云原生技术架构分析+实战【docker篇】

柔光的暖阳◎ 2024-03-23 11:43 20阅读 0赞

## 云原生技术架构分析+实战 ##

### 1 云平台推荐与基础操作 ###

①云平台推荐

*  国内：阿里云（ECS）、华为云、腾讯云、青云、百度云等
 *  国外：亚马逊AWS、微软Azure等

②公有云、私有云区别

*  公有云：第三方云服务厂商提供和运营，使用成本更低，无需维护，无限制的缩放性，高可靠性（N个9，全年故障时间）
 *  私有云：自己搭建平台（服务器，机房等）；控制力更强，数据保密性更高

③基础概念

*  云服务器作为应用的最终载体
 *  VPC为所有云服务器提供网络隔离（类比局域网）
 *  所有云服务器都是绑定某个私有网络
 *  安全组控制每个服务器的防火墙规则
 *  公网IP使用云服务器上的资源可被大众访问
 *  可以通过端口转发的方式访问到具体服务

④实战

> 1.  自己做实验的话，如果是不用下载太多软件尽量选择`按量付费`
> 2.  对于多个服务器，可以使用VPC，让多个云服务器之间通过私有ip访问，避免带宽浪费和网速的限制

### 2 Docker基础 ###

#### 2.1 Docker概念 ####

docker解决的问题：  
①统一标准

>  *  应用构建
>     
>      *  不论是什么语言编写的，不论是什么版本，都打包为了一个镜像；类似于windows上的exe文件，不管什么语言，双击就能运行
>  *  应用分享
>     
>      *  所有软件的镜像都放到了一个指定的地方 ：docker hub，类似于手机上的应用市场
>  *  应用运行
>     
>      *  所有镜像都能直接通过docker run命令一键运行，类似于windows上的exe文件

②资源隔离

>  *  cpu、内存资源隔离与限制
>  *  访问设备隔离与限制
>  *  网络设备隔离与限制
>  *  用户、用户组隔离与限制  
>     …  
>     比如，黑客攻击了某个容器，拿到了容器的root权限，但是因为我们容器和宿主机是隔离的，因此黑客无法影响其他容器或者攻击我们宿主机

③docker架构及基础名词概念  
![在这里插入图片描述][b7d6c34d57b94e90bcdd776fc8d7419b.png]

*  Docker\_Host：安装Docker的主机
 *  Docker Daemon：运行在Docker主机上的Docker后台进程
 *  Client：操作Docker主机的客户端（命令行、UI等）
 *  Registry：镜像仓库（如：Docker hub）
 *  Images：镜像，带环境打包好的程序，可以直接启动运行
 *  Containers：容器，由镜像启动起来正在运行中的程序

交互逻辑：

> 安装好Docker，去镜像仓库（类似于软件市场）寻找镜像，下载并运行，查看容器状态日志等排错

#### 2.2 Docker安装(centos为例) ####

官方参考文档：https://docs.docker.com/engine/install/centos/

> docker安装方式：
> 
>  *  包管理器
>  *  脚本安装（二进制安装），生产环境上不推荐使用，会遇到安全和升级等问题
>  *  安装bundle

> 此处采用包管理器安装方式

##### 1. 移除以前docker相关包 #####

sudo yum remove docker \
                      docker-client \
                      docker-client-latest \
                      docker-common \
                      docker-latest \
                      docker-latest-logrotate \
                      docker-logrotate \
                      docker-engine
      //或者直接运行
      //sudo yum remove docker *

##### 2. 配置yum源 #####

sudo yum install -y yum-utils
    sudo yum-config-manager \
    --add-repo \
    http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

##### 3. 安装docker #####

sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
    
    #以下是在安装k8s的时候使用
    yum install -y docker-ce-20.10.7 docker-ce-cli-20.10.7  containerd.io-1.4.6

##### 4. 配置docker开机自启 #####

> 配置docker开机自启，同时现在启动

systemctl enable docker --now

##### 5. 配置加速（云服务器） #####

> 在自己购买云服务器的厂商上，找到自己服务器对应的镜像加速
> 
>  *  这里额外添加了docker的生产环境核心配置cgroup

sudo mkdir -p /etc/docker
    sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
    {
      "registry-mirrors": ["https://82m9ar63.mirror.aliyuncs.com"],
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
      "log-driver": "json-file",
      "log-opts": {
        "max-size": "100m"
      },
      "storage-driver": "overlay2"
    }
    EOF
    sudo systemctl daemon-reload
    sudo systemctl restart docker

例如：

> 以阿里云为例，进入阿里云官网：https://www.aliyun.com/
> 
>  *  注册登录好自己的账号
>  *  搜索容器镜像服务（需要购买，不过个人可以试用）
>  *  然后点击容器镜像服务下的镜像工具，找到镜像加速器，根据自己对应的操作系统，找到下方对应的操作文档按要求操作即可

#### 2.3 Docker命令实战 ####

##### ①获取镜像 #####

> 一般我们获取镜像都是从dockerhub仓库上找。  
> 地址：https://hub.docker.com/
> 
>  *  如果公司有私服或者自己搭建了docker仓库的话，使用自己的也可以

docker pull nginx  #下载最新版
    
    镜像名:版本名（标签）
    
    docker pull nginx:1.20.1
    
    
    docker pull redis  #下载最新
    docker pull redis:6.2.4
    
    ## 下载来的镜像都在本地
    docker images  #查看所有镜像
    
    redis = redis:latest
    
    docker rmi 镜像名:版本号/镜像id

`案例具体操作：`拉取一个V1.20.1版本的nginx

# 1. 拉取镜像
    docker pull nginx:1.20.1
    
    # 2. 查看本地镜像
    docker images

![在这里插入图片描述][ed9d0e6deecb4266bb3b3cb3ad44e7a9.png]

##### ②启动容器 #####

> 案例：启动nginx容器，并映射到88端口，测试访问

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
    
    【docker run  设置项   镜像名  】 镜像启动运行的命令（镜像里面默认有的，一般不会写）
    
    # -d：后台运行
    # --restart=always: 开机自启
    docker run --name=mynginx   -d  --restart=always -p  88:80   nginx
    
    # 查看正在运行的容器
    docker ps
    # 查看所有
    docker ps -a
    # 删除停止的容器
    docker rm  容器id/名字
    docker rm -f mynginx   #强制删除正在运行中的
    
    #停止容器
    docker stop 容器id/名字
    #再次启动
    docker start 容器id/名字
    
    #应用开机自启
    docker update 容器id/名字 --restart=always

`案例具体操作：`

# -d    后台启动
    # --restart=always 开机自启
    # -p 88:80 将宿主机的88端口映射到nginx容器的80端口
    # --name=mynginx 指定启动之后的容器名为mynginx
    # nginx:1.20.1 启动版本号为1.20.1的nginx
    docker run -d --restart=always -p 88:80 --name=mynginx nginx:1.20.1

![在这里插入图片描述][e00ad610220d42b7885e220e1b1eba5f.png]

> 停止容器

# 停止容器[只要能唯一标识即可，可以不用输入全部id]
    docker stop bcb

![在这里插入图片描述][182fc9e23a5247e8a5430ffbf0e01f45.png]

##### ③修改容器内容 #####

> 案例：修改nginx默认的index.html页面

###### 1. 进入容器内部修改 ######

# 进入容器内部修改[有些可能不是bash是sh，需灵活变化]
    # -it 表示进入交互页面
    #nginx容器可以当做一个小型的linux，然后里面运行了nginx
    docker exec -it 容器id /bin/bash

> 案例：修改nginx的默认首页
> 
> 1.  docker ps，查看正在运行的nginx镜像，获取容器id
> 2.  docker exec -it bcb /bin/bash，进入nginx交互页面
> 3.  进入nginx的首页  
>     `cd /usr/share/nginx/html`  
>     修改首页内容：  
>     `echo "this is ziyi's pages, elcomclear > index.html`  
>     ![在这里插入图片描述][d20d9d7d5a3d44f799a03efdd432b601.png]
> 4.  查看结果：你的ip+映射端口（宿主机的）  
>     ![在这里插入图片描述][7b77b67c2d0d4b1d9f71ec504747baa0.png]
> 5.  exit退出容器交互页面

###### 2. 挂载数据到外部修改 ######

docker run --name=mynginx   \
    -d  --restart=always \
    -p  88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro  \
    nginx
    
    # 修改页面只需要去 主机的 /data/html
    # -v 挂载
    /*
    /data/html:/usr/share/nginx/html:ro
    将容器中的/usr/share/nginx/html挂载到宿主机的/data/html目录，ro表示read only只读
    nginx代表nginx:latest镜像名
    */

> 指定nginx版本:

docker run -d -p 88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html --restart=always --name=mynginx nginx:1.20.1

![在这里插入图片描述][f2b59a3b823e448f9cd78755f0a4aebb.png]

##### ④提交改变【数据迁移】 #####

> 我们修改了容器中的内容之后，想要打包交给其他电脑去运行，此时就需要将我们修改好之后的镜像进行提交

1.  提交修改

# docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
    # -a "ziyi" 指明是谁修改的
    # -m "首页变化" 指明做了什么
    # 341d81f7504f guignginx:v1.0 指明哪个容器的修改了以及新容器的版本号
    docker commit -a "ziyi"  -m "首页变化" 341d81f7504f guignginx:v1.0

![在这里插入图片描述][62f6bcc8ce5549ffa8a51f5080b24599.png]  
2. 压缩镜像并传输

# 将镜像保存成压缩包
    docker save -o abc.tar nginx:v1.0
    
    # 可以通过scp命令远程传输到指定服务器的指定文件夹下
    # 别的机器加载这个镜像
    docker load -i abc.tar
    
    # 离线安装

![在这里插入图片描述][0103185761aa49eda032144eb3a287ad.png]

##### ⑤推送到远程仓库 #####

> 一般我们可以将镜像推送到docker hub，或者自己搭建平台
> 
>  *  docker hub地址：https://hub.docker.com/

1.  首先，注册登录自己的docker hub，然后创建一个自己的仓库  
    ![在这里插入图片描述][022c13c94ccd4eed97d174a38e0dfdde.png]
2.  打包镜像并推送到docker hub

# 登录docker hub，输入命令然后输入自己用户名与密码
    docker login

![在这里插入图片描述][e660f42f1b3f4f798621198db68ffd6b.png]

# 打包本地镜像
    # 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字
    docker tag nginx:v1.0 ziyigun/nginx:v1.0

![在这里插入图片描述][c3048a2cf366436492733604c3d62ef1.png]

> 效果：

![在这里插入图片描述][b6bc9e82a17a4b598639d2a52459880d.png]

使用命令：

# 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字
    docker tag guignginx:v1.0 leifengyang/guignginx:v1.0
    
    # 登录到docker hub
    docker login       
    
    docker logout（推送完成镜像后退出）
    
    # 推送
    docker push leifengyang/guignginx:v1.0
    
    # 别的机器下载
    docker pull leifengyang/guignginx:v1.0

##### ⑥其他命令（docker cp） #####

docker logs 容器名/id   排错
    
    docker exec -it 容器id /bin/bash
    
    # docker 经常修改nginx配置文件
    docker run -d -p 80:80 \
    -v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro \
    -v /data/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
    --name mynginx-02 \
    nginx
    
    
    #把容器指定位置的东西复制出来 
    docker cp 5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf  /data/conf/nginx.conf
    #把外面的内容复制到容器里面
    docker cp  /data/conf/nginx.conf  5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf

> 测试docker cp，复制命令：

![在这里插入图片描述][c5c79e36be8441cea70115ce8b4e5517.png]

#### 2.4 进阶实战【部署自己的镜像】 ####

##### 2.4.1 部署镜像 #####

> 例如：我们编写一个简单的统计访问量的java应用  
> 通过Spring官网构建SpringBoot：https://start.spring.io/

1.  编写代码
2.  将应用打包成镜像

> 编写Dockerfile将自己的应用打包成镜像

# 基础环境，运行java需要jdk
    FROM openjdk:8-jdk-slim
    # 作者名
    LABEL maintainer=ziyi
    #将target目录下maven打包好的jar包复制为app.jar
    COPY target/*.jar   /app.jar
    # 运行jar包的脚本命令
    ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

> 以前（以java为例）：  
> ● SpringBoot打包成可执行jar  
> ● 把jar包上传给服务  
> ● 服务器运行java -jar  
>   
>   
> 现在：  
> ●所有机器都安装Docker，任何应用都是镜像，所有机器都可以运行

1.  运行镜像

# -t 是指标签名称
    docker build -t java-demo:v1.0 .

##### 2.4.2 拓展【上传到dockerhub】 #####

> 每个应用每次打包，都需要本地编译、再上传服务器、再进行docker构建，如果有1000个应用要打包镜像怎么办？有没有更好的方式？
> 
>  *  上传到dockerhub或其他镜像仓库

1.  本地打上标签

docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0

1.  上传镜像到dockerhub

# 登录docker hub
    docker login
    
    #给旧镜像起名
    docker tag java-demo:v1.0  leifengyang/java-demo:v1.0
    
    # 推送到docker hub
    docker push leifengyang/java-demo:v1.0
    
    # 别的机器
    docker pull leifengyang/java-demo:v1.0
    
    # 别的机器运行
    docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0

`其他：部署中间件`

> 部署一个Redis+应用，尝试应用操作Redis产生数据

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
    
    #redis使用自定义配置文件启动
    
    docker run -v /data/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
    -v /data/redis/data:/data \
    -d --name myredis \
    -p 6379:6379 \
    redis:latest  redis-server /etc/redis/redis.conf

[b7d6c34d57b94e90bcdd776fc8d7419b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/7ddb9de6dd1e4860aa009b517867ee2d.png
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[b6bc9e82a17a4b598639d2a52459880d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/be9c65c8d78043c7876defef0705c30d.png
[c5c79e36be8441cea70115ce8b4e5517.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/23/eaf2033d82ab474bb8403204ad0b9c17.png