Docker容器技術(shù)與應(yīng)用湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院Docker概述項(xiàng)目1Docker是時(shí)下流行的容器技術(shù)，在云計(jì)算領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本項(xiàng)目通過(guò)兩個(gè)任務(wù)，主要介紹容器技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，以及Docker在RHEL8.1和Windows操作系統(tǒng)中安裝的詳細(xì)步驟。知識(shí)目標(biāo)掌握Docker與傳統(tǒng)虛擬機(jī)的區(qū)別。掌握Docker的應(yīng)用。能力目標(biāo)掌握在RHEL8.1中安裝Docker的步驟掌握在Windows中安裝Docker的步驟掌握Docker容器啟動(dòng)和驗(yàn)證的基本方法素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)自主鉆研的工匠精神。樹(shù)立誠(chéng)信意識(shí)。項(xiàng)目一：Docker概述目錄任務(wù)1.1、認(rèn)識(shí)Dokcer技術(shù)任務(wù)1.2、熟悉Dokcer的安裝方法任務(wù)1.1、認(rèn)識(shí)Dokcer技術(shù)回顧1、為什么需要云平臺(tái)2、公有云與私有云的區(qū)別及優(yōu)缺點(diǎn)3、為什么會(huì)出現(xiàn)docker4、docker的定義、核心概念、優(yōu)點(diǎn)工程師小王完成對(duì)Docker技術(shù)的調(diào)研后，公司安排小王編寫(xiě)Docker的安裝手冊(cè)，供公司相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)，以便在公司內(nèi)部推廣該技術(shù)。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法任務(wù)要求1.2調(diào)研Docker與傳統(tǒng)虛擬機(jī)的區(qū)別

傳統(tǒng)虛擬機(jī)運(yùn)行在宿主機(jī)之上，具有完整的操作系統(tǒng)。其自身的內(nèi)存管理通過(guò)相關(guān)的虛擬設(shè)備進(jìn)行支持。在虛擬機(jī)中，可為用戶操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)管理程序分配有效的資源，從而在單臺(tái)主機(jī)上并行運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)例。每個(gè)客戶操作系統(tǒng)都作為主機(jī)系統(tǒng)中的單個(gè)實(shí)體運(yùn)行，但會(huì)占用較多的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)資源。圖1-1傳統(tǒng)虛擬機(jī)架構(gòu)任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2調(diào)研Docker與傳統(tǒng)虛擬機(jī)的區(qū)別

圖1-1傳統(tǒng)虛擬機(jī)架構(gòu)任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2虛擬化技術(shù):基礎(chǔ)鏡像GB級(jí)別創(chuàng)建使用稍微復(fù)雜隔離性強(qiáng)啟動(dòng)速度慢移植與分享不方便……Docker不同于傳統(tǒng)的虛擬機(jī)，Docker容器是使用Docker引擎而不是管理程序來(lái)執(zhí)行的。它只包含應(yīng)用程序及依賴(lài)庫(kù)，基于Libcontainer運(yùn)行在宿主機(jī)上，因此容器比虛擬機(jī)小，并且由于主機(jī)內(nèi)核的共享，可以更快地啟動(dòng)，具有更好的性能、更少的隔離和更好的兼容性。啟動(dòng)容器只需幾秒即可完成。由于Docker輕量、資源占用少，使得Docker可以輕易地應(yīng)用到構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用中。圖1-2Docker架構(gòu)任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2

圖1-2Docker架構(gòu)任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2容器化技術(shù):基礎(chǔ)鏡像MB級(jí)別創(chuàng)建簡(jiǎn)單隔離性強(qiáng)啟動(dòng)速度秒級(jí)移植與分享方便……資源隔離:cpu、memory資源隔離與限制訪問(wèn)設(shè)備隔離與限制網(wǎng)絡(luò)隔離與限制用戶、用戶組隔離限制……Docker容器技術(shù)與傳統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)的特性比較如表1-1所示特性技術(shù)容器虛擬機(jī)啟動(dòng)速度秒級(jí)分鐘級(jí)性能接近原生較弱內(nèi)存代價(jià)很小較多占用磁盤(pán)空間一般為MB一般為GB運(yùn)行密度單機(jī)支持上千個(gè)容器一般支持幾十個(gè)容器隔離性安全隔離完全隔離遷移性?xún)?yōu)秀一般表1-1Docker容器技術(shù)與傳統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)的特性比較任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker引擎任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2圖1-3Docker引擎Docker架構(gòu)Docker采用客戶端/服務(wù)器（Client/Server，C/S）架構(gòu)模式，Docker架構(gòu)如圖1-4所示。DockerDaemon作為服務(wù)端接收客戶端的請(qǐng)求，服務(wù)器端負(fù)責(zé)構(gòu)建、運(yùn)行和分發(fā)容器。客戶端和服務(wù)器端可以運(yùn)行在同一個(gè)Host上，客戶端也可以通過(guò)Socket或RESTAPI與遠(yuǎn)程的服務(wù)器端通信。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2圖1-4Docker架構(gòu)圖1-4Docker架構(gòu)任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)DockerDaemon可以守護(hù)進(jìn)程在宿主機(jī)后臺(tái)運(yùn)行，用戶并不直接與其進(jìn)行交互，而是通過(guò)DockerClient間接和其通信。DockerClient以系統(tǒng)命令的形式存在，用戶使用Docker命令來(lái)與DockerDaemon交互。DockerDaemon接收用戶指令并與Docker共同守護(hù)進(jìn)程通信。1.2Docker的核心組件Docker的核心組件包括Docker客戶端（Client）、Docker服務(wù)器（DockerDaemon）、Docker鏡像（Image）、Docker倉(cāng)庫(kù)和Docker容器（Container）。1．Docker客戶端Docker客戶端通過(guò)命令行或者其他工具使用DockerAPI與Docker的守護(hù)進(jìn)程通信。2．Docker服務(wù)器DockerDaemon是服務(wù)器組件，以Linux后臺(tái)服務(wù)的方式運(yùn)行。3．Docker鏡像Docker鏡像就是一個(gè)只讀的模板，鏡像可以用于創(chuàng)建Docker容器，每一個(gè)鏡像由一系列的層組成。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker的核心組件

