理解Docker入门-容器技术

作者姚伟斌

了解Docker容器的概念。

在当今的技术领域中，”它在我的系统上可以运行” 是开发人员经常使用的短语。但是有很多情况下，开发人员系统上运行的应用程序在测试人员或生产环境中无法运行，这就导致了混乱。

Docker 就是为了解决这类问题而引入的。💯

为什么选择Docker？

让我向您讲述一下我个人对Docker的重要性的体验。

我与我的团队一起开发了一个全栈项目，其中我需要在前端使用Angular，在后端使用Node.js，并使用MySQL作为 database。在使用多种技术开发此应用程序时，我们遇到了许多问题。

  • 第一个问题是操作系统的兼容性。由于我在使用多种技术，我必须确保所有技术与我使用的操作系统兼容。有时Angular的版本与我所使用的操作系统版本不兼容，因此我不得不多次更改操作系统版本。
  • 由于我所构建的应用程序的架构随时间改变，我遇到了软件和库的版本和依赖关系的升级问题。在确定我使用的所有技术的稳定版本之前，我遇到了许多兼容性问题。即使升级应用程序中使用的单个工具也是一项冒险行为。
  • 后来，我有更多的开发人员在我的应用程序上工作。由于技术栈很重，他们需要运行多个命令几个小时来设置与应用程序兼容的环境。我不得不检查和评估每个开发人员的环境，以确保与我使用的技术版本没有不匹配的情况。
  • 最后，如果有任何开发人员不熟悉我用来构建应用程序的操作系统，那么他/她将很难在应用程序上工作。

所有这些都使得按时开发、构建和发布应用程序变得困难。这就是Docker的用武之地。它解决了我刚才提到的所有问题。

Docker是什么？

Docker是一个容器化平台，可以将应用程序及其依赖项打包到一个容器中，使应用程序能够在任何环境中无缝运行，无论是开发、测试还是生产环境。

它是一个旨在通过使用容器来更轻松地创建、部署和运行应用程序的工具。Docker容器是轻量级的 alternatives，并且它使用主机操作系统。与虚拟机不同，您无需在容器中预分配任何RAM。

它是一个面向开发人员、系统管理员和企业的开源平台，用于构建、发布和运行分布式应用程序。

要了解更多关于Docker内部工作原理的信息，请查看 Docker architecture。

Docker镜像、容器、Dockerfile

Docker镜像

Docker镜像是运行应用程序所需的模板。它包含应用程序代码、库、工具、依赖关系等。

Docker镜像是只读的不可变文件，有时也被称为快照。您不会直接启动或运行Docker镜像；您通过它构建一个容器。当从Docker镜像创建容器时，它在镜像层之上创建一个容器层。

必须有一个基础Docker镜像，用于通过对基础镜像进行一些修改来创建多个其他Docker镜像。

Docker Hub 是几乎所有技术栈的Docker镜像仓库。您可以从DockerHub上拉取Docker镜像并开始构建容器。

Docker容器

Docker容器是可执行的软件包，包含执行应用程序所需的所有依赖项。使用Docker容器，应用程序可以在不同的计算机环境中高效运行。

以下是Docker容器的特点：

  • 轻量级
  • 最小开销（CPU/IO/网络）
  • 更快的部署
  • 易于扩展
  • 减少存储消耗
  • 可移植，在任何地方运行
  • 最小基础操作系统
  • 应用程序隔离

Dockerfile

Dockerfile是一个定义需要执行的所有任务的shell脚本。通过docker文件，您可以创建一个docker镜像；通过docker镜像，您可以创建一个docker容器。

安装Docker

Docker可以轻松安装在各种Linux平台、Windows或macOS上。请查看这篇关于在Ubuntu、CentOS、Debian和Windows上的安装指南。

此外，Docker Desktop也可用于Windows和Mac机器。它是一个可执行的应用程序，非常容易安装，并有助于在Windows和Mac环境中构建和容器化应用程序。

