Docker 、 k8s 基础

（一）镜像（创建容器） & 容器（封装为镜像）

镜像：目的内容的一个封装，不可以改变内容。
容器：可以改变内容，相当于虚拟机，默认情况下彼此封闭。

一般我们做的，就是通过镜像创建容器；当我们改变了容器的内容之后，也可以重新将容器封装为镜像。

容器(Container) vs 虚拟机(VM)

Docker项目的目标是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案。

区别

VM：VM是硬件层面上的虚拟化。一个VM包含了应用、必须的bin/lib库，同时每个VM都必须要有Guest OS，每个都高达数十MB。
容器：容器是OS层面上的虚拟化。一个容器只包含了应用和必须的bin/lib库，所有容器共享宿主机的Host OS，但是在独立的进程上运行，可以隔离性地使用系统资源。

底层原理：LXC(Linux Container)。
namespace：每个容器有各自的命名空间，用于逻辑隔离。
cgroup：每个容器在Linux中有自己的分组和权限，可以用于互不干扰地访问系统资源。

容器的优点

单个容器使用的是宿主机的OS，不包含自己的OS，所以容器要比VM更加轻量级，开销更小，开发、测试、部署都更快，迁移也更方便；
容器的启动可以在秒级实现，比VM快得多；
一台主机上可以运行数千个容器，对系统资源的利用率比VM高得多

（二）安装

CentOS下，yum -y install docker即可。
我的版本是Docker version 1.13.1, build b2f74b2/1.13.1。

（三）使用

Docker服务的启动 & 停止：systemctl start/stop docker

启动：systemctl start docker
停止：systemctl stop docker

Docker的镜像搜索：search

docker search keyword：根据关键字，在互联网搜索镜像。
如：docker search ubuntu

Docker的镜像下载：pull

docker pull imageName：根据镜像名下载镜像。
如：docker pull docker.io/ubuntu。

Docker本地镜像查看：images

docker images：查看所有本地镜像

Docker容器的创建（基于镜像创建虚拟机） & 命名：run –name

docker run -tid --name containerName imageID：可以通过docker images查看imageID，一般取前4位即可。
如：docker run -tid --name DistributedCrawlerUbuntu 4c10。

docker run参数及其含义：
-p 指定端口号
-ti 以交互的方式创建
-d 后台创建
-tid 创建一个容器并运行，但不进入容器里面
-e 设置环境变量
-p 宿主端口：容器端口
-v 宿主目录：容器目录，挂载容器数据卷

Docker容器启动

docker start containerID/containerName：通过ID或者名称启动某个停止的容器

Docker容器的查看：ps -a

docker ps -a：查看当前所有运行的容器

Docker容器的进入：attach

docker attach containerID：可以通过docker ps -a查看containerID，一般取前4位即可。

在运行的容器中执行命令：docker exec

docker exec -it ContainerName + 命令，比如docker exec -it MongoDB bash。

Docker容器的不停止退出：ctrl + p + q + Enter

ctrl + p + q，按下回车，即可不停止容器但是退出。

基于容器封装为Docker镜像：commit

docker commit containerID imageName:version：将已有的容器封装为镜像，containerID可以通过docker ps -a获得。
如：docker commit e4cc distributed_crawler:v1

（四）网络配置：run –link linkContainerName

docker run -tid --name containerName --link linkContainerName iamgeID/Name：在创建容器时，使其与某个容器保持网络通畅。
如：

docker run -tid --name host1 distributed_crawler:v1                   # 创建host1
docker run -tid --name host2 --link host1 distributed_crawler:v1      # 创建host2时，link host1

（五）DockerFile

DockerFile是对镜像的源码级别的描述文件。

关键字如下：

FROM        基础镜像：当前镜像是基于哪个镜像的
MAINTAINER  镜像维护者的姓名和邮箱
RUN         容器构建时需要的命令
EXPOSE      当前容器对外暴露的端口
WORKDIR     创建容器后，终端默认登录进来的工作目录，一个落脚点
ENV         构建容器的过程中设置环境变量，如Java、MySQL……
ADD         将host目录下的文件拷贝进镜像，且ADD命令会自动处理URL和解压tar包
COPY        类似ADD，拷贝文件和目录到镜像
VOLUME      容器数据卷，用于数据的持久化
CMD         指定一个容器启动时需要运行的命令；DockerFile中可以有多个CMD命令，但只有最后一个会生效，且CMD会被docker run之后的参数替换
ENTRYPOINT  指定一个容器启动时需要运行的命令
ONBUILD     当构建一个被继承的DockerFile是运行命令，子镜像继承父镜像后，父镜像中的ONBUILD被触发

（六）容器数据卷(volume)

容器关闭后，数据需要共享和持久化，容器数据卷(volume)就是完成此功能的，它类似于Docker的移动硬盘。

特点

数据卷可以在容器之间共享或重用数据
卷中的更改直接生效。不管是在host还是container中数据卷中修改了内容，另一方都能同步收到更新，即使container已经退出也可以更新。
卷中的更改不会包含在镜像的更新中
卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

