【Docker集群应用】Docker基础与部署安装

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Docker
- 概述
Docker部署安装

Docker

概述

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言开发并遵循 Apache 2.0 协议开源。它允许在 Linux 容器中运行应用程序，是一种轻量级的“虚拟机”。Docker 的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。
Docker 的 Logo 设计
Docker 的 Logo 设计为一条蓝色鲸鱼，拖着许多集装箱。鲸鱼代表宿主机，集装箱代表相互隔离的容器，每个集装箱中都包含自己的应用程序。
Docker 的设计宗旨
Docker 的设计宗旨是 Build, Ship and Run Any App, Anywhere。通过对应用组件的封装、发布、部署、运行等生命周期的管理，达到应用组件级别的“一次封装，到处运行”的目的。这里的组件可以是一个应用、一套服务，甚至是一个完整的操作系统。

容器化的优势

灵活：即使是最复杂的应用也可以集装箱化。
轻量级：容器利用并共享主机内核。
可互换：可以即时部署更新和升级。
便携式：可以在本地构建，部署到云，并在任何地方运行。
可扩展：可以增加并自动分发容器副本。
可堆叠：可以垂直和即时堆叠服务。

Docker 与虚拟机的区别

特性	Docker 容器	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
计算能力损耗	几乎无	损耗 50%左右
性能	接近原生	弱于
系统支持量（单机）	上千个	几十个
隔离性	资源隔离/限制	完全隔离

Linux 六大命名空间

命名空间	缩写	作用	效果
MNT	挂载	文件系统隔离	每个命名空间可以有自己的文件系统挂载点
NET	网络	网络资源隔离	每个命名空间可以有自己的网络栈，包括网络接口、路由表等
PID	进程	进程号隔离	每个命名空间有自己独立的 PID 编号空间
IPC	间通	进程间通信隔离	每个命名空间有自己独立的 System V IPC 和 POSIX 消息队列
UTS	主机	主机名、域名隔离	每个命名空间可以有自己的主机名和域名
USER	用户	用户名、组名隔离	每个命名空间可以有自己的用户和组 ID 映射

Docker 的核心技术

Docker 容器本质上是宿主机的一个进程，通过以下技术实现资源隔离和限制：

Namespace：实现资源隔离。
Cgroup：实现资源限制。
写时复制技术（Copy-on-Write）：实现高效的文件操作。

Docker 核心概念

镜像（Image）
- Docker 镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照。
- 镜像是一个面向 Docker 容器引擎的只读模板，包含运行应用程序所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
- 镜像也是一个压缩包，包含了完整的操作系统。
容器（Container）
- Docker 容器是从镜像创建的运行实例，可以被启动、停止和删除。
- 每个容器都是相互隔离、互不可见的，以保证平台的安全性。
- 容器可以看做是一个简易版的 Linux 环境和运行在其中的应用程序。
仓库（Repository）
- Docker 仓库用来集中保存镜像。
- 可以将创建的镜像上传到公有仓库或私有仓库。
- 在另一台机器上使用镜像时，只需从仓库获取。

Docker 数据存储
Docker 的镜像、容器、日志等内容默认存储在 /var/lib/docker 目录下。

Docker部署安装

Docker 目前仅支持 64 位系统。

关闭防火墙和 SELinux

systemctl stop firewalld.service
setenforce 0

安装依赖包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-utils：提供了 yum-config-manager 工具。
device-mapper：Linux 内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制。
device-mapper-persistent-data 和 lvm2：device-mapper 存储驱动程序所需的依赖包。

设置阿里云镜像源

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

安装 Docker-CE 并设置为开机自动启动

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

Docker 系统包含两个程序：Docker 服务端和 Docker 客户端。
Docker 服务端是一个服务进程，负责管理所有容器。
Docker 客户端是 Docker 服务端的远程控制器，用于控制 Docker 服务端进程。

查看 Docker 版本信息

docker version

查看 Docker 信息

docker info
 
Client:
 Context:    default
 Debug Mode: false
 Plugins:
  app: Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  buildx: Build with BuildKit (Docker Inc., v0.5.1-docker)

