springCloud学习【3】之Docker(1)

曾经终败给现在 2024-03-25 22:55 85阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一 Docker环境准备
 *   *  1.1 应用部署的环境问题
     *  1.2 Docker简介
     *  1.3 Docker解决操作系统环境差异
     *  1.4 Docker和虚拟机的区别
     *  1.5 Docker架构
     *   *  1.5.1 镜像和容器
         *  1.5.2 DockerHub
         *  1.5.3 Docker架构
         *  1.5.4 Docker工作流
     *  1.6 Docker的安装和启动
     *  1.7 安装步骤
     *  1.8 启动Docker
     *  1.9 配置镜像加速

## 一 Docker环境准备 ##

*  微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。
    
     *  分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
     *  在数百上千台服务中重复部署，环境不一定一致，会遇到各种问题

### 1.1 应用部署的环境问题 ###

*  大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：
    
     *  依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
     *  开发、测试、生产环境有差异  
        ![在这里插入图片描述][823d95f94cb94839906cc242319bd80a.png]
 *  例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。
 *  Docker确巧妙的解决了这些问题。Docker为解决依赖的兼容问题，采用了两个手段：
    
     *  **将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包**
     *  **将每个应用放到一个隔离**容器**去运行，避免互相干扰**  
        ![在这里插入图片描述][acefcdef5e584b6897bf76a337c516f9.png]
 *  包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题。

### 1.2 Docker简介 ###

![在这里插入图片描述][9eadf5b3bbd14e9f99b738023f427c64.png]

*  **Docker 是一个开源的应用容器引擎**，基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。
 *  **Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。**
 *  **容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。**
 *  Docker的优点
    
     *  **Docker 是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台。**
     *  Docker 使您能够将应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件。借助 Docker，您可以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。
     *  通过利用 Docker 的方法来快速交付，测试和部署代码，您可以大大减少编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟。

### 1.3 Docker解决操作系统环境差异 ###

*  开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，Docker怎么解决这些问题呢？  
    ![在这里插入图片描述][b4d6e56f9ddc4ec6bce53312e7b4bc02.png]
 *  要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构。以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：  
    ![在这里插入图片描述][5add6f3afffb4bf8976de6dd644f92dd.png]
 *  **计算机硬件**：例如CPU、内存、磁盘等
 *  **系统内核**：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供**内核指令**，用于操作计算机硬件。
 *  **系统应用**：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。

--------------------

*  **应用于计算机交互的流程如下：**
    
    1.  应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能
    2.  系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令
    3.  内核指令操作计算机硬件
 *  Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，只是系统应用不同，提供的函数库有差异。  
    ![在这里插入图片描述][99773f8844e94529af176f2313b40119.png]
    
     *  如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错

--------------------

*  Docker如何解决不同系统环境的问题？
    
     *  Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
     *  Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行

--------------------

*  Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术,具备下列优势：
    
    1.  可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
    2.  运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
    3.  启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

### 1.4 Docker和虚拟机的区别 ###

*  Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。两者有什么差异呢？
 *  **虚拟机**（virtual machine）是在操作系统中**模拟**硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用
 *  **Docker**仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统  
    ![在这里插入图片描述][371834e8a2d24916990b87a477727e52.png]
 *  Docker和虚拟机的对比：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>特性</th> 
   <th>Docker</th> 
   <th>虚拟机</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>性能</td> 
   <td>接近原生</td> 
   <td>性能较差</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>硬盘占用</td> 
   <td>一般为MB</td> 
   <td>一般为GB</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>启动</td> 
   <td>秒级</td> 
   <td>分钟级</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.5 Docker架构 ###

#### 1.5.1 镜像和容器 ####

*  Docker中有几个重要的概念：
    
     *  **镜像（Image）**：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
     *  **容器（Container）**：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是**容器**，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。

>  *  **一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。**
>  *  **镜像**，**就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的只读的文件包。**
>  *  **容器**，**就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。**

![在这里插入图片描述][525c230beef64522acfd68792f5e1818.png]

#### 1.5.2 DockerHub ####

*  开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。
 *  DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
 *  国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 [网易云镜像服务][Link 1]、[阿里云镜像库][Link 2]等。
 *  一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：  
    ![在这里插入图片描述][9564d3ea8c36466d8eb164beb30b28bd.png]

#### 1.5.3 Docker架构 ####

*  Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：
    
     *  服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
     *  客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令  
        ![在这里插入图片描述][a638af670ac54b7682fe157f6c8c2e59.png]

#### 1.5.4 Docker工作流 ####

1.  构建自定义镜像或者从DockerRegistry拉取镜像
2.  根据镜像创建容器，并运行

### 1.6 Docker的安装和启动 ###

*  Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。Docker CE 分为 `stable` `test` 和 `nightly` 三个更新频道。
 *  官方网站上有各种环境下的 [安装指南][Link 3]，这里主要介绍 **Docker CE 在 CentOS上的安装**。Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

