PAGE76Docker容器技術(shù)應(yīng)用課程教案授課題目：項目五編排容器DockerCompose授課學(xué)時4課時課程類型理實一體課教學(xué)目的：（1）了解Docker容器編排（2）理解DockerCompose的使用（3）掌握安裝DockerCompose的方法（4）掌握使用DockerCompose部署服務(wù)的方法教學(xué)重點(diǎn)：1、容器編排概述：介紹容器編排的基本概念，闡明容器編排在現(xiàn)代應(yīng)用程序開發(fā)和部署中的重要性，尤其是如何管理多個容器的協(xié)作。2、DockerCompose的使用：講解DockerCompose如何幫助用戶方便地定義和運(yùn)行多個容器的服務(wù)，介紹使用YAML文件來管理多個服務(wù)容器的方式。3、安裝與配置DockerCompose：學(xué)生將學(xué)習(xí)如何安裝DockerCompose，并了解其配置文件的基本結(jié)構(gòu)和語法。4、多容器部署：學(xué)生將學(xué)習(xí)如何使用DockerCompose部署多個服務(wù)，如WordPress和Nginx，理解容器之間的依賴關(guān)系及網(wǎng)絡(luò)連接。教學(xué)方法和手段：任務(wù)驅(qū)動法、啟發(fā)法、討論法、直觀演示法

Docker容器技術(shù)應(yīng)用課程教案教學(xué)內(nèi)容及過程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計：5.1知識準(zhǔn)備5.1.1編排容器簡介在現(xiàn)代應(yīng)用開發(fā)中，容器化已經(jīng)成為一種流行的部署方式，而Docker是其中應(yīng)用最廣泛的容器化技術(shù)。一個項目中往往需要運(yùn)行多個Docker容器，如果分別構(gòu)建和啟動這些容器就會比較麻煩且不易于管理，反之對所有容器進(jìn)行統(tǒng)一編排和部署時，則會提升項目的開發(fā)和運(yùn)行效率。例如，在創(chuàng)建一個網(wǎng)站時使用docker部署應(yīng)用程序，需要分別為應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫、Nginx等運(yùn)行獨(dú)立的Docker容器，如果我們將這些Docker容器放在一起進(jìn)行統(tǒng)一管理，這樣有利于該網(wǎng)站的快速創(chuàng)建和高效運(yùn)行。為了方便容器化應(yīng)用程序的部署、擴(kuò)展和管理，解決手動管理耗時費(fèi)力的問題，Docker容器編排技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它的作用是管理和協(xié)調(diào)多個Docker容器，通過管理一組容器來提供應(yīng)用程序的可靠啟動、擴(kuò)展和管理?，F(xiàn)代應(yīng)用由多個服務(wù)組成，每個服務(wù)可以運(yùn)行在多個容器實例中，容器編排工具可以自動化部署和管理這些容器實例。編排容器的工具具有自動化地擴(kuò)展容器、管理容器的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、公開和保護(hù)API、監(jiān)視和管理容器健康狀況等重要功能，目前常用的容器編排工具有DockerSwarm和Kubernetes等。Swarm是由Docker公司推出的開源集群管理平臺，Kubernetes是Google推出的開源集群管理系統(tǒng)（簡稱K8s），Kubernetes強(qiáng)大的自動化處理能力、便于擴(kuò)展和高可用性使其得到了廣泛的應(yīng)用。具體而言編排容器的工具可以自動化地完成以下任務(wù)：1.自動部署：根據(jù)設(shè)定的規(guī)則將應(yīng)用程序自動部署到容器集群中。2.彈性伸縮：根據(jù)需求自動增加或減少容器的數(shù)量。3.服務(wù)發(fā)現(xiàn)：為容器提供網(wǎng)絡(luò)連接和服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能。4.資源管理：分配資源到不同的容器，實現(xiàn)負(fù)載均衡。5.故障恢復(fù)：監(jiān)控容器狀態(tài)，當(dāng)容器出現(xiàn)故障或不可用時進(jìn)行自動恢復(fù)，確保容器正常運(yùn)行。DockerCompose是定義和運(yùn)行多容器Docker應(yīng)用程序的工具，用戶可以使用YAML文件來配置應(yīng)用程序需要的所有服務(wù)，它適用于本地開發(fā)和測試環(huán)境或者小規(guī)模的生產(chǎn)環(huán)境部署。5.1.2DockerCompose的使用Compose項目是Docker官方的開源項目，負(fù)責(zé)實現(xiàn)對Docker容器集群的快速編排。通過使用一個Dockerfile模板文件，用戶可以很方便的定義一個單獨(dú)的應(yīng)用容器，但是當(dāng)需要多個容器相互配合來完成某項任務(wù)時，Compose的優(yōu)勢便凸顯出來了。一個應(yīng)用在使用Docker容器實現(xiàn)時，通常由多個容器組成，開發(fā)者可以使用YAML文件來配置應(yīng)用程序需要的所有服務(wù)。Compose通過一個YAML配置文件來管理多個Docker容器，所有的容器通過services來定義，使用docker-compose腳本來啟動、停止和重啟應(yīng)用中的服務(wù)以及所有依賴服務(wù)的容器，適用于組合多個容器進(jìn)行開發(fā)的場景。1.使用Compose的三個步驟（1）使用Dockerfile定義應(yīng)用程序的環(huán)境。（2）使用docker-compose.yml定義構(gòu)成應(yīng)用程序的服務(wù)，這些服務(wù)可以在隔離的環(huán)境中一起運(yùn)行。（3）執(zhí)行docker-composeup命令來啟動并運(yùn)行整個應(yīng)用程序。Compose中有兩個重要的概念：服務(wù)（service）和項目（project）。服務(wù)即一個應(yīng)用的容器，可以包括若干運(yùn)行相同鏡像的容器實例；項目是由一組關(guān)聯(lián)的應(yīng)用容器組成的一個完整業(yè)務(wù)單元，可在docker-compose.yml文件中定義。