Docker基礎、Machine、Compose、Swarm入門與實踐

weixin_33936401發表於2018-07-12

前言

你是否曾經和我一樣，想了解一個新的中介軟體，如redis、kafka、zookeeper等，發現無論是單點還是叢集搭建過程都異常繁瑣，甚至佔用了一半以上的學習時間？很多中介軟體都是基於linux系統的，但是你卻要在windows上做文章？作為一個後端程式設計師，我只想學習一下中介軟體怎麼使用，卻被這種繁瑣的過程限制住了手腳，抑或是半途而廢？
正所謂，工欲善其事，必先利其器。Docker可以完美的解決我們以上的痛點，而且安裝過程簡單。
本文參照Docker官方文件https://docs.docker.com/，基於windows系統，Linux和Mac系統除了安裝過程不同之外其餘過程均相同。

一、安裝Docker

步驟一

下載安裝DockerToolBox： https://docs.docker.com/toolbox/overview/

image.png

步驟二

安裝成功之後會有三個圖示出現，Docker Quickstart基本上不用，常用的是另兩個，開啟VM更新到最新版本（因為舊版本開啟Kitematic的時候容易卡死）

image.png

步驟三

開啟Kitematic軟體，點選hello-world-nginx的CREATE按鈕，建立一個容器，如果能正常跑起來就證明安裝成功了。

image.png

二、Docker Machine

經過上面過程我們已經在Windows裡面成功安裝了docker環境，但本質上Kitematic軟體底層利用的是VirtualBox虛擬機器和DockerMachine，那麼什麼是Docker Machine？

1、Docker Machine概念

Docker Machine就是建立Docker環境的機器，簡單說就是有了Docker Machine就可以在任何系統任何平臺上快速的搭建Docker環境了。

2、利用Docker Machine快速建立Docker環境

建立Docker虛擬機器

開啟cmd視窗，執行命令 docker-machine create --driver=virtualbox machine1
該命令以virtualbox為介質快速建立一個包含有docker環境的虛擬機器。命令執行完成之後開啟virtualbox介面如下：
可以看到machine1正在執行，雙擊進入該虛擬機器可以執行docker的所有命令。
你可以利用上面的命令繼續建立多個含有Docker Engine的多個虛擬機器

image.png

進入Docker虛擬機器

開啟cmd視窗，執行命令 docker-machine ssh machine1
該命令可以通過cmd視窗進入到machine1環境，因為virtualbox的複製貼上操作沒有cmd視窗那麼便捷，所以我一般複製命令的時候都使用cmd視窗ssh進入

其他Docker machine命令

docker-machine start/stop 可以刪除容器關閉和不刪除容器關閉虛擬機器
更多命令請參考 https://docs.docker.com/machine/reference/

三、Docker Compose

1、Dcoker Compose概念

Docker Compose可以有組織的啟動同屬於一個服務的多個容器
換句話說當一個服務包含多個容器的時候，docker compose可以通過yaml檔案預先配置，然後統一啟動

2、Docker Compose安裝

三步走：進入machine1、切換root使用者、安裝及更改compose許可權
1.21.1為版本，可以到https://github.com/docker/compose/releases去檢視可更換的compose版本

sudo -i
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.1/docker-compose-uname -s-uname -m -o /usr/local/bin/docker-compose
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

3、Compose的使用

以三節點的zookeeper偽叢集為例，最重要的就是yaml檔案，這個是構建服務的藍圖
首先：隨便在哪個目錄下建立一個docker-compose.yml檔案（注意名稱必須為docker-compose），內容如下
然後：進入docker-compose.yml目錄，執行docker-compose up -d （-d表示後臺執行）結果如圖

version: '3.1'

services:
  zoo1:
    image: zookeeper
    restart: always
    hostname: zoo1
    ports:
      - 2181:2181
    environment:
      ZOO_MY_ID: 1
      ZOO_SERVERS: server.1=0.0.0.0:2888:3888 server.2=zoo2:2888:3888 server.3=zoo3:2888:3888

  zoo2:
    image: zookeeper
    restart: always
    hostname: zoo2
    ports:
      - 2182:2181
    environment:
      ZOO_MY_ID: 2
      ZOO_SERVERS: server.1=zoo1:2888:3888 server.2=0.0.0.0:2888:3888 server.3=zoo3:2888:3888

  zoo3:
    image: zookeeper
    restart: always
    hostname: zoo3
    ports:
      - 2183:2181
    environment:
      ZOO_MY_ID: 3
      ZOO_SERVERS: server.1=zoo1:2888:3888 server.2=zoo2:2888:3888 server.3=0.0.0.0:2888:3888

image.png

再次：檢查zookeeper偽叢集是否安裝成功，使用docker ps 檢視正在執行的容器，記下ID
然後：通過docker exec -it id /bin/bash進入zookeeper下，進入bin目錄，執行zkCli.sh就可以執行zookeeper命令了！

image.png

就這樣偽叢集瞬間搭建好，跟誰說理去？

4、yml模板說明：

version對應compose和Engine版本

image.png
services對應多個容器
zoo1/2/3為容器名稱
image表示基於的映象為zookeeper
environment表示環境變數
ports前面的埠號表示容器宿主機的埠號，後面的埠號表示容器的埠號
其他顧名思義

