1. 構建你的Docker環境(最復雜的問題要用最簡單的方式來解決)

• Docker是一個對于開發者和系統管理員用容器去開發，部署和運行應用程序的一個平臺。

• Docker非常流行的幾個因素

  • Flexible(靈活的)
  • Lightweight(輕量級的)
  • Interchangeable(可互換的，可交替的)
  • Portable(便攜的)
  • Scalable(可擴展的)
  • Stackable(易疊起堆放的；可疊起堆放的)

• 鏡像和容器

  
  
  一張圖說清楚鏡像和容器的關系
  • 鏡像
    A container is launched by running an image.鏡像就是一個可執行的包，這個包中有程序運行的所有條件，代碼，依賴的jar包，環境變量，配置文件。
  • 容器
    容器是一個運行的鏡像實例。你可以使用命令docker ps去查看正在運行的容器。

  • 容器和虛擬機的差別

    
    
    容器和虛擬機的差別
  • 較虛擬機而言，Docker將會更加省內存基于上圖。因為虛擬機是邏輯上的一臺機器，它共享宿主機器的硬件資源。

• Docker的Cli命令簡介

  [root~]# docker
  Usage:  docker COMMAND
  A self-sufficient runtime for containers
  Options:
  --config string      Location of client config files (default "/root/.docker")
  -D, --debug              Enable debug mode
  -H, --host list          Daemon socket(s) to connect to
  -l, --log-level string   Set the logging level ("debug"|"info"|"warn"|"error"|"fatal") (default "info")
  --tls                Use TLS; implied by --tlsverify
  --tlscacert string   Trust certs signed only by this CA (default "/root/.docker/ca.pem")
  --tlscert string     Path to TLS certificate file (default "/root/.docker/cert.pem")
  --tlskey string      Path to TLS key file (default "/root/.docker/key.pem")
  --tlsverify          Use TLS and verify the remote
  -v, --version            Print version information and quit
  
  Management Commands:
  config      Manage Docker configs
  container   Manage containers
  image       Manage images
  network     Manage networks
  node        Manage Swarm nodes
  plugin      Manage plugins
  secret      Manage Docker secrets
  service     Manage services
  swarm       Manage Swarm
  system      Manage Docker
  trust       Manage trust on Docker images
  volume      Manage volumes
  
  Commands:
  attach      Attach local standard input, output, and error streams to a running container
  build       Build an image from a Dockerfile
  commit      Create a new image from a container's changes
  cp          Copy files/folders between a container and the local filesystem
  create      Create a new container
  diff        Inspect changes to files or directories on a container's filesystem
  events      Get real time events from the server
  exec        Run a command in a running container
  export      Export a container's filesystem as a tar archive
  history     Show the history of an image
  images      List images
  import      Import the contents from a tarball to create a filesystem image
  info        Display system-wide information
  inspect     Return low-level information on Docker objects
  kill        Kill one or more running containers
  load        Load an image from a tar archive or STDIN
  login       Log in to a Docker registry
  logout      Log out from a Docker registry
  logs        Fetch the logs of a container
  pause       Pause all processes within one or more containers
  port        List port mappings or a specific mapping for the container
  ps          List containers
  pull        Pull an image or a repository from a registry
  push        Push an image or a repository to a registry
  rename      Rename a container
  restart     Restart one or more containers
  rm          Remove one or more containers
  rmi         Remove one or more images
  run         Run a command in a new container
  save        Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)
  search      Search the Docker Hub for images
  start       Start one or more stopped containers
  stats       Display a live stream of container(s) resource usage statistics
  stop        Stop one or more running containers
  tag         Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE
  top         Display the running processes of a container
  unpause     Unpause all processes within one or more containers
  update      Update configuration of one or more containers
  version     Show the Docker version information
  wait        Block until one or more containers stop, then print their exit codes
  
  Run 'docker COMMAND --help' for more information on a command.
  

