemento Cliente, el comando de versión también tendrá un elemento Servidor adicional, lo que indica que el demonio del servidor Docker ya se está ejecutando en segundo plano.

  docker version
  

Prueba de imagen de Docker

• Después de instalar e iniciar Docker, puede obtener y ejecutar la imagen más simple de hello-world. Esta es una imagen que viene con la comunidad de Docker. Puede ingresar directamente ejecutar para ejecutar. Cuando Docker descubre que la imagen no existe localmente, irá directamente a la comunidad de Docker para descargarla y luego ejecutará la imagen. A continuación puede ver el proceso de descarga de la imagen en Docker, el proceso de ejecución de la imagen y la imagen se cerrará automáticamente después de ejecutarse.

  sudo docker run libray/hello-world
  

  Además, también puede utilizar el comando de extracción para extraer la imagen primero y luego ejecutarla. biblioteca/hola-mundo es la ubicación del archivo de imagen en el almacén, donde biblioteca es el grupo donde se encuentra el archivo de imagen y hola-mundo es el nombre del archivo de imagen. Debido a que biblioteca es el grupo predeterminado de Docker, puede ser omitido.

  sudo docker pull libray/hello-world
  

• Una vez obtenida la imagen, puede utilizar el siguiente comando para ver la imagen existente localmente.

  sudo docker images
  

Configurar la duplicación doméstica

Debido a que el almacén de imágenes de Docker está ubicado en el extranjero y la velocidad de descarga es relativamente lenta, aquí se puede configurar un almacén de imágenes aceleradas nacional.

• Utilice vim para acceder daemon.jsonal archivo. Es posible que no exista y vim creará uno nuevo automáticamente.

  vim /etc/docker/daemon.json
  

• Busque el artículo en el archivo registry-mirrors; si no, agregue uno usted mismo y agregue el almacén espejo de aceleración nacional que queremos agregar a la lista. Aquí hay un almacén espejo acelerado de NetEase.

  "registry-mirrors":["http://hub-mirror.c.163.com"]
  
  

• Para reiniciar Docker desde la línea de comando, puede usar el comando info para verificar el elemento espejo del registro a continuación para ver si el almacén espejo se agregó correctamente. El siguiente es el resultado después de que el espejo de aceleración se agregó exitosamente.

  sudo systemctl restart docker
  sudo docker info
  
  

4. Uso de contenedores Docker

Uso del contenedor MySQL

• Primero, extraiga la imagen mysql y después de configurar la imagen doméstica, la velocidad será más rápida. Los dos puntos aquí representan la etiqueta de la imagen, que es el número de versión. Después de ingresar el comando, puede ver que Docker está extrayendo las dependencias de la imagen relacionadas con MySQL. El número decimal delante de la imagen es el ID de la imagen y el La biblioteca se omite aquí.

  docker pull mysql:5.7
  

• Inicie el contenedor del servidor Mysql. Después del inicio, se devolverá el ID del contenedor en ejecución. En el comando,

  sudo docker run -p 3306:3306 --name mysql2 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -d mysql:5.7
  

Descripción de parámetros:

-p 3306:3306: Indica que el puerto 3306 del servicio de contenedor está asignado al puerto 3306 del host, de modo que se puede acceder directamente al servidor MySQL del contenedor a través del puerto 3306 del host.

-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root: -e significa configurar la variable de entorno más tarde, y este último significa la contraseña de la cuenta raíz de mysql.

--name mysql2: El nombre del contenedor creado, que no se puede repetir.

-d: Indica que no se ingresará al contenedor después de crearlo y ejecutarlo.

• Una vez que el inicio sea exitoso, puede usar el comando ps para ver los contenedores que se han iniciado exitosamente y aquí puede agregar -alos contenedores que se han detenido.

  docker ps
  

• Luego use el siguiente comando para ingresar a la terminal del contenedor. Puede ejecutar el cliente mysql en la terminal del contenedor. Aquí puede usar el comando exit para salir de la terminal del contenedor.

  docker run -it --net host mysql:5.7 "sh"
  或
  docker exec -it mysql2 bash
  mysql -h127.0.0.1 -P3306 -uroot -proot
  

Descripción de parámetros:

-it: Indica la conexión entre los flujos de entrada y salida del host y la terminal de contenedores.

"sh": Indica la terminal donde se inicia el contenedor.

• Después de salir de la terminal, puede usar el comando podar para eliminar contenedores detenidos y volúmenes desmontados, -flo que significa una eliminación forzada.

  docker container prune -f
  docker volume prune –f
  

5. Creación de espejos

1. Archivo Docker

La construcción de la imagen requiere el uso de dockerfile. Dockerfile es un archivo de texto utilizado para construir la imagen. El texto consta de varios comandos.

Comandos comunes

DE

Las imágenes generalmente se crean sobre la base de otras imágenes. El comando FROM generalmente se usa al comienzo del archivo acoplable para especificar la imagen básica. Se puede usar varias veces para especificar múltiples imágenes base.