1.  查看系统版本【可选】
    
        cat /etc/redhat-release
2.  查看内核版本【可选】
    
        uname -a
        或者
        uname -sr
3.  操作示例：【可略】
    
        [root@kongyue ~]# cat /etc/redhat-release
        CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)
        [root@kongyue ~]# uname -a
        Linux kongyue 3.10.0-1160.el7.x86_64 #1 SMP Mon Oct 19 16:18:59 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
        [root@kongyue ~]# uname -sr
        Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64
4.  卸载Docker【如果centos从来没有安装过docker，可以跳过这一步】
    
        yum remove docker \
                          docker-client \
                          docker-client-latest \
                          docker-common \
                          docker-latest \
                          docker-latest-logrotate \
                          docker-logrotate \
                          docker-selinux \
                          docker-engine-selinux \
                          docker-engine \
                          docker-ce
    
     *  以下是没安装过docker的操作效果：  
        ![在这里插入图片描述][6ffe078cae2548cea58fad0b46b05633.png]

### 1.7 安装步骤 ###

1.  首先需要大家虚拟机联网，安装yum工具
    
        yum install -y yum-utils \
                   device-mapper-persistent-data \
                   lvm2 --skip-broken
    
    ![在这里插入图片描述][107ff5199ded4cbfa5a30c787e882ed6.png]
2.  然后更新本地镜像源：
    
        yum-config-manager \
            --add-repo \
            https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
            
        sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
        
        yum makecache fast
    
    ![在这里插入图片描述][240fe7f5a9e1472b8db790ce2e8b70a6.png]
3.  然后输入docker安装命令：
    
        yum install -y docker-ce
    
     *  docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。  
        ![在这里插入图片描述][7ae2133d58e347ea97843c103a418c38.png]  
        ![在这里插入图片描述][81bbe21581894a0daef49021a0de4c5d.png]

### 1.8 启动Docker ###

*  **Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！**
 *  建议依次执行以下命令：
    
        # 关闭
        systemctl stop firewalld
        # 禁止开机启动防火墙
        systemctl disable firewalld
        # 查看防火墙状态
        systemctl status firewalld
 *  出现以下结果，说明关闭防火墙成功：  
    ![在这里插入图片描述][8eb907c700ce48fe914432c5aaec4092.png]
 *  通过命令操作docker：
    
        systemctl start docker  # 启动docker服务
        
        systemctl stop docker  # 停止docker服务
        
        systemctl restart docker  # 重启docker服务
 *  然后输入命令，可以查看docker版本：
    
        docker -v
 *  如果可以查看到docker的版本信息，说明安装成功：
    
        [root@kongyue ~]# docker -v
        Docker version 23.0.1, build a5ee5b1

### 1.9 配置镜像加速 ###

*  docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：[参考阿里云的镜像加速文档][Link 4]
 *  配置镜像加速器
    
     *  针对Docker客户端版本大于 1.10.0 的用户
     *  您可以通过修改`daemon`配置文件`/etc/docker/daemon.json`来使用加速器
    
        sudo mkdir -p /etc/docker
        sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
        {
          "registry-mirrors": ["https://1fb07lig.mirror.aliyuncs.com"]
        }
        EOF
        sudo systemctl daemon-reload
        sudo systemctl restart docker
    
    ![在这里插入图片描述][9ec2fc31c39b46c3b6b72e36189d4c55.png]

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[525c230beef64522acfd68792f5e1818.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/1fd9cbf632c648eca96a1851a29c1437.png
[Link 1]: https://c.163yun.com/hub
[Link 2]: https://cr.console.aliyun.com/
[9564d3ea8c36466d8eb164beb30b28bd.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/0e7cf8f609884422a9678a133cf35a04.png
[a638af670ac54b7682fe157f6c8c2e59.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/4db4947f7fd142969b8c666368b38d96.png
[Link 3]: https://docs.docker.com/install/
[6ffe078cae2548cea58fad0b46b05633.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/5c46fbd390e140a493d0fbee88c8603d.png
[107ff5199ded4cbfa5a30c787e882ed6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/168a34d7a5be4e71afbe9c63ccc4d0cf.png
[240fe7f5a9e1472b8db790ce2e8b70a6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/60ed9b43566840d1890b31ab1f7515cb.png
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[81bbe21581894a0daef49021a0de4c5d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/f58ddeffa4ab476f961796ac3cdb4584.png
[8eb907c700ce48fe914432c5aaec4092.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/aaa71ceec9734b2ea854aa6e7dc0921f.png
[Link 4]: https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors
[9ec2fc31c39b46c3b6b72e36189d4c55.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/09abb380da6e48aab940f6038cdc1484.png