[编者的话] 笔者之前和朋友一直在讨论 web 技术方向的话题, 也一直想了解 Web 运维方面的知识, 所以特意请教了一下我的朋友老胡, 他对 Web 运维和后端技术有非常多的实战经验, 所以在本文中他也提供了不少帮助. 本文主要会介绍 Docker 的基础知识和应用领域, 并通过实际部署一个 Web 项目来带大家了解 Docker 的使用方式.
作为一名前端工程师, 为什么要学习 Docker 呢? 首先笔者先来介绍一下 Docker:
Docker 是一个基于 Go 语言开发的开源应用容器引擎, 可以让我们把我们的应用和包打包到一个轻量级, 可移植的容器中, 然后发布到任何流行的 Linux 机器上, 并且可以实现虚拟化. 所谓容器, 就是完全使用沙箱机制, 相互之间没有任何接口, 并且性能开销极低.
回忆一下, 我们传统的 Web 应用部署方式一般都是将 Web 应用手动上传到服务器, 并手动安装相关依赖和环境, 再高级一点的我们可以用 Jenkins 来自动化部署我们的应用, 包括自动化测试等等, 虽然已经解决了我们大部分部署的繁琐问题, 但是如果我们服务器变更, 或者遇到需要部署到多台服务器的场景, 那么传统的操作将会繁琐. 大家也许会问这种情况会出现吗? 答案是会的. 做过 B 端系统或有 Saas 系统开发经验的朋友也许会清楚其中的繁琐, 为了客户安全和私有化往往需要研发人员给企业配置和部署独立的 Web 应用, 如果你有上百家客户上千家客户, 我们一个个部署显然是效率极低的, 而且不能保证环境的一致性和稳定性, 因为一旦我们的 Web 系统使用的环境或者包更新了, 应用很可能不能正常 Work, 这种情况下采用 Docker 容器化技术可以很好的解决这一问题.
再者, 前几年比较火的云计算服务, 最为直接的要求就是标准化和快速交付, 而 Docker 技术就非常适合这样的要求.
目前大部分企业都在采用 Docker 来实现软件开发部署中的自动化和部署效率安全等问题, 作为前端工程师, 也需要掌握一定的 Docker 技术来更好的配合后端和运维来推进这一过程.
在开始正文之前首先我们先来了解一下 Docker 的应用场景, 这样才能更好的理解为什么要使用它.
Docker 允许我们使用自己提供的应用程序或服务的本地容器在标准化环境中工作, 这将大大简化我们开发的生命周期. 我们还可以用 Docker 配合 Jenkins 实现更加完整高效的自动化部署方案.
Docker 的三个基本概念如下:
镜像(Image):Docker 镜像(Image), 相当于是一个完整的 root 文件系统;
容器(Container): 镜像和容器的关系, 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(Repository): 可看成是一个代码控制中心, 用来保存镜像.
其采用客户端 - 服务器 (C/S) 架构模式, 使用远程 API 来管理和创建 Docker 容器.
Docker 容器通过 Docker 镜像来创建. 容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类. 为了方便大家理解, 笔者特意画了一张 Docker 的架构图, 如下:
Docker 基础
主机虚拟化 (VM) 与操作系统虚拟化(Container)
由上图对比可得, 两种虚拟化技术本质的区别是: 主机虚拟化需要在父操作系统上运行一套子操作系统; 而操作系统虚拟化是以进程的方式管理子容器, 子容器与宿主机共用一套操作系统.
容器化涉及内核技术
Namespace-- 名称空间是提供给每个容器资源隔离的基础, 提供了以下属性的隔离:
UTS: 每一个 namespace 都拥有独立的主机或域名, 可以把每个 namespace 认为一个独立主机.
IPC: 每个容器依旧使用 Linux 内核中进程交互的方法, 实现进程间通信
Mount: 每个容器的文件系统是独立的
Net: 每个容器的网络是隔离
User: 每个容器的用户和组 ID 是隔离, 每个容器都拥有 root 用户
PID: 每个容器都拥有独立的进程树, 由容器是物理机中的一个进程, 所以容器中的进程是物理机的线程
Control Group-- 控制组提供了对容器的资源限制:
blkio: 这个子系统为块设备设定输入 / 输出限制, 比如磁盘, 固态硬盘, USB 等等.
