docker基础必会！！！

Posted 2021-09-16 水木，年華

docker基础必会！！！

• 一.容器技术产生的背景
• 二.docker理论
• • 2.1 什么是docker？有什么作用？
  • 2.2 docker的使用场景
  • 2.3 docker引擎（Docker Engine）
  • 2.4 docker与虚拟化的区别
• 三.docker的架构(docker architecture)
• 四.docker三大组件
• 五.控制组( Control groups)
• 六.基础小结
• • 6.1 docker概念
  • 6.2 docker原理
  • 6.3 docker 有哪些优势?和虚拟化比有什么优势
  • 6.4 容器和虚拟机的不同点
• 七.部署20版docker

一.容器技术产生的背景

以linux而言，linux操作系统会有一个主进程pid=1派生出其他进程来控制不同服务例如: pid=2 --> python pid=3–>java pid4–>php ，三个服务可能会相互影响
使用者期望将这三个不同的服务，跑在不同的运行时环境中实现相互不影响，同时不会增加服务器成本。

延伸出能否将这三种服务分别封装起来——》KVM虚拟化技术，实现了一个操作系统模拟多个操作系统/不同的运行时环境。
随着技术发展，虚拟化技术开销较大(例如:只要运行一个python脚本，想要使用虚拟化方式实现，还需要安装一个操作系统,并不方便/合理)
延伸出容器技术;
虚拟化层的抽象层（用户层）剥离，使用docker engine来替代（来宾操作系统去除），只要通过引擎就可以直接连接到宿主机操作系统中，极大减小了开销。
docker引擎对内核版本是有要求的(至少是3.8+)
docker 需要cgroups(Linux内核态中资源管理的模块） 的资源管理功能

那如何实现应用A和应用B隔离应用和应用的隔离,如何进行判断以操作系统维度？
应用A与应用B隔离，在操作系统中，是通过namespaces(名称空间、命名空间)实现的，只要实现以下6个空间隔离，才能认为两个应用实现了完全/完整隔离

容器隔离了6个名称空间(namespace资源隔离-用容器化技术封装入
mount  文件系统，挂载点―—》》一个文件系统内，不能重复挂载一个指定目录，例如:/mnt
user   操作进程的用户和用户组
pid    进程编号
uts    主机名和主机域
ipc    信号量、消息队列，共享内存（理解，不同的应用调用内存资源的时候应该使用不同的内存空间)
net    网络设备、网络协议栈、端口等

该pid命名空间:进程隔离（PID:进程ID)。
该net命名空间:管理网络接口（NET:网络)。
该ipc命名空间:管理访问IPC资源（IPC:进程间通信)。
该mnt命名空间:管理文件系统挂载点(MNT:mount) 。
该uts命名空间:隔离内核和版本标识符。（UTS:Unix时间共享系统)

二.docker理论

2.1 什么是docker？有什么作用？

●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。
●是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包方式的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的Linux或者Windows机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制（隔离机制），相互之间不会有任何接口
●沙箱(Sandbox)：在计算机安全领域，沙箱是一种程序的隔离运行机制
●Docker在2013年一炮而红，直到现在，已经成为容器技术的代名词。
●Docker从一开始就以提供标准化的运行时环境为目标，真正做到“build once, run anywhere即构建一次能在所有地方运行”，可以将同一个构建版本用于开发、测试、预发布、生产等任何环境，并且做到了与底层操作系统的解耦。在此基础上还进一步发展出了CaaS（容器即服务）技术。

2.2 docker的使用场景

●打包应用程序简单部署
●可脱离底层硬件任意迁移（实现了应用的隔离，将应用拆分并进行解耦），例如：服务器从腾讯云迁移到阿里云
●持续集成和持续交付（CI/CD）：开发到测试发布
●部署微服务
●提供PAAS产品（平台即服务）{OpenStack的云主机类似于阿里云的ECS，属于LAAS、Docker（K8S） 属于PAAS}

CI/CD流程：war jar —》github gitlab 私有仓库（代码仓库)—》jenkins（测试(应用程序封装/构建镜像）—》运维下载，使用容器技术进行运行/发布

docker三要素
镜像——》模板
容器——》基于镜像,运行状态/运行时状态
仓库——》存放镜像模板

2.3 docker引擎（Docker Engine）

●Docker Engine是具有以下主要组件的客户端-服务器应用程序：
●server端：服务器是一种长期运行的程序，称为守护程序进程（ dockerd命令）。
●CLENT端：REST API，它指定程序可以用来与守护程序进行通信并指示其操作的接口。
●命令行界面（CLI）客户端（docker命令）。

2.4 docker与虚拟化的区别

三.docker的架构(docker architecture)

Docker使用客户端-服务器架构。Docker 客户端与Docker
守护进程进行对话，该守护进程完成了构建，运行和分发Docker容器的繁重工作。

Docker区别于传统的虚拟化，不需要虚拟硬件资源，直接使用容器引擎，所以速度快

Docker Client:客户端/提供一个与用户交互，展示的平台+管理、控制docker服务端（功能）的工具

Docker客户端( docker）是许多Docker用户与Docker交互的主要方式。当您使用诸如之类的命令时docker run，客户端会将这些命令发送到dockerd，以执行这些命令。该docker命令使用Docker APT。 Docker客户端可以与多个守护程序通信。
Docker daemon:守护进程