4、Compose yml其他語法

https://docs.docker.com/compose/compose-file/

四、Docker Swarm

上面兩位劍客完成了Docker環境搭建和容器的編排工作，swarm則用來完成多臺機器（可物理可虛擬）之間容器叢集的管理，Swarm是docker自帶的一種模式，內嵌到docker裡，不用額外安裝。

1、Swarm中的重要概念

節點：NODE，一個節點本質上是一個包含Docker Engine環境的機器，可以是物理機也可以是虛擬機器，我們這裡可以是自己構建的docker machine。Node分為兩種，一種為leader，一種為worker，前者負責分派工作，後者負責執行工作，同一個NODE可以同時有兩種角色。
服務：Service，執行在節點上包含一個或者多個task的綜合體，每個task都由一個容器和容器內部執行的一些命令共同代表。
負載均衡：使用內部負載均衡，訪問任何節點埠都會通過負載均衡找到服務，即便當前node沒有服務

image.png

2、快速搭建一個Swarm叢集

步驟一：

開啟cmd視窗，使用docker-machine create xxx 建立一個manager環境和兩個worker環境，建立完成可以開啟virtualbox檢視

image.png

步驟二：

在manager節點即圖中的machine1節點內，執行命令
docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.101 注意後邊的IP為當前機器的IP可以通過cmd視窗的docker-machine ip machine1檢視。--advertise-addr表示設定mannager

$ docker swarm init --advertise-addr 192.168.99.101
Swarm initialized: current node (bvz81updecsj6wjz393c09vti) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-3pu6hszjas19xyp7ghgosyx9k8atbfcr8p2is99znpy26u2lkl-1awxwuwd3z9j1z3puu7rcgdbx \
    172.17.0.2:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

步驟三：

上一步中其實已經給出了加入swarm的命令了，如果沒記住可以在mananger節點執行docker swarm join-token worker 命令檢視

docker swarm join --token SWMTKN-1-3pu6hszjas19xyp7ghgosyx9k8atbfcr8p2is99znpy26u2lkl-7p73s1dx5in4tatdymyhg9hu2 192.168.99.101:2377
執行完上述命令後會有成功的提示

在Manager節點執行docker node ls可以檢視當前節點

image.png

步驟四：

至此Docker swarm叢集搭建完成，該叢集包含三個節點，一個Manager和兩個worker，Manager本質上也是一個worker，都可以執行任務。

3、在Swarm上操作服務

釋出：
隨便在哪個節點上執行命令
docker service create
--replicas 3
--name redis
--update-delay 10s
redis:3.0.6
就可以釋出一個3.0.6版本的Redis了，replicas表示有三個副本，update-delay表示當升級的時候，一個節點升級成功之後的10秒後才升級另一個節點
升級：
docker service update --image redis:3.0.7 redis
這個過程是滾動的，即一個接一個升級
檢視：
docker service inspect --pretty redis
或者docker service ps redis
刪除：
docker service rm redis
停止/重啟節點：
docker node update --availability drain worker1
該命令停止了節點worker1，停止之後不接受新的請求，不接受manager分派
docker node update --availability active worker1
該命令重啟了節點，使其恢復active狀態
指定埠：
docker service create
--name my-web
--publish published=8080,target=80
--replicas 2
nginx
該命令指定了訪問埠為8080，對映docker80埠，可以通過任何節點訪問到如192.168.99.101:8080

4、Swarm && Compose

上面Swarm釋出的Service都是單個容器的，多個容器如何操作呢？首先我們會聯想到Compose，但是Comopse舊版本只支援在單個Host上釋出，在叢集裡就需要Compose新版本了！先保證Compose是v3以上吧！
去這個網址https://github.com/docker/compose/releases/檢視compose版本和compose yml版本的對應關係

image.png

Swarm釋出Compose編排的Service過程：

步驟一：

編排docker-compose.yml模板檔案，此處命名可以隨便起，與Compose不同
下面的yml檔案來自官方https://github.com/docker/labs/blob/master/beginner/chapters/votingapp.md