CPU: 这个子系统使用调度程序提供对 CPU 的 cgroup 任务访问.
cpuacct: 这个子系统自动生成 cgroup 中任务所使用的 CPU 报告.
cpuset: 这个子系统为 cgroup 中的任务分配独立 CPU 和内存节点.
devices: 这个子系统可允许或者拒绝 cgroup 中的任务访问设备.
freezer: 这个子系统挂起或者恢复 cgroup 中的任务.
memory: 这个子系统设定 cgroup 中任务使用的内存限制, 并自动生成由那些任务使用的内存资源报告.
net_cls: 这个子系统使用等级识别符 (classid) 标记网络数据包, 可允许 Linux 流量控制程序 (tc) 识别从具体 cgroup 中生成的数据包.
ns: 名称空间子系统
运行第一个 Docker 程序
安装 Docker
参照 Docker 官网安装文档强烈建议不使用 Windows 操作(本人没有试过在 Windows 上开发 Docker 相关, 虽然官网提供了, 但不知道, 建议使用 OS X 或 Linux), 考虑服务器上国内使用 CentOS 7, 为大家介绍下 CentOS 7 的安装(使用非 root 账号, 自行加上 sudo).
- # 1. 清除旧版本的 Docker 安装
- yum remove docker \
- docker-client \
- docker-client-latest \
- docker-common \
- docker-latest \
- docker-latest-logrotate \
- docker-logrotate \
- docker-engine
- # 2. 安装依赖官网介绍, yum-utils 为了引入 yum-config-manager, 其他的是 docker 自身依赖
- yum install -y yum-utils \
- device-mapper-persistent-data \
- lvm2
- # 3. 添加 yum 源
- yum-config-manager \
- --add-repo \
- https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
- # 4. 列出对应的安装版本
- yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
- # 5. 安装, 建议根据实际情况选择版本, 不要追求最新
- yum install docker-ce-<VERSION_STRING> docker-ce-cli-<VERSION_STRING> containerd.io
- # 6. 设置开机启动 Docker, 并启动 Docker
- systemctl enable docker && systemctl start docker
运行第一个 Docker 程序
- # 查看 Docker 服务状态
- systemctl docker status
- # 运行第一个应用, 前端接触最多的容器就是 Nginx 了
- # 查询官方 nginx stable 版本是 1.16.1, 于是选用 stable-alpine 版本
- docker run -p 80:80 nginx:stable-alpine
Docker 基本使用
Docker 命令介绍
Docker 所有命令可阅读 Docker 命令行 并可通过 docker --help 查询用法:
- docker --help
- Usage: docker [OPTIONS] COMMAND
- A self-sufficient runtime for containers
- Options:
- --config string Location of client config files (default "/Users/mac/.docker")
- -c, --context string Name of the context to use to connect to the daemon (overrides DOCKER_HOST env var and default context set with "docker context use")
- -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 "/Users/mac/.docker/ca.pem")
- --tlscert string Path to TLS certificate file (default "/Users/mac/.docker/cert.pem")
- --tlskey string Path to TLS key file (default "/Users/mac/.docker/key.pem")
- --tlsverify Use TLS and verify the remote
- -v, --version Print version information and quit
- Management Commands:
- builder Manage builds
- config Manage Docker configs
- container Manage containers
- context Manage contexts
- image Manage images
- network Manage networks
- node Manage Swarm nodes
- plugin Manage plugins
- secret Manage Docker secrets
- service Manage services
- stack Manage Docker stacks
- swarm Manage Swarm
- system Manage Docker
- trust Manage trust on Docker images
- volume Manage volumes
Docker 镜像
常见用法
官方给的关于镜像的描述是:"An image is a read-only template with instructions for creating a Docker container", 含义是说镜像是一个只读的用于指导创建容器的模板, 相当于面向对象里的类的含义, 而容器便是对应的实例, 常用的命令如下:
- # 下载镜像
- + docker pull Ubuntu
- Using default tag: latest
- latest: Pulling from library/Ubuntu
- 423ae2b273f4: Pull complete
- de83a2304fa1: Pull complete
- f9a83bce3af0: Pull complete
