Docker基础入门：常规软件安装与镜像加载原理-Toy模板网

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Docker基础入门：常规软件安装与镜像加载原理,容器化与编排技术深度解析,docker,容器,运维,Docker基础入门,docker常规软件安装,docker镜像加载原理,云原生

一、Docker常规软件安装

1.1、部署nginx

1、拉取nginx镜像
[root@zyl-server ~]# docker pull nginx
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
a2abf6c4d29d: Pull complete 
a9edb18cadd1: Pull complete 
589b7251471a: Pull complete 
186b1aaa4aa6: Pull complete 
b4df32aa5a72: Pull complete 
a0bcbecc962e: Pull complete 
Digest: sha256:0d17b565c37bcbd895e9d92315a05c1c3c9a29f762b011a10c54a66cd53c9b31
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest
[root@zyl-server ~]# 

2、查看镜像
[root@zyl-server ~]# docker images
REPOSITORY                                            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
192.168.234.10:5000/centos                            1.2       d0a52e21dd65   20 hours ago    231MB
centos                                                1.2       d0a52e21dd65   20 hours ago    231MB
nginx                                                 latest    605c77e624dd   19 months ago   141MB
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zhaohaibao/centos   7.9       5d0da3dc9764   23 months ago   231MB
[root@zyl-server ~]# 

3、运行nginx，8011为容器外部端口，80端口为容器内部nginx的端口
[root@zyl-server ~]# docker run -d --name=mynginx -p 8011:80 nginx
926fd257ed887f86894e1fb3b99c2f5edda141e9fdd92c04de3255fd2b1b4973
[root@zyl-server ~]# 

[root@zyl-server ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS                                   NAMES
926fd257ed88   nginx     "/docker-entrypoint.…"   About a minute ago   Up About a minute   0.0.0.0:8011->80/tcp, :::8011->80/tcp   mynginx
[root@zyl-server ~]# 

4、进入nginx容器
[root@zyl-server ~]# docker exec -it mynginx /bin/bash
root@926fd257ed88:/# ls
bin  boot  dev	docker-entrypoint.d  docker-entrypoint.sh  etc	home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@926fd257ed88:/# whereis nginx
nginx: /usr/sbin/nginx /usr/lib/nginx /etc/nginx /usr/share/nginx
root@926fd257ed88:/# cd /etc/nginx/
root@926fd257ed88:/etc/nginx# ls
conf.d	fastcgi_params	mime.types  modules  nginx.conf  scgi_params  uwsgi_params
root@926fd257ed88:/etc/nginx# 
root@926fd257ed88:/etc/nginx#

本地访问8011测试：

[root@zyl-server ~]# curl localhost:8011
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@zyl-server ~]#

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❓ 思考：每次修改nginx配置文件，都需要进入容器内部十分麻烦，------》引入数据卷，通过路径映射，在容器外部即可修改。

1.2、部署tomcat

1、下载tomcat
### --rm 用完即删（一般用来测试）
docker run -it --rm tomcat:9.0

###（这里使用这个）
docker pull tomcat:9.0

2、运行tomcat

参数说明：
-p 小写   主机端口：容器端口
-P 大写   随机分配端口
i         交互
t         终端
d         后台

docker run -d -p 8012:8080 --name=mytomcat tomcat

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原因tomcat默认是最小的镜像，有的文件被删除了。保证最小运行环境。

解决：

1、进入容器
[root@zyl-server ~]# docker exec -it mytomcat /bin/bash
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat# ls
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE	NOTICE	README.md  RELEASE-NOTES  RUNNING.txt  bin  conf  lib  logs  native-jni-lib  temp  webapps  webapps.dist  work
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat/webapps# ls
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat/webapps# 

2、拷贝webapps.dist下的文件到webapps
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps/
root@f8e5b8f57b2b:/usr/local/tomcat#

测试访问：
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❓ 思考：部署项目，每次进入容器内部，是不是很麻烦？------》引入数据卷，通过路径映射，在容器外部即可修改。

1.3、部署elasticsearch

❓ 思考:

es暴露端口多
es内存占用大
es的数据一般要放置到安全目录（挂载）
——————怎么解决？

1、下载、启动elasticsearch 
[root@zyl-server ~]# docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" elasticsearch:7.6.2
Unable to find image 'elasticsearch:7.6.2' locally
7.6.2: Pulling from library/elasticsearch
ab5ef0e58194: Pull complete 
c4d1ca5c8a25: Pull complete 
941a3cc8e7b8: Pull complete 
43ec483d9618: Pull complete 
c486fd200684: Pull complete 
1b960df074b2: Pull complete 
1719d48d6823: Pull complete 
Digest: sha256:1b09dbd93085a1e7bca34830e77d2981521a7210e11f11eda997add1c12711fa
Status: Downloaded newer image for elasticsearch:7.6.2
89b955d50f2fd130d2e19e4048d30a8c38c6beb1023552be2af0c49b6fbf5951