常用的生成鏡像的方法主要有以下3種：創(chuàng)建新鏡像下載并使用他人創(chuàng)建好的現(xiàn)成的鏡像在現(xiàn)有鏡像上創(chuàng)建新的鏡像。用戶可以將鏡像的內(nèi)容和創(chuàng)建步驟描述在一個(gè)文本文件中，這個(gè)文件就稱(chēng)為Dockerfile，通過(guò)執(zhí)行“dockerbuild<docker-file>”命令可以構(gòu)建出docker鏡像，后續(xù)詳細(xì)說(shuō)明。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.24．Docker倉(cāng)庫(kù)Docker倉(cāng)庫(kù)類(lèi)似于代碼倉(cāng)庫(kù)，它是Docker集中存放鏡像文件的場(chǎng)所。有時(shí)候，人們會(huì)把Docker倉(cāng)庫(kù)和倉(cāng)庫(kù)注冊(cè)服務(wù)器（Registry）混為一談，并不嚴(yán)格區(qū)分。實(shí)際上，倉(cāng)庫(kù)注冊(cè)服務(wù)器是存放倉(cāng)庫(kù)的地方，其上往往存放著多個(gè)倉(cāng)庫(kù)，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)集中存放某一類(lèi)鏡像，往往包括多個(gè)鏡像文件，通過(guò)不同的標(biāo)簽來(lái)進(jìn)行區(qū)分。Docker倉(cāng)庫(kù)分為公有（Public）倉(cāng)庫(kù)和私有（Private）倉(cāng)庫(kù)兩種形式。目前，最大的公有倉(cāng)庫(kù)是DockerHub，存放了數(shù)量龐大的鏡像供用戶下載。當(dāng)然，Docker也支持用戶在本地網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建一個(gè)私有倉(cāng)庫(kù)。當(dāng)用戶創(chuàng)建了自己的鏡像之后，可以使用push命令將其上傳到公有或者私有倉(cāng)庫(kù)中，這樣，當(dāng)用戶需在另一臺(tái)主機(jī)上使用該鏡像時(shí)，只需要將鏡像從倉(cāng)庫(kù)中獲取下來(lái)即可。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.25．Docker容器Docker利用容器來(lái)運(yùn)行應(yīng)用。容器是從鏡像創(chuàng)建的運(yùn)行實(shí)例，它可以被啟動(dòng)、開(kāi)始、終止、刪除。容器是一個(gè)隔離環(huán)境，多個(gè)容器之間不會(huì)相互影響，以保證容器中的應(yīng)用運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)安全的環(huán)境中。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker所用的底層技術(shù)名稱(chēng)空間:Docker通過(guò)名稱(chēng)空間機(jī)制為容器提供隔離的工作空間?？刂平M:Linux可以通過(guò)控制組設(shè)置進(jìn)程使用CPU、內(nèi)存和I/O資源的限額。Docker引擎正是依賴(lài)這種底層技術(shù)來(lái)限制容器使用的資源。聯(lián)合文件系統(tǒng):可以將其他文件系統(tǒng)合并到一個(gè)聯(lián)合掛載點(diǎn)。聯(lián)合文件系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)Docker鏡像的技術(shù)基礎(chǔ)。Docker鏡像可以通過(guò)分層來(lái)實(shí)現(xiàn)繼承。容器格式:Docker引擎將名稱(chēng)空間、控制組和聯(lián)合文件系統(tǒng)打包到一起所使用的就是容器格式。默認(rèn)的容器格式是Libcontainer。