Docker版本和定价

Docker有两个版本：

  • 社区版（CE）
  • 企业版（EE）

Docker社区版是开源的，可以免费使用。Docker CE旨在“自助”方法中，DevOps工程师们可以自行容器化他们的应用程序。

Docker企业版有三个版本-基本版、标准版和高级版。基本版提供了docker平台、支持和认证，而标准版和高级版则在基本版功能上增加了容器管理和docker安全扫描功能。

大多数技术人员免费使用Docker。但如果您需要高级功能，可以使用Docker的付费版本。定价根据功能如存储库管理、CI/CD功能、用户管理、开发者工具和支持选项等而定。

以下是Docker的计划详情：

现在您已经了解了Docker的基本知识，让我给您展示一个非常简单的Docker示例。

Docker Hello World容器

我将从DockerHub上拉取一个hello-world docker image并构建镜像以创建一个运行应用程序的Docker容器。此镜像包含一个简单的应用程序，用于从Docker打印一个Hello消息。

首先，我需要在我的Ubuntu机器上拉取hello-world的Docker镜像。

注意：这假设Docker已经安装。如果尚未安装，请查看installation guide。

yaoweibin@yaoweibin:~$ docker pull hello-world
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/hello-world
0e03bdcc26d7: Pull complete
Digest: sha256:49a1c8800c94df04e9658809b006fd8a686cab8028d33cfba2cc049724254202
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest

检查是否已拉取docker镜像。

yaoweibin@yaoweibin:~$ docker images
REPOSITORY                     TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
hello-world                    latest              bf756fb1ae65        7 months ago        13.3kB
kubernetesui/dashboard         v2.0.0-beta8        eb51a3597525        8 months ago        90.8MB
yaoweibin_mongodb              latest              095d17727ca0        12 months ago       325MB

运行以下命令创建一个容器并执行应用程序。

yaoweibin@yaoweibin:〜$ docker run hello-world

您好，来自Docker的问候！
此消息表明您的安装似乎正常工作。

为了生成此消息，Docker执行了以下步骤：
1. Docker客户端与Docker守护程序取得联系。
2. Docker守护程序从Docker Hub拉取了“hello-world”镜像。
（amd64）
3. Docker守护程序从该镜像创建了一个新容器，该容器运行生成您当前正在阅读的输出的可执行文件。
4. Docker守护程序将该输出流式传输给Docker客户端，后者将其发送到您的终端。

要尝试更有野心的事情，您可以运行一个带有Ubuntu的容器：
$ docker run -it ubuntu bash

使用免费的Docker ID共享图像，自动化工作流程等：
https://hub.docker.com/

有关更多示例和想法，请访问：
https://docs.docker.com/get-started/

现在，列出所有的Docker容器。您可以看到hello-world容器在1分钟前运行。
yaoweibin@yaoweibin:〜$ docker container ls -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
1a1056caffc4 hello-world “/hello” 1分钟前 已退出 (0) 1分钟前 zealous_bose
b0095c1e5536 yaoweibin_mongodb “/bin/sh -c usr/bin/…” 12个月前 已退出 (0) 12个月前 mongo_container

开始探索Docker；尝试这些基本的链接_11。

在Docker容器中运行Nginx

在这里，我将向您展示如何在容器内部部署Nginx。

下面的命令在本地查找Nginx镜像。由于没有本地镜像可用，它从docker hub拉取Nginx docker镜像。然后使用Nginx docker镜像创建一个名为nginx_yaoweibin的容器，并在端口80上运行Nginx。
yaoweibin@yaoweibin: 〜$ docker run –name nginx_yaoweibin -p 80:80 -d nginx
无法找到图像“nginx：latest”的本地副本
正在从库存中拉取最新版
bf5952930446：拉取完成
ba755a256dfe：拉取完成
c57dd87d0b93：拉取完成
d7fbf29df889：拉取完成
1f1070938ccd：拉取完成
摘要：sha256：36b74457bccb56fbf8b05f79c85569501b721d4db813b684391d63e02287c0b2
状态：已下载更新的图像nginx：latest
fdad18387b27b48b8f2e14f8641791cc4d5edf667cc664198b67579cd76a5162