- b6b53be908de: Pull complete
- Digest: sha256:04d48df82c938587820d7b6006f5071dbbffceb7ca01d2814f81857c631d44df
- Status: Downloaded newer image for Ubuntu:latest
- docker.io/library/Ubuntu:latest
- # 查看镜像列表
- + docker images
- REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
- Ubuntu latest 72300a873c2c 2 weeks ago 64.2MB
- # 导出镜像为文件, 方便在不联网的机器上使用 docker image
- + docker save Ubuntu -o Ubuntu.tar
- # 删除镜像, 可见它的操作是先清除 tag, 如果没有其他相同 image 占用再清理 layer
- + docker rmi Ubuntu
- Untagged: Ubuntu:latest
- Deleted: sha256:72300a873c2ca11c70d0c8642177ce76ff69ae04d61a5813ef58d40ff66e3e7c
- Deleted: sha256:d3991ad41f89923dac46b632e2b9869067e94fcdffa3ef56cd2d35b26dd9bce7
- Deleted: sha256:2e533c5c9cc8936671e2012d79fc6ec6a3c8ed432aa81164289056c71ed5f539
- Deleted: sha256:282c79e973cf51d330b99d2a90e6d25863388f66b1433ae5163ded929ea7e64b
- Deleted: sha256:cc4590d6a7187ce8879dd8ea931ffaa18bc52a1c1df702c9d538b2f0c927709d
- # 从文件导入镜像, 方便在不联网的机器上使用 docker image
- + docker load -i Ubuntu.tar
- cc4590d6a718: Loading layer [=====================>] 65.58MB/65.58MB
- 8c98131d2d1d: Loading layer [=====================>] 991.2kB/991.2kB
- 03c9b9f537a4: Loading layer [=====================>] 15.87kB/15.87kB
- 1852b2300972: Loading layer [=====================>] 3.072kB/3.072kB
- Loaded image: Ubuntu:latest
- # 构建镜像, 可自定义构建自己的镜像, 下一部份详细讲
- docker build -t $image:$tag $DockerfilePath
- # 给镜像打一个新标签, 一般用于推送到其他仓库
- docker tag Ubuntu $image:$tag
- # 将镜像推送到远程 registry
- docker push $image:$tag
自定义构建镜像
copy-on-write:Docker 镜像是以层为结构的, 底层一般为基础的操作系统, 当文件系统发生变化时, 首先从只读层复制一个文件到读写层操作当该层读写完毕并提交后即在原来基础上累加一层, 当一个镜像构建时会缓存所有成功的层提升构建速度.
尝试通过物理安装的方式讲述一下自己构建 Nginx, 我们在物理机上安装 Nginx 的步骤 (源码安装能最大化保证稳定性和用到新的 feature) 可概括为以下几步:
- # 1. 下载源码包及依赖
- yum install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc make
- wget http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz /usr/local/source/
- # 2. 设置编译 Nginx 的模块
- ./configure \
- --prefix=/usr/local/nginx \
- --conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf \
- --pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid \
- --with-http_ssl_module \
- --with-pcre \
- --with-http_gzip_static_module
- # 3. 编译 & 安装
- make && make install
- # 4. 启动 Nginx
- ./nginx
实际在 Dockerfile 下也是这么完成的.
编辑文件命名 Dockerfile:
- FROM CentOS:centos7.2.1511
- MAINTAINER xujiang@test.com
- ADD http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz /usr/local/source/
- RUN ["bash","-c","cd /usr/local/source && \
- tar -xf nginx-1.16.1.tar.gz --strip-components 1 && \
- yum update -y> /dev/null 2>&1 && \
- yum install -y -q pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc make && \
- ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-pcre --with- http_gzip_static_module && \
- make && make install && \
- ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/bin/nginx && \
- rm -rf /usr/local/source"]
- CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
在当前目录下运行构建, 便可构建成功. 表示当前目录下构建:
- + docker build -t mynginx:20200311 .
