Docker与微服务实战2022

基础篇(零基小白)

1.Docker简介

1.1 是什么

• 问题：为什么会有docker出现？

您要如何确保应用能够在这些环境中运行和通过质量检测？并且在部署过程中不出现令人头疼的版本、配置问题，也无需重新编写代码和进行故障修复？

答案就是使用容器。Docker之所以发展如此迅速，也是因为它对此给出了一个标准化的解决方案-----系统平滑移植，容器虚拟化技术。

环境配置相当麻烦，换一台机器，就要重来一次，费力费时。很多人想到，能不能从根本上解决问题，软件可以带环境安装？也就是说，安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。

之前在服务器配置一个应用的运行环境，要安装各种软件，就拿尚硅谷电商项目的环境来说，Java/RabbitMQ/MySQL/JDBC驱动包等。安装和配置这些东西有多麻烦就不说了，它还不能跨平台。假如我们是在 Windows 上安装的这些环境，到了 Linux 又得重新装。况且就算不跨操作系统，换另一台同样操作系统的服务器，要移植应用也是非常麻烦的。

传统上认为，软件编码开发/测试结束后，所产出的成果即是程序或是能够编译执行的二进制字节码等(java为例)。而为了让这些程序可以顺利执行，开发团队也得准备完整的部署文件，让维运团队得以部署应用程式，开发需要清楚的告诉运维部署团队，用的全部配置文件+所有软件环境。不过，即便如此，仍然常常发生部署失败的状况。Docker的出现使得Docker得以打破过去「程序即应用」的观念。透过镜像(images)将作业系统核心除外，运作应用程式所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程式跨平台间的无缝接轨运作。

• docker理念

Docker是基于Go语言实现的云开源项目。

Docker的主要目标是“Build，Ship and Run Any App,Anywhere”，也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的APP（可以是一个WEB应用或数据库应用等等）及其运行环境能够做到“一次镜像，处处运行”。

Linux容器技术的出现就解决了这样一个问题，而 Docker 就是在它的基础上发展过来的。将应用打成镜像，通过镜像成为运行在Docker容器上面的实例，而 Docker容器在任何操作系统上都是一致的，这就实现了跨平台、跨服务器。只需要一次配置好环境，换到别的机子上就可以一键部署好，大大简化了操作。

1.2传统虚拟机和容器

• 传统虚拟机（virtual machine）：

传统虚拟机技术基于安装在主操作系统上的虚拟机管理系统（如VirtualBox、VMware等），创建虚拟机（虚拟出各种硬件），在虚拟机上安装从操作系统，在从操作系统中安装部署各种应用。

缺点：资源占用多、冗余步骤多、启动慢

• Linux容器（Linux Container，简称LXC）：

Linux容器是与系统其他部分分隔开的一系列进程，从另一个镜像运行，并由该镜像提供支持进程所需的全部文件。容器提供的镜像包含了应用的所有依赖项，因而在从开发到测试再到生产的整个过程中，它都具有可移植性和一致性。

Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。有了容器，就可以将软件运行所需的所有资源打包到一个隔离的容器中。容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统，只需要软件工作所需的库资源和设置。系统因此而变得高效轻量并保证部署在任何环境中的软件都能始终如一的运行。

比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处：

• 传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；

• 容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。

• 每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。

2.Docker安装

官网：docker官网：http://www.docker.com

仓库：Docker Hub官网: https://hub.docker.com/

2.1 前提说明

前提条件

目前，CentOS 仅发行版本中的内核支持 Docker。Docker 运行在CentOS 7 (64-bit)上，

要求系统为64位、Linux系统内核版本为 3.8以上，这里选用Centos7.x

查看自己的内核

uname命令用于打印当前系统相关信息（内核版本号、硬件架构、主机名称和操作系统类型等）。

cat /etc/redhat-release
uname -r

2.2 Docker的组成（三要素）

1. 镜像(image)

Docker 镜像（Image）就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建很多容器。

它也相当于是一个root文件系统。比如官方镜像 centos:7 就包含了完整的一套 centos:7 最小系统的 root 文件系统。

相当于容器的“源代码”，docker镜像文件类似于Java的类模板，而docker容器实例类似于java中new出来的实例对象。

2. 容器(container)