当您列出系统上可用的Docker镜像时，您可以看到已拉取了Nginx Docker镜像。
yaoweibin@yaoweibin: 〜$ docker images
仓库 标签 图像ID 创建大小
nginx 最新版 08393e824c32 4天前 132MB
hello-world 最新版 bf756fb1ae65 7个月前 13.3kB
kubernetesui / dashboard v2.0.0-beta8 eb51a3597525 8个月前 90.8MB
yaoweibin_mongodb 最新版 095d17727ca0 12个月前 325MB

运行以下命令以列出所有正在运行的容器。您可以看到容器nginx_yaoweibin正在0.0.0.0:80上运行。
yaoweibin@yaoweibin: 〜$ docker ps -a
容器ID 图像 命令 创建状态 端口 名称
fdad18387b27 nginx “/ docker-entrypoint …” 58秒前 启动32秒 0.0.0.0:80->80/tcp nginx_yaoweibin
1a1056caffc4 hello-world “/hello”一个小时前退出（0）一个小时前 zealous_bose
b0095c1e5536 yaoweibin_mongodb “/bin/sh -c usr/bin/…” 12个月前退出（0）12个月前 mongo_container

打开浏览器并输入0.0.0.0:80，你可以看到nginx在容器中正常运行。

常见的Docker用例

配置简化：Docker可以在任何平台上运行，借助其配置而无需实际的虚拟机开销。

它允许你将配置文件放入代码中，并传递环境变量以适应不同的环境。因此，一个Docker镜像可以在不同的环境中使用。

代码管理：代码在从开发到生产的过程中经过不同的环境。

每个环境都与其他环境有细微的差别。Docker通过提供一致的环境消除了这种差别，使开发和编码变得更加舒适。

Docker镜像是不可变的，从开发到生产的应用环境没有任何变化的优势。

提高开发生产力：在开发生态系统中，两个重要目标是使开发环境尽可能接近生产环境，并尽快交付高质量的代码。

Docker允许代码在反映生产环境的容器中运行，与虚拟机不同，Docker在内存容量方面的开销较小，这有助于运行多个服务。

通过使用Docker的共享卷，可以使应用代码从主机可用于容器。这使得开发人员可以从自己的平台和编辑器中编辑源代码，这将反映在Docker内部运行的环境中。

应用隔离：有时可能需要应用程序隔离，例如需要不同apache和不同依赖项的服务器。

在不同的容器中运行API服务器是一个更好的选择。

调试能力：Docker提供了许多与容器配合使用的工具，可以在容器内部和不同的容器之间插入检查点，这在测试应用程序时非常重要。

快速部署：Docker容器可以很快创建，因为容器不是启动操作系统，而是直接运行应用程序。

一旦设置完成，它们能够给你带来安心，一旦代码运行成功，它将在所有环境中正常工作。

结论

凭借其丰富的优势，Docker正在成为IT基础设施中有价值的补充。希望上述内容能给您一个关于它的想法。如果您对在线课程感兴趣，我建议您参加Docker Mastery online course。

姚伟斌

程序猿

我是姚伟斌，也被称为文景。我的专业领域涵盖了开放源代码的深度探索、网络编程和网络建站。我热衷于分享我的编程和建站实践经验，尤其擅长于Nginx和Proxy服务器的管理。此外，我还对Python和NodeJS这两种编程语言有着深刻的理解和独到的见解。

最近，我致力于爬虫技术的研究，探索如何通过高效的数据抓取为项目增添价值。我的目标是通过持续的学习和创新，为开放源代码社区贡献我的力量，并帮助那些对网络编程和网站建设感兴趣的人士。

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