version必須是3及以上
該服務包含redis、db、vote服務（投票功能）、result服務（統計結果）等等

version: "3"
services:
  redis:
    image: redis:alpine
    ports:
      - "6379"
    networks:
      - frontend
    deploy:
      replicas: 2
      update_config:
        parallelism: 2
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure
  db:
    image: postgres:9.4
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend
    deploy:
      placement:
        constraints: [node.role == manager]
  vote:
    image: dockersamples/examplevotingapp_vote:before
    ports:
      - 5000:80
    networks:
      - frontend
    depends_on:
      - redis
    deploy:
      replicas: 2
      update_config:
        parallelism: 2
      restart_policy:
        condition: on-failure
  result:
    image: dockersamples/examplevotingapp_result:before
    ports:
      - 5001:80
    networks:
      - backend
    depends_on:
      - db
    deploy:
      replicas: 1
      update_config:
        parallelism: 2
        delay: 10s
      restart_policy:
        condition: on-failure

  worker:
    image: dockersamples/examplevotingapp_worker
    networks:
      - frontend
      - backend
    deploy:
      mode: replicated
      replicas: 1
      labels: [APP=VOTING]
      restart_policy:
        condition: on-failure
        delay: 10s
        max_attempts: 3
        window: 120s
      placement:
        constraints: [node.role == manager]

  visualizer:
    image: dockersamples/visualizer
    ports:
      - "8080:8080"
    stop_grace_period: 1m30s
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    deploy:
      placement:
        constraints: [node.role == manager]

networks:
  frontend:
  backend:

volumes:
  db-data:

步驟二：

執行命令 docker stack deploy --compose-file docker-compose.yml vote 啟動基於yml檔案的名稱為vote的服務
注意docker stack不支援build，需要事先指定映象

image.png

步驟三：

這樣多個容器就以服務的形式釋出到叢集裡面了！通過192.168.99.101:5000訪問即可看到頁面！
docker stack services vote：可以檢視服務狀態
docker stack rm vote：可以刪除服務

image.png

Docker-Compose所有命令引數可以參考：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

五、Docker基礎

docker主要由倉庫、映象、容器三個概念組成！下圖中顯示了三者之間的關係

把映象理解為軟體安裝包
把容器理解為使用的軟體
把倉庫理解為安裝包下載網站

image.png

一：對於映象：

1:增加映象：
A：從倉庫下載：docker pull NAME:TAG
A1:例子：docker pull ubuntu:latest
A2:例子：docker pull ubuntu 同上
A3:例子：docker pull ubuntu:14.04
B：建立映象：
B1:基於已有映象的容器建立：docker commit已經修改過的容器，如docker容器裡建立了檔案的映象
B11:docker commit -m “訊息” -a “作者資訊” a925948cb23d（容器ID） test：0.1（標籤）
B2:基於本地模板匯入
B3:基於Dockerfile建立
C：存出映象：docker save -o xxx.tar xxx:latest即可儲存成tar檔案
D：載入映象：docker load < xxx.tar即可載入tar檔案
2:刪除映象：
A：刪除映象：docker rmi image image可以為標籤也可以為id
A1:-f強行刪除
3:修改映象：
A：給映象打標籤：docker tag ubuntu:latest myubuntu:latest

4:檢視映象：
A：列出映象：docker images
A1:-a列出所有的映象檔案
A2:-q僅輸出ID資訊
B：詳細資訊：docker inspect ubuntu：latest
C：檢視歷史：docker history ubuntu：latest
5:搜尋映象：
A：搜尋映象：docker search -s 3 —automated ubuntu 搜尋3星以上自動建立的ubutnu映象
6:上傳映象：
A：先加標籤：docker tag xxx：14.04 user／test：latest
再往上推：docker push user／test：latest
B：上傳到docker hub裡面，跟git很類似

7:Dockerfile詳解：
構建：
Kind1：在dockerfile所在目錄執行：docker build -t nginx：v3 .
Kind2: 直接用gitRepo構建：docker build git路徑：版本
解釋：BS架構，dockerfile所在目錄應該為空目錄，所有需要複製或者新增的檔案都應該複製到該目錄下，這個路徑是一個上下文Context，構建過程中會把上下文傳送給Docker引擎
A：FROM命令：以什麼為基礎，可以是已經存在的映象，也可以是虛擬映象scratch
B：RUN命令：與直接在容器內命令列中輸入的命令一樣的效果，為了減少層數，可以使用\和&&結合的方式，換行並繼續的意思
C：COPY命令：COPY package.json ／usr／src／app，前者為上下文中的路徑，後者可以為絕對路徑，也可以為WORKDIR目錄的相對路徑
D：ADD命令：與COPY一至，源路徑可以為url，可以為tar檔案，只在自動解壓縮的場合使用ADD，其餘一律用RUN
E：CMD命令：制定容器啟動時所要執行的命令，只能執行一次，多次會覆蓋，CMD 【“可執行程式”，“param1”，“parma2”】
F：ENTRYPOINT命令：格式與RUN相同，給容器配置一個可執行程式格式與CMD相同，docker run指令不會覆蓋ENTRYPOINT命令而會覆蓋CMD命令，比如-i
G：ENV命令：設dockerfile的環境變數 ENV key value，之後的命令可以使用ENV定義的環境變數，容器內也可以使用
H：VOLUME命令：VOLUME ／data，匿名卷容器內的／data對映入主機了
I：EXPOSE命令：宣告埠 EXPOSE 80 8080
J：WORKDIR：指定工作目錄，或者成為當前目錄，如果目錄不存在WORKDIR會幫你建立
K：USER命令：制定當前使用者