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker與DevOpsDevOps開(kāi)發(fā)運(yùn)維一體化，旨在突出軟件開(kāi)發(fā)人員和運(yùn)維人員的溝通合作，通過(guò)自動(dòng)化流程使得軟件的構(gòu)建、測(cè)試、發(fā)布更加快捷、頻繁和可靠。DevOps也是讓開(kāi)發(fā)、測(cè)試和運(yùn)維高效協(xié)作的流程，適合需求變化多、需要快速迭代、頻繁上線的場(chǎng)景。傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式涉及開(kāi)發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)3個(gè)環(huán)境，需要開(kāi)發(fā)、測(cè)試和運(yùn)維3個(gè)團(tuán)隊(duì)。多個(gè)環(huán)境和多個(gè)團(tuán)隊(duì)之間的這種交互，容易出現(xiàn)彼此環(huán)境不一致的情況。容器對(duì)軟件及其依賴(lài)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化打包，在開(kāi)發(fā)和運(yùn)維之間搭建了一座橋梁，旨在解決開(kāi)發(fā)和運(yùn)維之間的矛盾。

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker與DevOps傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程與容器化開(kāi)發(fā)流程的比較

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2圖1-5傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程與容器化開(kāi)發(fā)流程的比較Docker應(yīng)用現(xiàn)代應(yīng)用程序微服務(wù)持續(xù)集成和持續(xù)部署大數(shù)據(jù)應(yīng)用邊緣計(jì)算云遷移數(shù)字化轉(zhuǎn)型傳統(tǒng)Windows服務(wù)器應(yīng)用程序的現(xiàn)代化

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2調(diào)查國(guó)內(nèi)的docker應(yīng)用現(xiàn)狀阿里巴巴業(yè)務(wù)容器化PouchContainer大大改變了原來(lái)基于T4容器化的開(kāi)發(fā)運(yùn)維體系

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2阿里容器鏡像服務(wù)阿里云容器服務(wù)調(diào)查國(guó)內(nèi)的docker應(yīng)用現(xiàn)狀京東業(yè)務(wù)容器化京東是全球范圍內(nèi)Docker應(yīng)用的大用戶之一，有數(shù)十萬(wàn)個(gè)Docker容器上線運(yùn)行。京東的彈性云項(xiàng)目在京東的業(yè)務(wù)中擔(dān)當(dāng)重任，目前全部應(yīng)用系統(tǒng)和大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)都在Docker平臺(tái)上運(yùn)行。京東容器數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)命名為CDS底層的京東Docker容器計(jì)算平臺(tái)命名為JDOS。JDOS2.0是京東新一代的容器技術(shù)，是Docker的管理平臺(tái)，實(shí)際上京東所有的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)完運(yùn)行在Docker上了。

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker的版本分類(lèi)DockerEngineDocker企業(yè)版任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker的版本分類(lèi)

Docker的早期版本是docker-io，版本號(hào)是1.*，最新版是26.1.3。Docker從1.13版本之后采用時(shí)間線的方式作為版本號(hào)，分為DockerCE（社區(qū)版）和DockerEE（企業(yè)版）。

DockerCE（社區(qū)版）是免費(fèi)提供給個(gè)人開(kāi)發(fā)者和小型團(tuán)體使用的，DockerEE（企業(yè)版）會(huì)提供額外的收費(fèi)服務(wù)，如經(jīng)過(guò)官方測(cè)試認(rèn)證過(guò)的基礎(chǔ)設(shè)施、容器、插件等。

Docker現(xiàn)在改為基于YY.MM版本。DockerCE（社區(qū)版）按照stable和edge兩種方式發(fā)布，每個(gè)季度更新stable版本，每個(gè)月份更新edge版本。例如，使用基于月份的發(fā)行版本，17.03的第1版就指向17.03.0，如果有漏洞/安全修復(fù)需要發(fā)布，那么將會(huì)指向17.03.1等。

任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2Docker

CE所支持的平臺(tái)適合安裝DockerCE的桌面操作系統(tǒng)有macOs和MicrosoftWindows10，前者對(duì)應(yīng)的版本為DockerDesktopforMac，后者對(duì)應(yīng)的版本為DockerDesktopforWindows。適合安裝DockerCE的服務(wù)器操作系統(tǒng)是Linux，不同發(fā)行版本對(duì)硬件平臺(tái)架構(gòu)有特定的要求。任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識(shí)1.2任務(wù)1.2熟悉Docker的安裝方法Docker安裝方式大多數(shù)用戶通過(guò)Docker的軟件倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行安裝，以便安裝和升級(jí)。有些用戶選擇下載軟件包手動(dòng)安裝，完全手動(dòng)管理升級(jí)。在測(cè)試和開(kāi)發(fā)環(huán)境中，有的用戶選擇使用自動(dòng)化便捷腳本安裝Docker。1.2實(shí)訓(xùn)目的（1）掌握Docker在RedHat8操作系統(tǒng)中的安裝方法。（2）掌握Docker在Windows操作系統(tǒng)中的安裝方法。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容（1）在RedHat操作系統(tǒng)中安裝Docker。（2）在Windows操作系統(tǒng)中安裝Docker的最新版本。任務(wù)1.2熟