• 从面向对象角度

Docker 利用容器（Container）独立运行的一个或一组应用，应用程序或服务运行在容器里面，容器就类似于一个虚拟化的运行环境，容器是用镜像创建的运行实例。就像是Java中的类和实例对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器为镜像提供了一个标准的和隔离的运行环境，它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。

• 从镜像容器角度

可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

3. 仓库(repository)

仓库（Repository）是集中存放镜像文件的场所。

类似于：

Maven仓库，存放各种jar包的地方；

github仓库，存放各种git项目的地方；

Docker公司提供的官方registry被称为Docker Hub，存放各种镜像模板的地方。

仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。

最大的公开仓库是 Docker Hub(https://hub.docker.com/)，

存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云 、网易云等

小总结：

需要正确的理解仓库/镜像/容器这几个概念:

Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器实例(类似Java中new出来一个对象)。

image文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。

镜像文件

* image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。

容器实例

* 一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器

仓库

* 就是放一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓库中，需要的时候再从仓库中拉下来就可以了。

2.3 Docker架构

工作原理：

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上， 然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。 容器，是一个运行时环境，就是我们前面说到的集装箱。

Docker是一个 C/S（Client-Server） 结构的系统，后端是一个松耦合架构，众多模块各司其职。

Docker守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从容器接收命令并管理运行在主机上的容器。

Docker运行的基本流程为：

1. 用户是使用Docker Client 与 Docker Daemon 建立通信，并发送请求给后者

2. Docker Daemon 作为 Docker 架构的主体部分，首先提供 Docker Server 的功能使其可以接收 Docker Client 的请求

3. Docker Engine 执行 Docker 内部的一系列工作，每一项工作都是以一个 Job 的形式存在

4. Job 的运行过程中，当需要容器镜像时，则从 Docker Registry 中下载镜像，并通过镜像管理驱动 Graph Driver 将下载镜像以 Graph 的形式存储

5. 当需要为 Docker 创建网络环境时，通过网络管理驱动 Network driver 创建并配置 Docker 容器网络环境

6. 当需要限制 Docker 容器运行资源或执行用户指令等操作时，则通过 Exec driver 来完成

7. Libcontainer 是一项独立的容器管理包，Network driver 以及 Exec driver 都是通过 Libcontainer 来实现具体对容器进行的操作

2.4 安装步骤

https://docs.docker.com/engine/install/centos/

1. 确定你是CentOS7及以上版本

cat /etc/redhat-release

2. 卸载旧版本

https://docs.docker.com/engine/install/centos/

 sudo yum remove docker \docker-client \docker-client-latest \docker-common \docker-latest \docker-latest-logrotate \docker-logrotate \docker-engine

3. yum安装gcc相关

确保CentOS7能上外网
yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++

4. 安装需要的软件包

官网要求

执行命令：

yum install -y yum-utils

设置stable镜像仓库（不推荐：执行官网的报超时：大坑）

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

报错：

1 [Errno 14] curl#35 - TCP connection reset by peer

2 [Errno 12] curl#35 - Timeout

推荐：（阿里云）

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

5. 更新yum软件包索引

yum makecache fast

6. 安装DOCKER CE

yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

7. 启动docker

systemctl start docker

8. 测试

docker version

docker run hello-world

9. 卸载

systemctl stop docker
yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd

2.5阿里云镜像加速

是什么？

https://promotion.aliyun.com/ntms/act/kubernetes.html

注册一个属于自己的阿里云账户(可复用淘宝账号)，获得加速器地址连接

https://pkogn3sx.mirror.aliyuncs.com

1. 粘贴脚本直接执行

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{"registry-mirrors": ["https://pkogn3sx.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

2. 或者分步骤都行

mkdir -p /etc/docker
vim  /etc/docker/daemon.json

 #阿里云
{"registry-mirrors": ["https://pkogn3sx.mirror.aliyuncs.com"]
}

重启服务器
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

永远的HelloWorld
启动Docker后台容器(测试运行 hello-world)
docker run hello-world