Docker简介与安装

学习目标：

• 掌握Docker基础知识，能够理解Docker镜像与容器的概念
• 完成Docker安装与启动
• 掌握Docker镜像与容器相关命令
• 掌握Tomcat Nginx 等软件的常用应用的安装
• 掌握docker迁移与备份相关命令
• 能够运用Dockerfile编写创建容器的脚本
• 能够搭建与使用docker私有仓库

一、Docker简介

1.1 什么是虚拟化

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

虚拟化技术种类很多，例如：软件虚拟化、硬件虚拟化、内存虚拟化、网络虚拟化(vip)、桌面虚拟化、服务虚拟化、虚拟机等等。

问题：为什么会有docker出现？

一款产品从开发到上线，从操作系统，到运行环境，再到应用配置。作为开发+运维之间的协作我们需要关心很多东西，这也是很多互联网公司都不得不面对的问题，特别是各种版本的迭代之后，不同版本环境的兼容，对运维人员都是考验 , 这个时候 Docker 横空出世，是因为它对此给出了一个标准化的解决方案。

环境配置如此麻烦，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，可以发现，每发布一个程序，都要走一遍以上的流程：

1.2 什么是Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言开发。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“一次封装，到处运行”。

总之一句话：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 。

• 为什么选择Docker?

  • Docker的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现“这段代码在我机器上没问题啊”这类问题；——一致的运行环境
  • 可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。——更快速的启动时间
  • 避免公用的服务器，资源会容易受到其他用户的影响。——隔离性
  • 善于处理集中爆发的服务器使用压力；——弹性伸缩，快速扩展
  • 可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。——迁移方便
  • 使用Docker可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。——持续交付和部署

• Docker应用场景

  ① Web 应用的自动化打包和发布

  ② 自动化测试和持续集成、发布

  ③ 在服务型环境中部署和调整数据库或其他的后台应用

使用Docker可以实现开发人员的开发环境、测试人员的测试环境、运维人员的生产环境的一致性。

Docker借鉴了标准集装箱的概念。标准集装箱将货物运往世界各地，Docker将这个模型运用到自己的设计中，唯一不同的是：集装箱运输货物，而Docker运输软件。

1.3 容器与虚拟机比较

下面的图片比较了 Docker 和传统虚拟化方式的不同之处，可见容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统方式则是在硬件层面实现。

• 传统虚拟机

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和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。

• Docker

Docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统虚拟机则是在硬件层面实现虚拟化。与传统的虚拟机相比，Docker优势体现为启动速度快、占用体积小。

• 使用上的区别

简单来说： 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势，但功能有所不同，因为容器虚拟化的是操作系统，而不是硬件，因此容器更容易移植，效率也更高。

1.4 Docker 组件

1.4.1 Docker组成部分

Docker是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。Docker提供了一个命令行工具Docker以及一整套RESTful API。你可以在同一台宿主机上运行Docker守护进程和客户端，也可以从本地的Docker客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程Docker守护进程。

1.4.2 Docker镜像与容器

镜像：类似虚拟机镜像 , 是一个特殊的文件系统

操作系统分为内核和用户空间。对于Linux而言，内核启动后，会挂载root文件系统为其提供用户空间支持。而Docker镜像（Image），就相当于是一个root文件系统。

Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。 镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

容器：类似linux系统环境，运行和隔离应用。是镜像运行时的实体

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等 。

仓库：集中存放镜像文件的地方。

镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主上运行，但是， 如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中存储、分发镜像的地方，比如后面我们要学的，Docker Registry就是这样的服务。

1.4.3 Registry（注册中心）

Docker用Registry来保存用户构建的镜像。Registry分为公共和私有两种。Docker公司运营公共的Registry叫做Docker Hub。用户可以在Docker Hub注册账号，分享并保存自己的镜像（说明：在Docker Hub下载镜像巨慢，可以自己构建私有的Registry）。

https://hub.docker.com/

二、Docker安装与启动

2.1 安装Docker-CentOS7

Docker官方建议在Ubuntu中安装，因为Docker是基于Ubuntu发布的，而且一般Docker出现的问题Ubuntu是最先更新或者打补丁的。在很多版本的CentOS中是不支持更新最新的一些补丁包的。​ 由于我们学习的环境都使用的是CentOS，因此这里我们将Docker安装到CentOS上。

注意：这里建议安装在CentOS7.x以上的版本，在CentOS6.x的版本中，安装前需要安装其他很多的环境，而且Docker很多补丁不支持更新。

1. 官网中文安装参考手册

https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/

1. 确定你是CentOS7及以上版本

   cat /etc/redhat-release

2. yum安装gcc相关

   • CentOS7能上外网

   • 检查gcc和g++是否安装好，如果没有安装好，则需要安装。

   • 安装gcc和g++

     yum -y install gcc

     yum -y install gcc-c++

3. 安装需要的软件包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

1. 设置镜像仓库
   • 大坑(千万不要试，网速慢，超时，安装不上)

• 推荐：阿里云服务器

1. 更新yum软件包索引

1. 安装DOCKER CE（社区版）（DOCKER EE企业版收费）

1. 启动docker
   • 手动启动：systemctl start docker
   • 自动启动：systemctl enable docker
2. 测试
   • 检查版本：docker version
   • 下载并运行HelloWorld：docker run hello-world
     • 如果下载不下来，可以配置镜像加速器
     • 输出这段提示以后，hello world就会停止运行，容器自动终止。

• run干了什么

1. 配置镜像加速CentOS7版本

   mkdir -p /etc/docker

   vim /etc/docker/daemon.json

   • #网易云

• #阿里云(推荐)

• #ustc

  #是老牌的linux镜像服务提供者了，还在遥远的ubuntu 5.04版本的时候就在用。ustc的docker镜像加速器速度很快。

  #ustc docker mirror的优势之一就是不需要注册，是真正的公共服务。

  #https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/docker

  在该文件中输入如下内容：

systemctl daemon-reload

systemctl restart docker

1. 卸载
   • systemctl stop docker
   • yum -y remove docker-ce
   • rm -rf /var/lib/docker
   • 卸载旧版本
     • 2019.11英文官网版本
       • 最新的英文版：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/\#uninstall-old-versions

2.2 Docker的启动与停止

2.2.1 命令

2.2.2 帮助手册：docker –help

2.2.3 指令介绍