Docker容器技術(shù)與應用湖北輕工職業(yè)技術(shù)學院Docker概述項目1Docker是時下流行的容器技術(shù)，在云計算領(lǐng)域應用廣泛。本項目通過兩個任務，主要介紹容器技術(shù)的發(fā)展及其應用，以及Docker在RHEL8.1和Windows操作系統(tǒng)中安裝的詳細步驟。知識目標掌握Docker與傳統(tǒng)虛擬機的區(qū)別。掌握Docker的應用。能力目標掌握在RHEL8.1中安裝Docker的步驟掌握在Windows中安裝Docker的步驟掌握Docker容器啟動和驗證的基本方法素質(zhì)目標培養(yǎng)自主鉆研的工匠精神。樹立誠信意識。項目一：Docker概述目錄任務1.1、認識Dokcer技術(shù)任務1.2、熟悉Dokcer的安裝方法任務1.1、認識Dokcer技術(shù)回顧1、為什么需要云平臺2、公有云與私有云的區(qū)別及優(yōu)缺點3、為什么會出現(xiàn)docker4、docker的定義、核心概念、優(yōu)點工程師小王完成對Docker技術(shù)的調(diào)研后，公司安排小王編寫Docker的安裝手冊，供公司相關(guān)技術(shù)人員學習，以便在公司內(nèi)部推廣該技術(shù)。任務1.2熟悉Docker的安裝方法任務要求1.2調(diào)研Docker與傳統(tǒng)虛擬機的區(qū)別

傳統(tǒng)虛擬機運行在宿主機之上，具有完整的操作系統(tǒng)。其自身的內(nèi)存管理通過相關(guān)的虛擬設(shè)備進行支持。在虛擬機中，可為用戶操作系統(tǒng)和虛擬機管理程序分配有效的資源，從而在單臺主機上并行運行一個或多個操作系統(tǒng)的多個實例。每個客戶操作系統(tǒng)都作為主機系統(tǒng)中的單個實體運行，但會占用較多的CPU、內(nèi)存、硬盤資源。圖1-1傳統(tǒng)虛擬機架構(gòu)任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2調(diào)研Docker與傳統(tǒng)虛擬機的區(qū)別

圖1-1傳統(tǒng)虛擬機架構(gòu)任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2虛擬化技術(shù):基礎(chǔ)鏡像GB級別創(chuàng)建使用稍微復雜隔離性強啟動速度慢移植與分享不方便……Docker不同于傳統(tǒng)的虛擬機，Docker容器是使用Docker引擎而不是管理程序來執(zhí)行的。它只包含應用程序及依賴庫，基于Libcontainer運行在宿主機上，因此容器比虛擬機小，并且由于主機內(nèi)核的共享，可以更快地啟動，具有更好的性能、更少的隔離和更好的兼容性。啟動容器只需幾秒即可完成。由于Docker輕量、資源占用少，使得Docker可以輕易地應用到構(gòu)建標準化的應用中。圖1-2Docker架構(gòu)任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2

圖1-2Docker架構(gòu)任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2容器化技術(shù):基礎(chǔ)鏡像MB級別創(chuàng)建簡單隔離性強啟動速度秒級移植與分享方便……資源隔離:cpu、memory資源隔離與限制訪問設(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)虛擬機技術(shù)的特性比較如表1-1所示特性技術(shù)容器虛擬機啟動速度秒級分鐘級性能接近原生較弱內(nèi)存代價很小較多占用磁盤空間一般為MB一般為GB運行密度單機支持上千個容器一般支持幾十個容器隔離性安全隔離完全隔離遷移性優(yōu)秀一般表1-1Docker容器技術(shù)與傳統(tǒng)虛擬機技術(shù)的特性比較任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2Docker引擎任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2圖1-3Docker引擎Docker架構(gòu)Docker采用客戶端/服務器（Client/Server，C/S）架構(gòu)模式，Docker架構(gòu)如圖1-4所示。DockerDaemon作為服務端接收客戶端的請求，服務器端負責構(gòu)建、運行和分發(fā)容器?？蛻舳撕头掌鞫丝梢赃\行在同一個Host上，客戶端也可以通過Socket或RESTAPI與遠程的服務器端通信。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2圖1-4Docker架構(gòu)圖1-4Docker架構(gòu)任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識DockerDaemon可以守護進程在宿主機后臺運行，用戶并不直接與其進行交互，而是通過DockerClient間接和其通信。DockerClient以系統(tǒng)命令的形式存在，用戶使用Docker命令來與DockerDaemon交互。DockerDaemon接收用戶指令并與Docker共同守護進程通信。1.2Docker的核心組件Docker的核心組件包括Docker客戶端（Client）、Docker服務器（DockerDaemon）、Docker鏡像（Image）、Docker倉庫和Docker容器（Container）。1．Docker客戶端Docker客戶端通過命令行或者其他工具使用DockerAPI與Docker的守護進程通信。2．Docker服務器DockerDaemon是服務器組件，以Linux后臺服務的方式運行。3．Docker鏡像Docker鏡像就是一個只讀的模板，鏡像可以用于創(chuàng)建Docker容器，每一個鏡像由一系列的層組成。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識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)建步驟描述在一個文本文件中，這個文件就稱為Dockerfile，通過執(zhí)行“dockerbuild<docker-file>”命令可以構(gòu)建出docker鏡像，后續(xù)詳細說明。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.24．Docker倉庫Docker倉庫類似于代碼倉庫，它是Docker集中存放鏡像文件的場所。有時候，人們會把Docker倉庫和倉庫注冊服務器（Registry）混為一談，并不嚴格區(qū)分。實際上，倉庫注冊服務器是存放倉庫的地方，其上往往存放著多個倉庫，每個倉庫集中存放某一類鏡像，往往包括多個鏡像文件，通過不同的標簽來進行區(qū)分。Docker倉庫分為公有（Public）倉庫和私有（Private）倉庫兩種形式。目前，最大的公有倉庫是DockerHub，存放了數(shù)量龐大的鏡像供用戶下載。當然，Docker也支持用戶在本地網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建一個私有倉庫。當用戶創(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庫中，這樣，當用戶需在另一臺主機上使用該鏡像時，只需要將鏡像從倉庫中獲取下來即可。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.25．Docker容器Docker利用容器來運行應用。容器是從鏡像創(chuàng)建的運行實例，它可以被啟動、開始、終止、刪除。容器是一個隔離環(huán)境，多個容器之間不會相互影響，以保證容器中的應用運行在一個相對安全的環(huán)境中。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2Docker所用的底層技術(shù)名稱空間:Docker通過名稱空間機制為容器提供隔離的工作空間?？刂平M:Linux可以通過控制組設(shè)置進程使用CPU、內(nèi)存和I/O資源的限額。Docker引擎正是依賴這種底層技術(shù)來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)合并到一個聯(lián)合掛載點。聯(lián)合文件系統(tǒng)是實現(xiàn)Docker鏡像的技術(shù)基礎(chǔ)。Docker鏡像可以通過分層來實現(xiàn)繼承。容器格式:Docker引擎將名稱空間、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。默認的容器格式是Libcontainer。