- Step 1/4 : FROM CentOS:centos7.2.1511
- ---> 9aec5c5fe4ba
- Step 2/4 : ADD http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz /usr/local/source/
- Downloading [======================================>] 1.033MB/1.033MB
- ---> ac3b840c5563
- Step 3/4 : RUN ["bash","-c","cd /usr/local/source && tar -xf nginx-1.16.1.tar.gz --strip-components 1 && yum update -y> /dev/null 2>&1 && yum install -y -q pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc make && ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-pcre --with-http_gzip_static_module && make && make install && ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/bin/nginx && rm -rf /usr/local/source"]
- ---> 22efc447e0c2
- Step 4/4 : CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
- ---> 8f74bded71e9
- Successfully built 8f74bded71e9
- Successfully tagged mynginx:20200311
运行该镜像并暴露内部 80 端口指向外部 8000:docker run -d -p 8000:80 --name mynginx-container mynginx:20200311.
注: 实际上 Nginx 构建所有内容远远比这个复杂, 这里可贴上 Nginx 构建的
更多指令可参考 Dockerfile Reference https://docs.docker.com/engine/reference/builder/ .
Docker 容器
上文提到容器是镜像的运行时实例, 一个镜像可以通过不同的命令运行不一样的容器实例, 以下是对容器的基本操作的常用命令:
- + docker run --help
- Usage: docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
- Run a command in a new container
- # -d 将容器运行在后台并打印容器 ID
- -d, --detach Run container in background and print container ID
- -e, --env list Set environment variables
- --env-file list Read in a file of environment variables
- --rm Automatically remove the container when it exits
- -v, --volume list Bind mount a volume
- -w, --workdir string Working directory inside the container
- --restart string Restart policy to apply when a container exits (default "no")
- # 查看当前正在运行的容器, docker ps -a 表示查看所有容器(包含已经退出)
- + docker ps
- CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
- a5f7f9710db8 mynginx:20200311 "nginx -g'daemon of..." 59 seconds ago Up 58 seconds 0.0.0.0:80->80/tcp mynginx-container
- # 进入容器内部执行命令(打开标准输入流并为容器创建伪终端)
- docker exec -it mynginx-container bash
- # 查看容器日志
- docker logs -f mynginx-container)
实战案例
准备
一个前端项目
一台安装好 Docker 的机器
Docker Hub https://hub.docker.com/ 查询编译所需要的镜像 Node https://hub.docker.com/_/node?tab=tags , Nginx https://hub.docker.com/_/nginx
- # 克隆 antd-admin.Git 项目
- Git clone https://github.com/zuiidea/antd-admin.git
- # 使用 Docker 编译的优势: 可以在任意一台只装了 Docker 的环境下编译不同的语言, 消除对环境依赖
- docker run --network=host --rm -v "$(cd $(dirname .);pwd):/app" -w /App node:10-alpine3.9 yarn && yarn build
准备反向代理的规则的 nginx.conf:
- server {
- listen 80;
- server_name _;
- access_log /var/log/nginx/host.access.log main;
- location / {
- add_header Access-Control-Allow-Origin *;
- add_header Access-Control-Allow-Headers X-Requested-With;
- add_header Access-Control-Allow-Methods GET,POST;
- root /App;
- index index.html index.htm;
- }
- }
构建自己的 Dockerfile, 并写成脚本:
- FROM nginx:stable-alpine
- ENV LANG en_US.UTF-8
- COPY dist /App
- COPY App.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
- WORKDIR /App
参考脚本如下 build.sh:
- #!/bin/bash
- current_dir=$(cd $(dirname .);pwd)
- function compire(){
- docker run --network=host --rm -v "$current_dir:/app" -w /App node:10-alpine3.9 yarn && yarn build
- }
- function package(){
- if [ ! -d "$current_dir/dist" ] ;then
- compire
- fi
- docker build -t myapp:`date -u +"%Y%m%d"` $current_dir
- }
- function clean(){
- rm -rf $current_dir/dist
- }
- case "$1" in
- compire)
- compire
- ;;
- package)
- package
- ;;
- clean)
- clean
- ;;
- *)
- echo "USAGE:$0 package | compire | clean"
- esac
运行容器 docker run -d -p 80:80 myapp:20200311.
至此, 基本的配置就完成了, 大家可以自己手动试试, 基于 Docker 部署一个自己的 Web 应用.
本文只涉及到了 Docker 基本的使用配置, 后期笔者有空会继续和朋友总结编排, Docker Network,Docker Volume,Docker Daemon 等技术, 并以一个 Node 的案例部署作为实战来教大家在实际项目中去落地 Docker 自动化部署.
来源: http://www.tuicool.com/articles/rInQr2R