FROM <image>
或者
FORM <image>:<tag>

CORRER

Se utiliza para ejecutar los comandos dados más adelante durante el proceso de creación de imágenes (construcción de Docker). Hay dos formatos de uso diferentes.

formato de cáscara:

RUN <命令>

Formato ejecutivo:

RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"]

COPIAR

El comando copiar copia archivos de la ruta de origen a la ruta de destino, lo que puede establecer varias rutas de origen.

formato de cáscara:

COPY <源路径1>...  <目标路径>

Formato ejecutivo:

COPY ["源路径1",...  "<目标路径>"]

También puede utilizar comodines como ruta de origen.

COPY hom* /mydir/
COPY hom?.txt /mydir/

ENV

Se utiliza para establecer y definir variables de entorno.

ENV <key> <value>
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

VOLUMEN

Definir volúmenes de datos anónimos. Si olvida montar el volumen de datos al iniciar el contenedor, se montará automáticamente en el volumen anónimo para evitar que se pierdan datos importantes al reiniciar el contenedor.

VOLUME ["<路径1>", "<路径2>"...]
VOLUME <路径>

CMD

El contenedor iniciado especifica el comando que se ejecutará de forma predeterminada. A diferencia del comando RUN, el comando se ejecuta cuando la imagen se está ejecutando (docker run). Al mismo tiempo, si hay varias instrucciones CMD en el Dockerfile, solo la última entrará en vigor.

CMD <shell 命令> 
CMD ["<可执行文件或命令>","<param1>","<param2>",...] 
CMD ["<param1>","<param2>",...]			//提供ENTRYPOINT时才能使用

Al mismo tiempo, el programa especificado por la instrucción CMD puede ser sobrescrito por el programa que se ejecutará especificado en los parámetros de la línea de comando de ejecución de Docker, como el terminal que ejecuta la imagen de arriba:

docker run -it --net host mysql:5.7 "sh"

Entre ellos, "sh" es el comando alternativo.

PUNTO DE ENTRADA

Similar a la instrucción CMD, pero no será anulada por las instrucciones especificadas por los parámetros de la línea de comando de Docker Run. Al mismo tiempo, si hay varias instrucciones ENTRYPOINT en el Dockerfile, solo la última tendrá efecto.

ENTRYPOINT ["<executeable>","<param1>","<param2>",...]

EXPONER

Declare el puerto y explíquelo al usuario para facilitar el mapeo de configuración.

EXPOSE <端口1> [<端口2>...]

2. Crea una imagen sencilla

• Cree una nueva carpeta y cree un archivo llamado dockerfile en la carpeta.

• Utilice vi para editar el archivo docker e ingrese el siguiente comando. Aquí arriba está el comando para mostrar el proceso en ejecución.

  FROM ubuntu
  ENTRYPOINT ["top", "-b"]
  CMD ["-c"]
  
  

• Después de ingresar, guárdelo nuevamente en la carpeta y use el comando de compilación para construir la imagen. El ./parámetro indica que el directorio raíz de la imagen está en el directorio actual e -t helloindica el nombre de la imagen.

  docker build ./ -t hello
  
  

• Después de que la creación sea exitosa, puede usar Docker Run directamente para ejecutar la imagen que acaba de crear. Puede ver que después de que la operación sea exitosa, puede ver el proceso de comando superior ejecutándose en la consola.

  docker run -it --rm hello -H
  
  

6. Práctica del servicio de imágenes en la nube de Alibaba

Lo anterior describe cómo construir una imagen localmente, pero construir objetos localmente no es suficiente. A menudo también necesitamos una plataforma para publicar y administrar las imágenes que construimos. En este caso, podemos usar el servicio de imágenes proporcionado por Alibaba Cloud.

1. Establecer un almacén

• Primero visite el sitio web oficial de Alibaba Cloud https://cr.console.aliyun.comy elija iniciar sesión. Si no tiene una cuenta, registre una.

• Una vez completado el registro, si desea cargar una imagen, debe seleccionar la región y el espacio de nombres del servidor de imágenes para su cuenta de Alibaba Cloud.

  La combinación del almacén y el espacio de nombres forma el grupo espejo mencionado anteriormente, simplemente ingréselo según la situación.

• Después de completar la información del almacén, el sistema también requiere que seleccione la fuente del código. Debido a que la imagen se carga directamente en CentOs, la fuente del código seleccionada aquí es el almacén local.

• Una vez que la creación sea exitosa, regrese a la lista de almacenes y podrá ver el estado y la información del almacén que acaba de crear.