Compose項目使用Python編寫，通過調(diào)用Docker服務(wù)提供的API來對容器進(jìn)行管理。2.編寫YAML文件的注意事項YAML是一種標(biāo)記語言，可讀性強(qiáng)，用來表達(dá)數(shù)據(jù)序列化的格式。YAML通過縮進(jìn)表達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用空白字符和分行來定義數(shù)據(jù)的層級關(guān)系，相同層次結(jié)構(gòu)的元素左側(cè)對齊。在編寫YAML文件時，要注意以下事項：（1）嚴(yán)格區(qū)分大小寫字母。（2）使用空格縮進(jìn),不能使用Tab鍵。（3）縮進(jìn)的空格數(shù)不重要，相同層級的元素左側(cè)對齊即可。（4）符號“#”表示注釋。（5）key:value鍵值對中的冒號后面必須要有空格。（6）YAML文件擴(kuò)展名為.yaml或.yml。3.Compose配置文件常用字段Compose配置文件中，使用version、services、networks和volumes將其分為四個部分，其中version指定Compose配置文件的版本，services定義服務(wù)，networks設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，volumes定義數(shù)據(jù)卷。Compose配置文件的常用字段及其含義見表5-1所示：表5-1Compose配置文件常用字段及其含義字段含義build在構(gòu)建時應(yīng)用的配置項。context指定包含Dockerfile的目錄路徑或git倉庫url。dockerfile指定Dockerfile文件構(gòu)建鏡像。image指定啟動容器的鏡像。command覆蓋容器啟動后默認(rèn)執(zhí)行的命令。container_name指定自定義容器的名稱，而不使用默認(rèn)名稱。hostname設(shè)置容器的主機(jī)名，容器可以通過主機(jī)名來相互訪問，即使它們位于不同的容器之中。deploy指定部署和運(yùn)行服務(wù)的相關(guān)配置，僅在swarmmode下生效。depends_on指定服務(wù)之間的依賴關(guān)系，解決服務(wù)啟動先后順序問題。ports暴露容器端口。links在不同容器之間創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)連接。volumes指定所掛載的主機(jī)路徑或數(shù)據(jù)卷名稱。network設(shè)置容器網(wǎng)絡(luò)連接以獲取構(gòu)建過程中的RUN指令。environment設(shè)置環(huán)境變量。4.docker-compose文件結(jié)構(gòu)下面是docker-compose文件示例，從中可以看到docker-compose文件的結(jié)構(gòu)。version:'3'services:nginx:hostname:nginxbuild:context:./nginxdockerfile:Dockerfileports:-81:80links:-php:php-cgivolumes:-./wwwroot:/usr/local/nginx/htmlmysql:hostname:mysqlimage:mysql:5.6ports:-3306:3306volumes:-./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d-./mysql/data:/var/lib/mysqlenvironment:MYSQL_ROOT_PASSWORD:123456MYSQL_USER:userMYSQL_PASSWORD:user1235.docker-compose命令格式docker-compose[-f<arg>……][options]COMMAND[ARGS……]options選項及其說明見表5-2所示。表5-2選項及其說明選項說明-f指定Compose模板文件，默認(rèn)為docker-compose.yml，可以多次指定。-p指定項目名稱，默認(rèn)將使用所在目錄名稱作為項目名。-verbose輸出更多調(diào)試信息。-v打印版本并退出。COMMAND命令及其說明見表5-3所示表5-3命令及其說明命令說明build重新構(gòu)建服務(wù)up構(gòu)建鏡像、創(chuàng)建并啟動服務(wù)、關(guān)聯(lián)服務(wù)相關(guān)容器等down停止啟動的容器，并移除網(wǎng)絡(luò)exec進(jìn)入指定的容器ps列出項目中目前的所有容器rm刪除所有（停止?fàn)顟B(tài)的）服務(wù)容器top查看各個服務(wù)容器內(nèi)運(yùn)行的進(jìn)程logs查看容器輸出images顯示所有鏡像start/stop/restart啟動/停止/重啟服務(wù)容器5.2任務(wù)實施任務(wù)5.2.1安裝DockerCompose（1）任務(wù)目標(biāo)掌握安裝DockerCompose的方法（2）任務(wù)內(nèi)容安裝DockerCompose賦予dockercompose文件執(zhí)行權(quán)限（3）完成任務(wù)所需的設(shè)備和軟件一臺安裝Windows10操作系統(tǒng)的計算機(jī)VMwareWorkstation，Docker,DockerCompose遠(yuǎn)程管理工具M(jìn)obaXterm（4）任務(wù)實施步驟：詳見實驗指導(dǎo)書任務(wù)5.2.2使用DockerCompose部署WordPress服務(wù)（1）任務(wù)目標(biāo)掌握使用DockerCompose部署WordPress服務(wù)的方法（2）任務(wù)內(nèi)容創(chuàng)建項目文件夾創(chuàng)建并編輯配置文件docker-compos.yml創(chuàng)建和啟動wordPress服務(wù)查看容器是否啟動（3）完成任務(wù)所需的設(shè)備和軟件一臺安裝Windows10操作系統(tǒng)的計算機(jī)VMwareWorkstation，Docker,DockerCompose遠(yuǎn)程管理工具M(jìn)obaXterm（4）任務(wù)實施步驟：詳見實驗指導(dǎo)書任務(wù)5.2.3使用DockerCompose部