2、查看当前运行的镜像
[root@zyl-server ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                 COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                                                                  NAMES
89b955d50f2f   elasticsearch:7.6.2   "/usr/local/bin/dock…"   7 seconds ago    Up 6 seconds    0.0.0.0:9200->9200/tcp, :::9200->9200/tcp, 0.0.0.0:9300->9300/tcp, :::9300->9300/tcp   elasticsearch
f8e5b8f57b2b   tomcat                "catalina.sh run"        20 minutes ago   Up 20 minutes   0.0.0.0:8012->8080/tcp, :::8012->8080/tcp                                              mytomcat
926fd257ed88   nginx                 "/docker-entrypoint.…"   57 minutes ago   Up 57 minutes   0.0.0.0:8011->80/tcp, :::8011->80/tcp                                                  mynginx
[root@zyl-server ~]# 

3、查看当前cpu使用情况（50%）
docker status

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4、测试访问elasticsearch
[root@zyl-server ~]# curl localhost:9200
{
  "name" : "89b955d50f2f",
  "cluster_name" : "docker-cluster",
  "cluster_uuid" : "pJGBGgBpTOSEqmbG0uMUdg",
  "version" : {
    "number" : "7.6.2",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "docker",
    "build_hash" : "ef48eb35cf30adf4db14086e8aabd07ef6fb113f",
    "build_date" : "2020-03-26T06:34:37.794943Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "8.4.0",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}
[root@zyl-server ~]# 

5、停止elasticsearch、增加内存限制(-e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx512m"),最低占用64m内存，最高占用512m内存。

[root@zyl-server ~]# docker stop 89b955d50f2f
89b955d50f2f
[root@zyl-server ~]# 

6、再次运行
[root@zyl-server ~]# docker run -d --name myelasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" -e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx512m" elasticsearch:7.6.2

7、再次查看内存
[root@zyl-server ~]# docker stats

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1.4、如何部署kibana–>连接elasticsearch

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1.5、部署可视化工具

1、portainer（使用这个）
docker run -d -p 8088:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

2、Rancher（CI/CD、持续部署、集成时再用这个）

什么是portainer ?

portainer 是 Docker的图形化界面管理工具！提供一个后台面板供我们操作！

1、启动运行

[root@zyl-server ~]# docker run -d -p 8088:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer
Unable to find image 'portainer/portainer:latest' locally
latest: Pulling from portainer/portainer
94cfa856b2b1: Pull complete 
49d59ee0881a: Pull complete 
a2300fd28637: Pull complete 
Digest: sha256:fb45b43738646048a0a0cc74fcee2865b69efde857e710126084ee5de9be0f3f
Status: Downloaded newer image for portainer/portainer:latest
99974acec5857c8559b5230e5c76063a82346a0e986780582ea6a40a7f62628c
[root@zyl-server ~]#  


2、访问测试：http://192.168.234.10:8088

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二、镜像加载原理

2.1、镜像是什么

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来！

如何得到镜像：

从远程仓库下载
朋友拷贝给你
自己制作一个镜像DockerFile

2.2、Docker镜像加速原理

UnionFS（联合文件系统）

我们下载的时候看到的一层层就是这个！

UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下（unite several directories into a single virtual filesystem）。Union 文件系统是Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

Docker镜像加载原型

docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。

bootfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。

rootfs（root file system），在bootfs之上。包含的就是典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。
rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等等。

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平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker这里才200M？

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对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的kernel，自己只需要提供rootfs就可以了。

由此可见对于不同的linux发行版，bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs。

（虚拟机是分钟级，容器是秒级！）

2.3、分层理解

分层的镜像

我们可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到是一层一层的在下载！

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思考：为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？

最大的好处，我觉得莫过于是资源共享了！比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。

查看镜像分层的方式可以通过 docker image inspect命令！

[root@zyl-server ~]# docker image inspect tomcat:9.0

所有的Docker 镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。

举一个简单的例子，假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层；如果继续添加一个安全补丁，就会创建第三个镜像层。
、
该镜像当前已经包含3个镜像层，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子）。

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在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举了一个简单的例子，每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。

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上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件。
下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7是文件5的一个更新版本。
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这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中。