二：對於容器：
1:建立容器：
A：建立容器：docker create -it ubuntu：latest
保持標準輸入開啟：-i
後臺執行容器：-d
分配一個偽終端：-t
B：建立並啟動容器：docker run ubuntu ／bin/bash
2:刪除容器：
A：docker rm命令刪除：
B：刪除所有：sudo docker rm $(docker ps -a -q)
3:停止容器：
A：優雅的停止：docker stop dockerID
B：直接殺死：docker kill id
4:檢視容器：docker ps
A：獲取容器輸出資訊：docker logs id
5:進入容器：
A：exec命令：docker exec -it dockerID ／bin／bash
B：nsenter工具：可以去查
6:容器互聯：
A：docker run -d -P —name dockerName1 --link dockerName2:dockerName2Alias ubuntu：14.04
B：
7:啟動容器：
A：docker start af（容器ID）
B：重啟：docker restart id
C：啟動容器會自動在映象層外掛載一層可讀寫層
D：直接從映象啟動容器：docker run -i -t -d -p 8080:8080 --name myname ubuntu:latest
8:匯入匯出容器：
A：匯出容器：docker export -o xxx.tar dockerID
B：匯入容器：docker import xxx.tar - dockerName

三：對於倉庫：
1:建立私有倉庫：
A：建立本地／tmp／registry 位置的倉庫 docker run -d -p 5000:5000 registry
B：建立制定路徑倉庫 docker run -d -p 5000:5000 -v ／opt／data／registry：／tmp／registry registry
2:從國內映象下載映象：
A：從時速雲下載映象：docker pull index.tenxcloud.com/docker_library/映象：標籤

四：對於資料：
1:資料卷：
A：容器內資料直接對映到本地主機環境
B：資料卷可以被多個容器共享和重用
C：對資料卷修改立馬生效，並且更新資料卷不影響映象
D：資料卷會一直存在，直到沒有容器使用才可以安全解除安裝
E：掛載資料捲到容器內目錄的兩種方法：
E1：docker run -d -P --name web -v /webapp ubuntu:14.04 把容器的webapp目錄對映到主機上
E2：掛載指定目錄到容器：docker run -d -P --name web -v /src/webapp（主機目錄）:/opt/webapp（容器內目錄）:ro ubuntu：14.04 加上：ro後容器對鎖掛在的資料卷內資料就無法修改了
E3：可以掛載單個檔案到容器內目錄作為資料卷，不推薦
F：刪除資料卷：docker rm -v
2:資料卷容器：
A：使用特定容器維護資料卷
B：操作流程：
B1:建立資料卷容器：docker run -v ／dbdata —name dbdata ubuntu
B2:在其他容器使用—volumes-from dbdata即可掛載改容器，可以寄連掛在，也可以掛載多個資料卷容器

總結：

本篇部落格涵蓋了Docker自家的所有內容，從Docker基礎到Docker三劍客都有解析，可以作為入門指導。
有了docker之後我們就可以隨便的安裝那些安裝過程複雜的軟體了，如果你看懂了，請給我一點鼓勵哦！

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Docker基礎、Machine、Compose、Swarm入門與實踐

前言

一、安裝Docker

步驟一

步驟二

步驟三

二、Docker Machine

1、Docker Machine概念

2、利用Docker Machine快速建立Docker環境

建立Docker虛擬機器

進入Docker虛擬機器

其他Docker machine命令

三、Docker Compose

1、Dcoker Compose概念

2、Docker Compose安裝

3、Compose的使用

4、yml模板說明：

4、Compose yml其他語法

四、Docker Swarm

1、Swarm中的重要概念

2、快速搭建一個Swarm叢集

步驟一：

步驟二：

步驟三：

步驟四：

3、在Swarm上操作服務

4、Swarm && Compose

步驟一：

步驟二：

步驟三：

五、Docker基礎

總結：

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