小結

以上是通過運行docker打印出來的所有有關docker的命令。如果想了解具體某部分的命令，比如，我現在想了解鏡像相關的命令，可以輸入docker image,這樣在命令行中就會輸出與鏡像相關的命令。如果對于某個命令有疑問，可以使用docker image build --help進行命令的查詢，在Linux世界中，對于不會的命令，或第一次遇到的命令，可以找man，在Docker中就可以找help了，一切help。

• Docker的版本等相關命令

  #查看Docker的版本
  docker --version
  Docker version 18.03.1-ce, build 9ee9f40
  #查看跟多的信息
  docker version
  Client:
   Version:      18.03.1-ce
   API version:  1.37
   Go version:   go1.9.5
   Git commit:   9ee9f40
   Built:        Thu Apr 26 07:20:16 2018
   OS/Arch:      linux/amd64
   Experimental: false
   Orchestrator: swarm
  
  Server:
   Engine:
    Version:      18.03.1-ce
    API version:  1.37 (minimum version 1.12)
    Go version:   go1.9.5
    Git commit:   9ee9f40
    Built:        Thu Apr 26 07:23:58 2018
    OS/Arch:      linux/amd64
    Experimental: false
  
   #查看Docker一些詳細信息
   docker info
   Containers: 3
   Running: 0
   Paused: 0
   Stopped: 3
   Images: 2
   Server Version: 18.03.1-ce
   Storage Driver: overlay2
   Backing Filesystem: extfs
   Supports d_type: true
   Native Overlay Diff: true
   Logging Driver: json-file
   Cgroup Driver: cgroupfs
   Plugins:
   Volume: local
   Network: bridge host macvlan null overlay
   Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file logentries 
   splunk syslog
   Swarm: inactive
   Runtimes: runc
   Default Runtime: runc
   Init Binary: docker-init
   containerd version:         
   773c489c9c1b21a6d78b5c538cd395416ec50f88
   runc version: 4fc53a81fb7c994640722ac585fa9ca548971871
   init version: 949e6fa
   Security Options:
   seccomp
   Profile: default
   Kernel Version: 3.10.0-693.2.2.el7.x86_64
   Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
   OSType: linux
   Architecture: x86_64
   CPUs: 1
   Total Memory: 992.3MiB
   Name: iz2ze6jeqopgq9yoosls6dz
   ID:UIVR:2YDB:XRFJ:PUFM:WFJH:NZVN:LCSM:W7AI:BNLA:RBED:T7RJ:I22F
   Docker Root Dir: /var/lib/docker
   Debug Mode (client): false
   Debug Mode (server): false
   Registry: https://index.docker.io/v1/
   Labels:
   Experimental: false
   Insecure Registries:
   127.0.0.0/8
   Live Restore Enabled: false
   
   #Docker hello world
   docker run hello-world
   #列出下載到本機上的所有鏡像文件
   docker image ls
   #遇到不會的命令怎么辦呢？
   docker container --help
  

2. 構建一個鏡像并且作為容器運行

• 方便攜帶的鏡像是由一個叫做Dockerfile這個文件定義的。

• 創建一個Dockerfile文件

  • 首先創建一個路徑containers

  • cd進入這個路徑cd containers

  • 創建一個Dockerfile文件

    # Use an official Python runtime as a parent image
    # 從python:2.7-slim這個鏡像基礎之上創建的鏡像， FROM命令可以多次使用
    FROM python:2.7-slim
    
    # Set the working directory to /app
    WORKDIR /app
    
    # Copy the current directory contents into the container at /app
    ADD . /app
    
    # Install any needed packages specified in requirements.txt
    RUN pip install --trusted-host pypi.python.org -r requirements.txt
    
    # Make port 80 available to the world outside this container
    EXPOSE 80
    
    # Define environment variable
    ENV NAME World
    
    # Run app.py when the container launches
    CMD ["python", "app.py"]
    

  • Docker提供一種自動化的方式來創建鏡像--Dockerfile。Dockerfile包含了創建鏡像所需要的全部命令。Docker支持如下語法命令:

    # 指令要大寫根據命名規約
    INSTRUCTION argument
    

  • 有趣的Dockerfile命令

    • FROM:基于某個鏡像去構建

      FROM ubuntu //基于ubuntu的鏡像來構建。
      

    • MAINTAINER:鏡像的維護者

      MAINTAINER mark // 鏡像的作者mark
      

    • RUN:在Shell或exec環境下執行命令。這個命令會在新創建的鏡像上添加新的層面(layer), RUN指令會在shell里使用命令包裝器/bin/sh -c來執行。

      RUN pip install --trusted-host pypi.python.org -r requirements.txt
      

    • ADD:復制文件指令。有兩個參數src和destinction。destinction是容器內的路徑。src是URL或啟動配置上下文的一個文件。

      ADD . /app
      

    • CMD:提供容器默認的執行命令。只允許使用一次。

      CMD ["python", "app.py"]
      

    • EXPOSE:暴露容器在Docker虛擬機內部運行時的監聽端口。

      EXPOSE 8080
      

    • ENTRYPOINT:配置給容器一個可執行的命令。這意味著在每次使用鏡像創建一個容器時一個特定的應用程序可以被設置成默認程序。同時也意味著該鏡像被調用時只能運行指定的程序。類似CMD,只允許一個ENTRYPOINT,如果多個出現，以最后一個命令為準。

      ENTRYPOINT ['executable', 'param1', 'param2']
      

    • WORKDIR:指命令RUN, CMD和ENTRYPOINT的工作目錄。

      WORKDIR /app
      

    • ENV:設置環境變量，使用key-value的方式

      ENV NAME World
      

    • USER:鏡像運行時設置一個UID.

      USER mark
      

    • VOLUME:授權訪問容器內到主機上的目錄。

      VOLUME ['/data']
      

  • 在同一路徑下創建另外兩個文件，requirements.txt和app.py。

    • requirements.txt

      Flask
      Redis
      

    • app.py

      from flask import Flask
      from redis import Redis, RedisError
      import os
      import socket
      
      # Connect to Redis
      redis = Redis(host="redis", db=0, socket_connect_timeout=2, socket_timeout=2)
      
      app = Flask(__name__)
      
      @app.route("/")
      def hello():
          try:
              visits = redis.incr("counter")
          except RedisError:
              visits = "<i>cannot connect to Redis, counter disabled</i>"
      
          html = "<h3>Hello {name}!</h3>" \
                 "<b>Hostname:</b> {hostname}<br/>" \
                 "<b>Visits:</b> {visits}"
          return html.format(name=os.getenv("NAME", "world"), hostname=socket.gethostname(), visits=visits)
      
      if __name__ == "__main__":
          app.run(host='0.0.0.0', port=80)
      

  • 構建應用
    docker build -t friendlyhello .
    

    執行完后的結果圖

  • 查看本地鏡像文件
    docker image ls

  • 運行自己制作的docker鏡像
    docker run friendlyhello/docker run -p 4000:80 friendlyhello
    運行結果如圖所示
    

    返回結果

  • 將鏡像起個別名，準備上傳到Docker Hub上
    docker tag friendlyhello gordon/get-started:part2
docker push username/repository:tag

• 本小節常用的命令

  docker build -t friendlyhello .  # Create image using this       
  directory's Dockerfile
  docker run -p 4000:80 friendlyhello  # Run "friendlyname" 
  mapping port 4000 to 80
  docker run -d -p 4000:80 friendlyhello  # Same thing, but in detached mode
  docker container ls   # List all running containers
  docker container ls -a    # List all containers, even those not running
  docker container stop <hash>   # Gracefully stop the specified container
  docker container kill <hash>    # Force shutdown of the specified container
  docker container rm <hash>   # Remove specified container from this machine
  docker container rm $(docker container ls -a -q) # Remove all containers
  docker image ls -a  # List all images on this machine
  docker image rm <image id> # Remove specified image from this machine
  docker image rm $(docker image ls -a -q)   # Remove all images from this machine
  docker login # Log in this CLI session using your Docker credentials
  docker tag <image> username/repository:tag  # Tag <image> for upload to registry
  docker push username/repository:tag # Upload tagged image to registry
  docker run username/repository:tag  # Run image from a registry
  

3. 擴展您的應用程序以運行多個容器

• 拆分應用并實現負載均衡，我們必須在分布式應用程序的層次結構中提升一個級別:服務。

• 在分布式應用中, 會根據不同的業務劃分不同的模塊，實現不同的功能。拆分服務比較容易，通過寫docker-compose.yml文件來實現。docker-compose.yml是一個YAML文件，定義了Docker容器在生產中的表現。

• docker-compose.yml

  version: "3"
  services:
      web:
        # replace username/repo:tag with your name and image details
        image: username/repo:tag
        deploy:
          replicas: 5
          resources:
            limits:
              cpus: "0.1"
              memory: 50M
            restart_policy:
              condition: on-failure
        ports:
          - "4000:80"
        networks:
          - webnet
  networks:
    webnet:
  

• 這個文件告訴Docker要做下面的事情。

  • 在Docker Hub上面拉取鏡像
  • 運行5個從Docker Hub上面下載下來的鏡像實例作為一個web服務。限制每個都要被用到，最多10%的CPU資源和50M的內存資源。
  • 如果一個停止或者fail掉的話，立即重新啟動。
  • 通過主機上的4000端口和Docker中容器container進行綁定。
  • 通知web容器共享端口80通過負載均衡網絡被稱為webnet。
  • 用默認的方式定義webnet網絡(負載均衡的覆蓋網絡)。

• 運行負載均衡app

  • 第一步首先運行docker swarm init
    
    first step
  • 第二步運行docker stack deploy -c docker-compose.yml getstartedlab
    
    second step
  • 第三步docker service ls
    
    third_step
  • 第四步docker service ps helloworld_web
    
    fourth step
  • 第五步docker container ls -q
    
    fifth step
  • 第六步curl http://localhost:4000
    
    sixth step

• 擴展你的應用
  通過修改docker-compose.yml文件中replicas值來擴展你的應用，然后運行命令docker stack deploy -c docker-compose.yml getstartedlab

4. 在群集中分發您的應用

• 你部署一個應用到一個集群，在多臺機器上運行。多容器，多機器的應用通過加入更多的機器來進行Dockerized集群的制作，被稱為Swarm。

• 一個swarm是一群運行在Docker上機器成為一個集群。一個swarm開始后，你可以運行你熟悉的Docker命令。但他們現在被一個swarm manager在一個集群上執行。在swarm中的機器可以是物理機器也可以是虛擬機。加入swarm后，他們被稱為節點。

• swarm manager運行集群的兩種策略：

  • emptiest node
  • global

• swarm manager是唯一一臺可以執行命令，授權其他機器一worker的角色加入swarm。worker僅僅可以提供容量并且沒有權限告訴其他機器，他們能做或不能做什么。

• 直到現在，你一直用你的Docker以單主機的模式在本地運行。Docker也可以切換到swarm mode模式。

• 建立你的swarm

  • 一個swarm有多個節點構成。節點可以是物理節點，也可以是虛擬節點。可以使用命令docker swarm init開啟swarm模式并且是自己的機器成為swarm manager。然后運行命令docker swarm join在其他的機器上，使其加入swarm成為worker。現在我們使用虛擬機創建兩臺機器的集群，然后創建好的兩臺機器添加到swarm中。虛擬機可以使用win10的Hyper-v或者使用VirtualBox來搭建。在使用Docker Toolbox前，一定要保證VirtualBox已經安裝了。

• 現在用命令docker-machine和VirtualBox driver來創建一對虛擬機。

  docker-machine create --driver virtualbox myvm1
  docker-machine create --driver virtualbox myvm2
  

• 列出虛擬機并且得到他們的IP地址，使用命令docker-machine ls。

5. 通過添加后端數據庫來堆棧服務

6. 將您的應用部署到生產環境