Docker 守护程序( dockerd)）侦听 Docker API请求并管理Docker对象，例如图像，容器，网络和卷。守护程序还可以与其他守护程序通信以管理pocker服务。
Docker images:镜像

存储镜像的地方，默认在公共的Docker Hub上查找，可以做个人仓库(registry harbor)

容器可以被打包成镜像
Docker container:容器
Docker registry:镜像仓库

存储镜像的地方，默认在公共的Docker Hub上查找，可以做个人仓库(registry harbor)

四.docker三大组件

镜像:一组资源集合，包含了应用程序软件包、应用程序相关的依赖包、运行应用程序所需要的基础环境（泛指操作系统环境)，可以理解为容器的模板
容器:基于镜像的一种运行时状态
仓库:存放image镜像﹐仓库大类: 1、公共仓库—》docker hub 2、私有仓库 registry和harbo

五.控制组( Control groups)

Linux上的Docker引擎还依赖于另一种称为控制组
( cgroups）的技术。cgroup将应用程序限制为一组特定的资源。控制组允许Docker
Engine将可用的硬件资源共享给容器，并有选择地实施限制和约束。例如，您可以限制特定容器可用的内存。

六.基础小结

6.1 docker概念

Dcoker 是基于容器技术的轻量级虚拟化解决方案
docker是容器引擎，把linux的cgroup、namespaces等容器底层技术进行完美的封装、并抽象为用户提供创建和管理容器的便捷界面(命令行cli、 api等）c/s

6.2 docker原理

cgroup和namespaces两者构成了docker底层原理：
cgroup（资源管理技术）资源控制与namespaces名称空间结合控制管理了6个名称空间资源（以下)
mount 文件系统，挂载点，一个文件系统内，不能重复挂载一个指定目录，例如:/mnt
user  操作进程的用户和用户组
pid   进程编号
uts   主机名和主机域
ipc   信号量、消息队列，共享内存（不同的应用调用内存资源的时候应该使用不同的内存空间)
net   网络设备，网络协议栈，端口等

6.3 docker 有哪些优势?和虚拟化比有什么优势

docker 把容器化技术做成了标准化平台CAAS (docker统一/指定了容器化技术的标准化平台)

使用docker有什么意义(实现了3个统一）
docker引擎统一了基础设施环境-docker环境构建image封装一个简易的操作系统（3.0+G )
docker引擎统一了程序打包（装箱）方式-docker镜像—》images
docker引擎统一了程序部署(运行）方式-docker容器——》基于镜像-》运行为容器（可运行的环境)
实现了一次构建、多次、多处使用

6.4 容器和虚拟机的不同点

不同点         container                                      VM
启动速度       秒级(进程控制）                             分钟级（来宾操作系统理)
运行性能       接近原生(直接在内核中运行90%）                50%左右损失
磁盘占用       MB                                        GB（操作系统镜像2G)
数量          成百上千（进程)                             一般几十台(操作系统级别)
隔离性        进程级别                                    系统级别(更彻底)
操作系统      主要支持Linux(只需要支持引擎)                 几乎所有（吃宿主机操作系统的支持）
封装程度      只打包项目代码和依赖关系,共享宿主机内核          完整的操作系统,与宿主机隔离

七.部署20版docker

环境配置

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce o

安装依赖包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2   #docker存储驱动，lvm2资源控制的工具

设置阿里云镜像源

cd /etc/ yum.repos.d/
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

#安装docker-ce 社区版

yum install -y docker-ce

启动

systemctl start docker
systemctl enable docker

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://483txl0m.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

#######################网路优化############################

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_forward=1

sysctl -p
systemctl restart network
systemctl restart docker

#docker-server端配置文件

{
"gragh": "/data/ docker"           数据目录
"storage-driver": "overlay2"，     存储引擎LXC-》overlay —》overlay2
"insecure-registries": ["registry.access.redhat.com", "quary.io"]  私有仓库
"registry-mirrors": [ "https:/lq" ] 镜像加速
"bip": "172.168.80.50/24",              docker网络
"exec-opts" :[ "native.cgroupdriver=systemd" ]，启动时候的额外参数（驱动)
"live-restore": true                当docker容器引擎挂掉的时候，使用docker跑起来的容器还能运行（分离)
}

{
"gragh": "/data/docker"           
"storage-driver": "overlay2",      
"insecure-registries": ["registry.access.redhat.com","quary.io"]
"registry-mirrors": ["https://lq"]
"bip": "172.168.80.50/24",          
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"live-restore": true                
}

以上是建议的配置项
docker容器网络生产经验
docker 的网络建议和宿主机的IP"对照”
比如宿主机 10.2.5.6 容器的地址就可以修改为172.5.6.1，这样方便在故障发生时，更容易定位故障节点位置

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker