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【go云原生】Docker基本操作
最近更新：2024-12-24   |   字数总计：4.6k   |   阅读估时：17分钟   |   阅读量：次
  1. Docker基本操作
    1. docker和kubernetes
      1. docker
      2. kubernetes
    2. docker环境
    3. docker的起源与容器的由来
    4. docker常用命令
      1. Docker环境信息
      2. 系统日志信息
      3. 容器生命周期管理
      4. 容器运维管理
      5. 镜像和镜像仓库
        1. 镜像管理
        2. 镜像仓库管理
    5. docker容器的隔离机制
    6. 搭建一个负载均衡应用

Docker基本操作

docker和kubernetes

docker

  • docker是什么
    1. 是一个可用于构建容器化平台的软件
    2. 一款进程管理软件，容器的本质就是进程，所以容器之间是会相互影响的，不要在docker中安装图形化ide
    3. 主要用于部署应用程序并守护应用进程
    4. 容器就是由docker软件启动的业务进程，该进程由docker全权管理
    5. 容器是进程，所以由内核机制来完成容器隔离
    6. docker软件包含两个部分，client（docker cli）和server（docker server）端部分，本机客户端和服务端通过unix套接字通信
    7. docker服务端通过接收客户端请求来管理容器进程和镜像
  • docker能做什么
    1. 应用程序打包（应用程序+依赖环境）解决环境一致性问题
    2. 进程（容器）隔离以及进程的资源限制
    3. docker swarm 快速部署、快速伸缩
    4. docker swarm 负载均衡与集群化部署
    5. docker swarm 配置与密钥管理
  • docker的技术边界
    1. 遵循单一原则，原则上一个docker上只允许一个应用程序主进程
    2. docker是进程，不能在容器中搭建带界面的开发环境

kubernetes

  • k8s是什么？
    1. k8s是一个分布式容器管理（所谓的管理就是编排）与服务管理的平台（软件）
    2. k8s本身不具备容器化的能力，而是通过容器运行时接口与容器化平台交互，从而管理容器（CRUD）
    3. k8s协调多个节点资源，确保应用程序的稳定运行
    4. k8s master 节点组件：调度器、控制管理器、api-server、etcd
    5. k8s worker 节点组件：
      1. kubectl： k8s命令行客户端，用于和api server交互；
      2. kubelet ：每个k8s节点机器上运行的守护进程，用于获取节点信息、节点容器信息以及负责与节点容器平台交互；
      3. kube-proxy ：实现网络代理和负载均衡；
      4. 容器运行时（cri）：与kubelet和容器交互平台交互；
      5. 容器平台（docker）：负责具体容器操作；
  • k8s能做什么？
    1. 快速部署分布式应用，并提供自动伸缩机制与回滚机制
    2. 提供服务发现和负载均衡
    3. 容器配额管理
    4. 故障发现和故障转移
    5. 提供pod作为容器的载体，可以方便实现sidecar模式（一个主业务容器+一个或者多个辅助容器）
    6. 配置和密钥管理
    7. 节点的容器信息和资源信息的监控
    8. 支持多种存储类型
  • k8s技术边界
    1. k8s本身不具备将应用程序容器化的能力
    2. 不部署源码，不构建镜像
    3. 不限定应用程序类型
    4. 不支持应用程序级别的服务（不支持mysql、redis等中间件）
  • 有docker swarm为什么还需要k8s
    1. docker swarm是docker原生的容器编排工具，只支持docker
    2. k8s支持所有实现了cri的容器平台
    3. docker swarm适用于复杂性要求不高，且规模较小的场景。swarm的资源类型较少，没有基于容器封装出更多的资源类型，没有资源配置管理，部署应用程序或服务后，必须人工管理部署指令和更新指令；没有命名空间，不适合多租户场景；
    4. k8s适用于比较复杂的，规模较大的场景；基于pod封装了更多的资源类型，可以根据不同的需求使用不同的资源类型；所有资源均可以定义为yaml文件或者json文件，资源被定义后存储在etcd，资源配置无需人工管理；提供了命名空间，适用于多租户或多业务线的场景；
    5. docker可扩展能力：网络插件与存储插件；
    6. k8s可扩展能力：网络插件、存储插件、容器运行时、调度器、聚合api、自定义资源；
  • k8s概念
    1. pod：是k8s最小调度单元，每个pod包含一个根容器（pause容器）和一个或多个业务容器；同一个pod中的容器共享网络和存储；
    2. service：将一组运行在pod中的应用程序公开为网络服务；
    3. 控制器：deployment，DaemonSet等均为控制器资源，其存在的意义在于，使集群中的一组pod的实际状态向控制器所定义的预期状态靠拢；
    4. label：是键值对结构，键和值均有用户定义，可以被附加到各种资源，用于资源管理
  • k8s哪些情况下需要扩展
    1. 网络插件：k8s本身不提供内置的网络插件，提供CNI容器网络接口。安装k8s的时候需要根据需求安装网络插件；
    2. 存储插件：k8s本身不提供内置的存储插件，提供CSI容器存储接口；
    3. ingress controller：使用网络七层（应用层）扩展
    4. 扩展k8s api：1. api server；2. 自定义资源（crd）
  • k8s 什么情况下应用使用api扩展
    1. 现有的内置资源无法满足需求的时候可以考虑扩展api
    2. 需要支持k8s api特性，即需要使用一些内置资源
    3. 可以接收k8s对REST资源路径的所作的限制
    4. 新的资源api属于声明式api
  • k8s api扩展选择
    1. 能使用自定义资源解决问题，优先使用自定义资源crd
    2. 非商用产品，对象较小，字段较少，内部使用等使用crd
    3. k8s资源都是存储在内置etcd当中，如果资源对象需要存储在其他位置，则使用api server
    4. api server需要部署额外的api服务器

docker环境

  1. apt 安装
  • 安装
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    apt install docker.io
  • 卸载
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    apt-get purge docker.io
    rm -rf /var/lib/docker
    rm -rf /var/lib/containerd
  1. apt 安装2
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    sudo apt-get update
    sudo apt-get install ca-certificates curl -y
    sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
    sudo curl -fsSL https://mirrors.cloud.tencent.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
    sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc
    echo   "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://mirrors.cloud.tencent.com/docker-ce/linux/ubuntu/ \
      $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" |   sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
    sudo apt-get update

    sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
    # 运行docker
    systemctl start docker

    # 查看消息
    docker info

docker的起源与容器的由来

  • 经典云计算架构包含IaaS（基础即服务），PaaS（平台即服务），SaaS（软件即服务）三层服务；
    1. IaaS为基础设施运维人员服务，云平台使用者可以在上面部署和运行包括操作系统和应用程序在内的任意软件，无需再为基础设备的管理而分心
    2. PaaS为应用开发人员服务，提供支撑应用运行所需的软件运行时环境、相关工具与服务，让应用开发者可以专注于核心业务的开发
    3. SaaS为一般用户服务，一般用户无需关注技术细节，只需通过浏览器、应用客户端等方式就能使用部署在云上的应用服务
  • docker带来的改变
    1. 软件交付的方式改变了，不论是前端、Java、php等都只需要交付一个docker镜像
    2. 替代了虚拟机
    3. 改变了软件体验的模式
    4. 降低了企业成本，研发测试运维因为环境问题的大大缩小团队缩小
    5. 促进了微服务的发展
  • docker与虚拟机的区别
    1. vm(虚拟机)与docker(容器)框架，直观上来讲vm多了一层guest OS,同时Hypervisor会对硬件资源进行虚拟化，docker直接使用硬件资源，所以资源利用率相对docker低
    2. 服务器虚拟化解决的核心问题是资源调配，而容器解决的核心问题是应用开发、测试和部署。
    3. 容器技术严格来说并不是虚拟化，没有客户机操作系统，是共享内核的。
  • docker架构
    1. 输入命令的位置就是Client
    2. 处理命令的位置就是Hosts
    3. 拉取镜像的位置就是Registries
  • docker概念
    1. 镜像(Image): Docker 镜像是用于创建Docker容器的模板，比如Ubuntu系统；
    2. 容器（Container）：容器是独立运行的一个或一组应用，是镜像运行时的实体；
    3. 客户端(client)：Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用Docker SDK(https:/docs.docker.com/develop/sdk/)与Docker的守护进程通信；是通过http请求连接的host server，所以我们自己也可以实现一个连接docker host api的client；
    4. 主机（host）：一个物理或者虚拟的机器用于执行Docker守护进程和容器，可以是和客户端在同一个节点，也可以引入远程host；
    5. 注册中心（Registry）：Docker仓库用来保存镜像，可以理解为代码控制中的代码仓库。DockerHub(https:/hub.docker.com)提供了庞大的镜像集合供使用；
    6. Docker Machine（已废弃）：Docker Machine是一个简化Docker安装的命令行工具，通过一个简单的命令行即可在相应的平台上安装Docker；

docker常用命令

Docker环境信息

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docker info # docker系统信息，结果分为client和server
docker version #

系统日志信息

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docker events # 从服务器获取实时事件
docker logs -f CONTAINER # 获取容器日志 -f 跟踪
docker history # 查看镜像的创建历史

容器生命周期管理

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docker create 
# 创建一个容器但是不启用，一般不使用这个，格式与run一样

docker run -d -p 81:80 --name mynginx nginx 
# 创建一个容器并运行一个命令
# -d 以守护进程方式运行，不要占用终端
# -p 端口映射 81对外端口 80本机映射端口
# --name 容器的名字
# 使用 nginx 镜像

docker ps 
# 查看正在运行的容器 加上-a就是所有容器

docker stop mynginx
# 停止容器
docker start mynginx
# 启动容器
docker restart mynginx
# 重启容器，实际上是先执行stop，再执行start
docker kill mynginx
# 杀死容器，和stop的区别是，stop会通知容器回收资源且不强迫程序终止；kill则会使程序没办法处理终止过程，将不会回收某些资源，有时候下一次启动会出问题
docker kill -s SIGQUIT mynginx
# 这样docker events追踪到的exitcode就和stop一致了，说明stop是kill的一种特殊情况
docker kill -s TERM mynginx
# 这样docker events追踪到的exitcode也就和stop一致了，说明stop是kill的一种特殊情况，kill命令的信号默认是KILL

docker rm mynginx mynginx1
# 删除一个或多个容器
docker rm -f mynginx
# 强制结束一个容器并删除它

docker pause myredis # 暂时挂起容器
docker unpause myredis # 恢复挂起的容器

docker exec mynginx ls
# 在运行中的容器执行ls命令
docker exec -i -t mynginx /bin/bash
# 为容器启用一个交互式终端，可以理解为类似登录了一个远程的终端一样来操作容器

容器运维管理

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docker ps
# 正在运行的容器
docker ps -a -s -q
# 查看所有的容器，包括停止的，-s表示显示容器大小，-q显示id
docker rm `docker ps -a -q`
# 批量删除已经停止的容器的小技巧，因为docker rm不能删除正在运行的容器，只会删除哪些已经停止的

docker inspect mynginx
# 查看容器的详情
docker inspect {{.Id}} mynginx
docker inspect {{.NetworkSettings.IPAddress}} mynginx
# 查看容器的具体参数详情，名字一定要精准匹配上

docker top mynginx
# 查看容器进程信息

docker attach mynginx 
# 当前会话附加到一个正在运行的容器上（与exec的区别：无法交互，除非该容器的命令终端是可以交互的终端） 

docker wait mynginx
# 阻塞运行直到容器停止，然后打印出它的退出代码，很多程序的容器阻塞没有效果

docker export -o mybusybox.tar mybusybox
# 将容器的文件系统根目录打包成一个tar导出，-o指定输出路径和名称

docker port mynginx
# 查看容器的端口映射

docker cp ./app mybusybox:app
# 在宿主机和容器中复制文件

docker diff mynginx
# 查看容器与创建它的镜像之间的差异

docker rename mynginx nginxmy
# 容器重命名

docker stats
# 查看所有容器资源使用情况

docker update --restart always --pids-limit 2 mynginx
# 可以去修改之前run的时候给予的参数，--restart always被关闭（异常、正常退出，不包括使用stop命令）时总是去重新启动

镜像和镜像仓库

镜像管理

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docker images 
# 查看当前宿主机有多少个镜像
docker -a images
# 查看所有镜像，包括中间层镜像
docker images --filter dangling=true
# 查看悬空镜像，仓库==none，tag==none，同时没有容器在引用就是悬空镜像，不包含中间镜像
docker image prune
# 清空悬空镜像
docker rmi myapp:1.0.0
# 删除一个本地镜像，不能删除正在运行容器的镜像
docker rmi -f redis:latest
# 加-f强制删除正在运行容器的镜像，实际上底层依赖的镜像不会被删掉

docker tag 155erdf68rg redis:latest
# 标记本地镜像，实际作用是将其归入某一个仓库

docker save -o myimages.tar mynginx:v1 hello:v1 golang:1.18
# 将一个或多个镜像归档成一个文件
docker load -i myimages.tar 
# 将归档的文件（包含镜像的归档）导入到docker中，成为镜像
docker import -i mybusybox.tar mybusybox:v1
# 和export对应，是将一个文件系统归档（包含文件的归档）的文件导入，并创建一个镜像

docker commit mynginx mynginx_commit:v1
# 从一个容器创建一个新的镜像

镜像仓库管理

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docker login  
# 默认登录一个docker hub官方公共的注册中心
docker logout
# 登出
docker login http://localhost -u username -p pwd
# 指定中心位置和用户名密码登录

docker pull mysql:v1
# run的时候，如果本地没有对应的镜像，会默认从注册中心pull一个下来
docker push mysql:v1
# push到注册中心，公共的注册中心是不能推送的
docker search redis
# 在仓库搜索镜像

docker容器的隔离机制

  • 容器隔离的三个步骤

    1. 在容器进程启动之前重新挂载它的整个根目录”/“，用来为容器提供隔离后的执行环境文件系统（rootfs）；
    2. 通过linux namespace创建隔离，决定进程能够看到和使用哪些东西；
    3. 通过control groups技术来约束进程对资源的使用；

  • Rootfs：容器镜像文件系统（联合挂载）

    1. 每个容器的文件系统分为只读层和读写层；
    2. 只有修改某一个文件时，会先将文件复制到读写层，然后对该容器隐藏底部只读层的文件，并只修改读写的文件；
    3. docker的文件系统不包含操作系统的内核，只是一个操作系统所包含的文件、配置和目录（不然就和虚拟机没什么区别了）；只有当启动时会去加载指定版本的内核镜像。

  • Linux NameSpace

    1. namespace是linux内核用来隔离内核资源的方式。通过它可以让一些进程只能看到自己相关的一部分资源。namespace技术为docker等容器技术的出现和发展提供了基础条件；
    2. 有哪些？
      1. Mount Namespace隔离了一组进程所看到的文件系统的挂载集合；
      2. UTS Namespace隔离了uname()系统调用返回的两个系统标识符nodename和domainname；允许每个容器自己设置自己拥有的hostname和domain name，有利于执行不同的系统配置；
      3. IPC Namespace隔离了某些IPC资源（进程间通信），例如：使得每个容器看到的内存地址都是相对重新标识的，隔离的，无法通过消息队列、共享内存、信号量等方式通信；
      4. PID Namespace隔离了进程ID号空间；
      5. Network Namespace提供了网络相关系统资源的隔离；
      6. User Namespace隔离了用户和组ID号空间；

  • Cgroups

    1. control groups控制组，是linux内核当中的功能，可以对一个组内的进程做权限设置；
    2. cgroup可以控制、限制、隔离进程所需要的物理资源，包括cpu、内存、IO，为容器虚拟化提供了最基本的保证，是构建docker一系列虚拟化的管理工具；
    3. 解决了什么问题？
      1. 资源控制：cgroup通过进程组对资源总额进行限制。如：程序使用内存时，要为程序设定可以使用主机的多少内存，也叫作限额
      2. 优先级分配：使用硬件的权重值。当两个程序都需要进程读取cpu，哪个先哪个后，通过优先级来进行控制
      3. 资源统计：可以统计硬件资源的用量，如：cpu、内存.使用了多长时间
      4. 进程控制：可以对进程组实现挂起/恢复的操作，

  • 查看namespace和cgroup配置

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    cd /sys/fs/cgroup # 查看cgroup子系统的变化，可以找到容器的对应id
    cd /proc/{PID}/ns # 查看容器pid对应的命名空间

搭建一个负载均衡应用

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# 制作镜像
docker run -it -d --name mygolang golang:1.18 # 运行镜像
docker exec -it mygolang /bin/bash # golang镜像是没有可执行程序的，所以我们起一个终端
cd src/ 
git clone https://gitee.com/nickdemo/helloworld.git # 克隆代码
cd helloworld/ 
CGO_ENABLE=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o /go/bin/app . # 编译
/go/bin/app & # 后台运行
curl http://localhost # 查看结果
ps # 查看一下运行的进程id
kill pid # 杀掉进程
exit # 退出容器命令行
docker commit -a lin mygolang  myapp:1.0.0 # 本地制作一个镜像
docker images # 查看镜像

# 启动应用服务
docker run -d -p 81:80 --name app1 myapp:1.0.0 /go/bin/app --param1=app1
docker run -d -p 82:80 --name app2 myapp:1.0.0 /go/bin/app --param1=app2 # 启动两个服务
curl http://localhost:81 # 看一下是否成功
curl http://localhost:82

# 准备nginx
docker run -d --rm --name nginxtest nginx # 运行nginx，rm参数，当容器停止的时候删除该容器
docker cp nginxtest:/etc/nginx /home/golang/go/Cloud/nginxtest # 把容器里面的nginx目录复制出来，我们先了解一下nginx容器的配置情况
docker stop nginxtest

# 使用自己的conf运行nginx负载均衡器
docker run -d --name nginx1 -p 8888:80 -v /home/golang/go/Cloud/nginxtest/nginx:/etc/nginx nginx
# 检查负载均衡情况
curl http://localhost:8888/print/startup
  • conf.d/default.conf
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    upstream services{
        server localhost:81 weight=1;
        server localhost:82 weight=1;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://services;
        }
    }
2024-12-20 该篇文章被 Cleofwine 归为分类: Go云原生

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