任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2Docker與DevOpsDevOps開發(fā)運維一體化，旨在突出軟件開發(fā)人員和運維人員的溝通合作，通過自動化流程使得軟件的構(gòu)建、測試、發(fā)布更加快捷、頻繁和可靠。DevOps也是讓開發(fā)、測試和運維高效協(xié)作的流程，適合需求變化多、需要快速迭代、頻繁上線的場景。傳統(tǒng)開發(fā)模式涉及開發(fā)、測試和生產(chǎn)3個環(huán)境，需要開發(fā)、測試和運維3個團隊。多個環(huán)境和多個團隊之間的這種交互，容易出現(xiàn)彼此環(huán)境不一致的情況。容器對軟件及其依賴進行標準化打包，在開發(fā)和運維之間搭建了一座橋梁，旨在解決開發(fā)和運維之間的矛盾。

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

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

任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2調(diào)查國內(nèi)的docker應用現(xiàn)狀阿里巴巴業(yè)務容器化PouchContainer大大改變了原來基于T4容器化的開發(fā)運維體系

任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2阿里容器鏡像服務阿里云容器服務調(diào)查國內(nèi)的docker應用現(xiàn)狀京東業(yè)務容器化京東是全球范圍內(nèi)Docker應用的大用戶之一，有數(shù)十萬個Docker容器上線運行。京東的彈性云項目在京東的業(yè)務中擔當重任，目前全部應用系統(tǒng)和大部分的數(shù)據(jù)庫服務都在Docker平臺上運行。京東容器數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)命名為CDS底層的京東Docker容器計算平臺命名為JDOS。JDOS2.0是京東新一代的容器技術(shù)，是Docker的管理平臺，實際上京東所有的數(shù)據(jù)庫服務現(xiàn)在已經(jīng)完運行在Docker上了。

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

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

DockerCE（社區(qū)版）是免費提供給個人開發(fā)者和小型團體使用的，DockerEE（企業(yè)版）會提供額外的收費服務，如經(jīng)過官方測試認證過的基礎(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，每個季度更新stable版本，每個月份更新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/安全修復需要發(fā)布，那么將會指向17.03.1等。

任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2Docker

CE所支持的平臺適合安裝DockerCE的桌面操作系統(tǒng)有macOs和MicrosoftWindows10，前者對應的版本為DockerDesktopforMac，后者對應的版本為DockerDesktopforWindows。適合安裝DockerCE的服務器操作系統(tǒng)是Linux，不同發(fā)行版本對硬件平臺架構(gòu)有特定的要求。任務1.2熟悉Docker的安裝方法相關(guān)知識1.2任務1.2熟悉Docker的安裝方法Docker安裝方式大多數(shù)用戶通過Docker的軟件倉庫進行安裝，以便安裝和升級。有些用戶選擇下載軟件包手動安裝，完全手動管理升級。在測試和開發(fā)環(huán)境中，有的用戶選擇使用自動化便捷腳本安裝Docker。1.2實訓目的（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。實訓內(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1.2熟