如何添加容器数据卷

在DockerFile中的VOLUME属性下添加；
直接命令添加：docker run -it -v /hostPath:/containerPath imageName。其中hostPath是宿主机绝对路径目录；containerPath是容器内目录；imageName是镜像名。

挂载Read-Only的容器数据卷： docker run -it -v /hostPath:/containerPath:ro imageName
如何查看已经挂载了哪些容器数据卷？ docker inspect containerID命令，查看Volumes属性下的对应关系

（七）Docker-Compose

参考https://blog.51cto.com/9291927/2310444

简介

Docker-Compose是Docker官方的开源项目，负责实现对Docker容器集群的快速编排。
Docker-Compose的默认配置文件为docker-compose.yml
Docker-Compose允许用户通过一个docker-compose.yml文件来定义一组相关联的应用容器作为一个项目。

安装

# 下载
sudo curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.0-rc3/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose

# 更改权限
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

# 查看版本
docker-compose version

`docker-compose.yml`文件格式

包含version、services、networks三大部分：

services：

image：指定服务的镜像名称/ID，如果本地不存在，会尝试拉取
command：覆盖容器启动后默认执行的命令
ports：以HOST:CONTAINER的格式进行端口映射
volumes：挂载数据卷容器

version: '3'
services:
    elasticsearch:
        image: elasticsearch:7.3.1
        environment:
            discovery.type: single-node
        ports:
            - "9200:9200"
            - "9300:9300"
    logstash:
        image: logstash:7.3.1
        command: logstash -f /etc/logstash/conf.d/logstash.conf
        volumes:
            # 挂载logstash配置文件
            - ./config:/etc/logstash/conf.d
            - /user/elk/logs/:/opt/build/
        ports:
            - "5000:5000"
    kibana:
        image: kibana:7.3.1
        environment:
            -ELASTICSEARCH_URL=http://elasticsearch:9200
        ports:
            - "5601:5601"

`Docker-Compose`命令

启动：docker-compose up

（八）Demo

1.`MongoDB`

docker pull mongo
# 运行 ：-p 进行端口映射；-v 容器数据卷挂载目录；-e 配置环境变量；-d 后台运行
docker run --name MongoDB -p 27017:27017 -v ~/docker-data/mongo:/data/db -e MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=root -e MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=****** -d mongo
# 查看
docker ps -a
# 登录MongoDB
docker exec -it MongoDB bash
mongo -u root -p ******
# help
# show dbs

启动web监控

进入MongoDB容器后运行db.enableFreeMonitoring()会得到一个url，通过该url可以web健康你的MongoDB容器（不过贼鸡儿慢就是了……）：

2.`Redis`

docker pull redis
docker run --name Redis -d -p 6379:6379 redis

3.`MySQL`主从

# 端口映射：master 3307；slave01 3308
docker run --name master -p 127.0.0.1:3307:3306 -e MYSQL\_ROOT\_PASSWORD=xxxxxx -d  mysql:5.6
docker run --name slave01 -p 127.0.0.1:3308:3306 -e MYSQL\_ROOT\_PASSWORD=xxxxxx -d --link master mysql:5.6

4.`RedisSearch`：高性能`Redis`全文搜索模块

docker pull redislabs/redisearch:latest

（九）Maven依赖

包括：dockerfile-maven-plugin、maven-dependency-plugin

<plugin>
    <groupId>com.spotify</groupId>
    <artifactId>dockerfile-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.3.4</version>
    <configuration>
        <repository>${docker.image.prefix}/${project.artifactId}</repository>
    </configuration>
</plugin>
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-dependency-plugin</artifactId>
    <executions>
        <execution>
            <id>unpack</id>
            <phase>package</phase>
            <goals>
                <goal>unpack</goal>
            </goals>
            <configuration>
                <artifactItems>
                    <artifactItem>
                        <groupId>${project.groupId}</groupId>
                        <artifactId>${project.artifactId}</artifactId>
                        <version>${project.version}</version>
                    </artifactItem>
                </artifactItems>
            </configuration>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

（十）`Kubernetes`（`k8s`）

Kubernetes（简称k8s）是谷歌开源的容器集群管理系统，在Docker技术的基础上，为容器的应用提供部署运行、资源调度（Kube-proxy）、服务发现（Kublet）和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。

`k8s`架构

Master Node：主节点，提供管理整个k8s集群的控制面板；
API server：所有REST命令的入口，是主节点内唯一的用户可以访问的组件；
Datastore：持续、高可用的K/V数据存储中心；
Scheduler：监控新创建的容器组（pod），并将其加入节点中；
Contoller manager：管理k8s集群内处理例行任务的控制器；
Worker Node：运行容器组（pod），管理容器之间的网络，和Master Node交流；
Docker：节点内的单独容器；
Kublet：监控容器组（pod）状态，保证所有容器正常启动、运行，并且负责和Datastore交互；
Kube-proxy：单个节点内的路由网关和负载均衡器；
Kubectl：提供给用户的命令行工具，用于与k8s API服务器通信
etcd：高可用、强一致性的服务发现存储仓库，一般是集群，采用的协议是Raft，通过全局锁保证强一致性

k8s集群规模限制 & 优化