2. Subir imagen

• Una vez creado el almacén, regrese a la terminal CentOs y use el comando de inicio de sesión de Docker para iniciar sesión. En este comando, el nombre de usuario es el nombre de usuario creado de Alibaba Cloud y el parámetro del comando es la dirección espejo de Alibaba Cloud. Aquí, la región es Seleccione de acuerdo con el almacén creado anteriormente, donde Shenzhen representa la dirección del servidor espejo en Shenzhen. También hay muchas direcciones espejo. Elija una según la situación, pero debe usar la misma dirección para la siguiente operación. Al mismo tiempo, después de ingresar el comando de inicio de sesión, se le pedirá al usuario que ingrese una contraseña. Después de ingresar exitosamente, se mostrará un mensaje de inicio de sesión exitoso.

  docker login --username=ouzj5 registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com
  
  

• Antes de subir la imagen, debes marcar la imagen a subir según el nombre del almacén que acabas de crear, el propósito de la marca es clasificarla en un almacén determinado. El nombre de la imagen aquí está precedido por la dirección del almacén correspondiente, el espacio de nombres y el nombre del almacén. Al mismo tiempo, también se puede agregar como una etiqueta :tagdespués del nombre de la imagen. Aquí se utiliza Hello-wrold como etiqueta. y el valor predeterminado es latest.

  docker tag registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/ouzj5/repo:hello-world
  
  

• Después de que la marca sea exitosa, puede usar directamente el comando push para cargar la imagen creada. Los resultados después de una carga exitosa son los siguientes.

  docker push registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/ouzj5/repo:hello-world
  
  

• Una vez que la carga se haya realizado correctamente, puede hacer clic en el almacén que acaba de crear y seleccionar la versión de la imagen. En el almacén, puede ver que se ha creado la imagen de la etiqueta correspondiente y hay diversa información sobre la imagen de la etiqueta. .

3. Consigue la imagen en el almacén.

• Después de que la carga sea exitosa, puede intentar obtener la imagen que creó. Primero, elimine la imagen original antes de obtenerla. Aquí, use el comando rmi de Docker. Aquí, parece que no hay una eliminación real, solo eliminar la imagen. etiqueta. Para eliminar realmente, necesitas agregar parámetros -f. .

  docker rmi registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/ouzj5/repo:hello-world
  
  

• Luego use el comando pull para extraer. Los parámetros del comando son los parámetros del push anterior. La línea de comando mostrará la nueva imagen descargada de Alibaba Cloud.

  docker pull registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/ouzj5/repo:hello-world
  
  

• Después de que la imagen se haya extraído correctamente, puede utilizar el comando de imágenes para comprobar si la imagen se ha extraído correctamente. Puede ver la imagen con la etiqueta de almacén correspondiente a continuación.

  docker images
  
  

• Finalmente, hay un comando de Docker que es la operación de cierre de sesión, que borrará el estado de inicio de sesión correspondiente del local.

  docker log out registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com
  
  

7. Práctica de construcción automática de Docker Hub

Lo anterior describe cómo cargar la imagen que ha creado, pero es muy problemático iniciar sesión y cargar cada actualización de versión, por lo que la siguiente práctica es cómo usar github y docker hub para realizar la construcción automática de aplicaciones. Docker Hub detecta que github tiene una actualización (push), automáticamente llamará al dockerfile en github para crear la imagen y cargarla en el almacén.

1. Cree una cuenta y vincúlela a la cuenta de github.

• La plataforma utilizada aquí es la plataforma Docker Hub extranjera, que proporciona servicios de administración de imágenes similares a Alibaba Cloud. También debe registrar una cuenta de usuario antes de usarlo. Su sitio web es https://hub.docker.com/. Después del registro exitoso Ir a la siguiente página.

• Debido a que lo que se implementa aquí es la construcción automática del almacén en github, debe vincular la cuenta de Docker Hub y la cuenta de github, seleccione la opción Configuración de cuenta en el menú en la esquina superior derecha, ingrese a la página de configuración del usuario y luego seleccione la opción Cuentas vinculadas.

• Después de ingresar a la página Cuentas vinculadas, puede ver la opción de enlace de GitHub. Puede ver que la nueva cuenta no tiene ningún enlace. Aquí, seleccione la opción Conectar en github. La siguiente página le pedirá la contraseña de la cuenta de github.

• Después de iniciar sesión correctamente, puede ver que el elemento de GitHub en la cuenta vinculada ha cambiado a la cuenta correspondiente.

2. Cree un almacén espejo de construcción automatizado

• Antes de configurar la compilación automatizada, se debe proporcionar el archivo acoplable correspondiente en el repositorio de github.

• Seleccione la opción Repositorios en el menú para ingresar a la página de administración de almacén. Hay un botón Crear almacén en la esquina superior derecha de la página. Haga clic en él para comenzar a crear el almacén.

• Ingrese a la página del almacén espejo, complete la información básica del almacén, haga clic en Crear almacén e ingrese a la página del almacén.

• En la página del almacén, seleccione la opción de construcción del almacén.

• Después de ingresar a la página de compilación, se le pedirá que seleccione la fuente del almacén creado. Aquí, seleccione la cuenta de github en la que acaba de iniciar sesión.

• Después de seleccionar github, se le pedirá que complete el almacén de código fuente que debe compilarse automáticamente en github, complete otra información básica y haga clic en guardar y compilar para guardar y compilar.

• Una vez guardadas las configuraciones, la página de compilación del almacén cambia al siguiente estado, lo que demuestra que la compilación ha comenzado.

• Después de configurarlo, puede intentar presionar para actualizar el código en github. Puede ver que la compilación se ejecutará nuevamente después de presionar y se completará la compilación automática.