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了解與入門 Docker:快速啟動容器化之旅

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雜七雜八
概述

Docker 是一种轻量级、可移植、自给式的应用部署方式,它通过容器化技术将应用及其依赖环境打包,确保应用在任何环境下的一致性执行。这种技术大大简化了应用部署和管理的复杂度,使得开发和运维团队能够更高效地构建、测试、部署应用。

Docker 如何改变应用程序部署方式?

传统的应用部署往往依赖于操作系统、应用程序、配置文件等组成的复杂环境。这就导致了同一个应用在不同环境中可能执行结果不一致的情况。Docker 通过镜像机制,将应用及其依赖环境从操作系统中隔离出来,封装在容器中,确保应用在任何环境中都能以相同的方式运行。这种标准化的部署方式极大地提高了应用的部署效率和一致性。

安装Docker

Docker 支持多种操作系统,包括 Windows、macOS 和 Linux。安装步骤因操作系统不同而略有差异,但总体流程相似。

在 Linux 上安装 Docker

首先,你需要根据你的 Linux 发行版来选择正确的安装方法。例如,在 Ubuntu 上,你可以使用以下命令安装 Docker:

sudo apt update
sudo apt install docker.io

对于 CentOS 或 RHEL 用户:

sudo yum update
sudo yum install docker

安装完成后,可以通过以下命令启动 Docker 服务:

sudo systemctl start docker

Docker 的社区版与企业版区别

Docker 有一个开源版本(即社区版)和一个商业版本(即企业版)。社区版提供了基本的 Docker 功能,适用于大多数开发和部署场景。企业版则提供了更强大的管理和安全特性,包括额外的认证和监控工具,以及更长的技术支持周期。

Docker 基础知识

容器与虚拟机的区别

虚拟机(Virtual Machine)是在操作系统之上模拟的完整计算机系统环境,包括操作系统、硬件等。这意味着虚拟机的启动和运行时间较长,占用的系统资源较多。而容器(Container)则是在操作系统内运行,通过共享操作系统的内核实现资源的隔离和限制,因此启动速度更快,资源占用更少。

Dockerfile 构建 Docker 镜像的步骤

Docker 镜像是容器的基础,包含了运行应用所需的一切。Dockerfile 是一个文本文件,里面包含了构建镜像的所有指令。下面是一个简单的 Dockerfile 示例:

FROM ubuntu:latest
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y httpd
CMD ["service", "httpd", "start"]

上述 Dockerfile 完成了以下操作:

  1. 从最新版本的 Ubuntu 镜像开始构建。
  2. 更新系统包信息。
  3. 安装 Apache HTTP 服务器。
  4. 启动 HTTP 服务。

要构建镜像,只需执行以下命令:

docker build -t my_http_server .

Docker 镜像与容器的关系

Docker 镜像是静态文件,代表了一个应用及其运行环境的模板。而容器是镜像的运行实例,由镜像创建而来。容器可以在需要时启动,执行完毕后可以立即停止,从而实现了资源的高效使用。

运行 Docker 容器

使用 Docker 命令运行本地容器

为了运行一个本地容器,不需要从 Docker Hub 拉取镜像,因为镜像已经在本地构建。首先确保你已经构建了所需的镜像(例如 my_http_server)。然后,使用以下命令启动一个容器:

docker run -it --name my_container my_http_server

这里的 -it 参数为容器提供交互式终端,--name 参数给容器起一个名字,my_http_server 是构建的镜像名。

从 Docker Hub 拉取并运行公共镜像

Docker Hub 是 Docker 镜像的公共仓库。可以通过拉取官方提供的镜像并运行容器。例如,拉取并运行官方的 Python 镜像:

docker pull python:latest
docker run -it --name my_python_container python:latest python -V

这个命令会拉取最新的 Python 官方镜像,并启动一个容器,容器内部的 Python 版本可以通过 python -V 命令查看。

常见的 Docker 命令介绍

  • docker images:显示所有本地已有的 Docker 镜像。
  • docker run:运行一个新的容器。
  • docker stop:停止一个运行中的容器。
  • docker rm:删除一个容器。
  • docker rmi:删除一个镜像。
Docker 网络与存储

Docker 网络模式

Docker 容器在网络层面是隔离的,可以通过不同的模式进行网络连接:

  • 桥接模式bridge):容器与宿主机网络相连,可以直接访问宿主机的网络。
  • 主机模式host):容器直接使用宿主机的网络接口。
  • 自定义网络custom):创建一个自定义的网络,容器和宿主机可以在网络内通信。

例如,使用桥接模式启动容器:

docker run -d -p 8080:80 --name my_web_container my_web_image

这里 -p 参数用于映射宿主机端口到容器端口,-d 参数表示后台运行。

Docker 卷与数据持久化

Docker 卷(Volumes)用于在容器和宿主机之间共享存储,确保数据即使容器停止或删除后仍然可用。例如,创建一个卷并挂载到容器:

docker volume create my_data_volume
docker run -v my_data_volume:/data -d my_web_container

这里,my_data_volume 是创建的卷,/data 是容器内部的挂载点。

卷与宿主机目录的挂载

docker run -v /host/path:/container/path -d my_web_container

这里,/host/path 是宿主机上的目录,/container/path 是容器内部的挂载点。

Docker 实战:部署简单 Web 应用

使用 Docker 部署本地 Web 应用

假设我们有以下本地 Web 应用的 Dockerfile:

FROM node:14
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["npm", "start"]

构建并运行这个容器:

docker build -t my_web_app .
docker run -p 3000:3000 -d my_web_app

Docker Compose 简化多服务部署

对于更复杂的多服务应用,可以使用 Docker Compose 来管理多个容器。假设我们有以下目录结构:

.
├── docker-compose.yml
├── backend
│   ├── Dockerfile
│   └── app.js
├── frontend
│   ├── Dockerfile
│   └── index.html
└── nginx
    ├── Dockerfile
    └── nginx.conf

docker-compose.yml 文件包含所有服务的配置:

version: '3'
services:
  backend:
    build: ./backend
    ports:
      - "5000:5000"
  frontend:
    build: ./frontend
    ports:
      - "3000:3000"
  nginx:
    build: ./nginx
    ports:
      - "80:80"

运行所有服务:

docker-compose up -d

部署后端、前端和 Nginx 服务将会使用 Docker Compose 自动处理依赖关系和启动顺序。

通过上述步骤,我们从概念到实践,逐步掌握了 Docker 的基本使用与部署技巧,从而能够高效地构建、测试和部署应用。

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