Server:
 Containers: 0						# 容器数量
  Running: 0
  Paused: 0
  Stopped: 0
 Images: 1							# 镜像数量
 Server Version: 20.10.3			# server 版本
 Storage Driver: overlay2			# docker 使用的是 overlay2 文件驱动
  Backing Filesystem: xfs			# 宿主机上的底层文件系统
  Supports d_type: true
  Native Overlay Diff: true
 Logging Driver: json-file
 Cgroup Driver: cgroupfs			# Cgroups 驱动
 Cgroup Version: 1
 Plugins:
  Volume: local
  Network: bridge host ipvlan macvlan null overlay
  Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local logentries splunk syslog
 Swarm: inactive
 Runtimes: io.containerd.runtime.v1.linux runc io.containerd.runc.v2
 Default Runtime: runc
 Init Binary: docker-init
 containerd version: 269548fa27e0089a8b8278fc4fc781d7f65a939b
 runc version: ff819c7e9184c13b7c2607fe6c30ae19403a7aff
 init version: de40ad0
 Security Options:
  seccomp
   Profile: default
 Kernel Version: 3.10.0-693.el7.x86_64		# 宿主机的相关信息
 Operating System: CentOS Linux 7 (Core)
 OSType: linux
 Architecture: x86_64
 CPUs: 1
 Total Memory: 976.3MiB
 Name: localhost.localdomain
 ID: Y4ES:FTH2:ZJL7:MRVE:RJVB:WJIB:S7BV:C5IZ:LMBR:E4G5:QWSM:SNDT
 Docker Root Dir: /var/lib/docker			# docker 数据存储目录
 Debug Mode: false
 Registry: https://index.docker.io/v1/		# registry 地址
 Labels:
 Experimental: false
 Insecure Registries:
  127.0.0.0/8
 Registry Mirrors:							# 加速站点
  https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com/
 Live Restore Enabled: false

Docker 系统信息

Client 部分：
- Context：当前使用的 Docker 上下文（默认为 “default”）。
- Debug Mode：客户端调试模式是否开启（此处为 false）。
- Plugins：列出已安装的 Docker 插件，如 Docker App 和 Buildx。
Server 部分（关键信息）：
- Containers：
  - Containers: 0（总容器数，包括运行、暂停和停止的容器）。
  - Running: 0（正在运行的容器数）。
  - Paused: 0（暂停的容器数）。
  - Stopped: 0（停止的容器数）。
- Images: 1（本地镜像数）。
- Server Version: 20.10.3（Docker 服务器版本）。
- Storage Driver: overlay2（Docker 使用的存储驱动）。
  - Backing Filesystem: xfs（宿主机上的底层文件系统）。
  - Supports d_type: true（表示文件系统支持 d_type，有助于性能优化）。
  - Native Overlay Diff: true（表示使用原生的 overlay diff 技术，提高性能）。
- Logging Driver: json-file（日志驱动）。
- Cgroup Driver: cgroupfs（Cgroups 驱动，用于资源限制和管理）。
- Plugins：列出 Docker 支持的卷、网络和日志插件。
- Swarm: inactive（Swarm 集群模式未启用）。
- Runtimes：列出 Docker 支持的运行时，如 runc。
- Default Runtime: runc（默认运行时）。
- Security Options：列出安全选项，如 seccomp（安全计算模式）。
- Kernel Version 和 Operating System：提供宿主机的内核版本和操作系统信息。
- Architecture：宿主机的架构（如 x86_64）。
- CPUs 和 Total Memory：宿主机的 CPU 数和总内存。
- Name 和 ID：Docker 主机的名称和唯一 ID。
- Docker Root Dir：Docker 数据存储的根目录（如 /var/lib/docker）。
- Debug Mode：服务器调试模式是否开启（此处为 false）。
- Registry：默认的 Docker 镜像仓库地址。
- Labels：Docker 主机的标签。
- Experimental：是否启用实验性功能（此处为 false）。
- Insecure Registries：列出不安全的镜像仓库地址（如 127.0.0.0/8）。
- Registry Mirrors：列出镜像加速站点，用于加速 Docker 镜像的拉取和推送。
- Live Restore Enabled：是否启用实时恢复功能（此处为 false）。
存储驱动（Storage Driver）：Docker 使用 overlay2 作为其默认的存储驱动，它提供了高效的镜像和容器管理。
Cgroup 驱动（Cgroup Driver）：cgroupfs 是 Linux 上用于限制、记录和隔离进程组所使用的物理资源（如 CPU、内存、磁盘 I/O 等）的机制。
运行时（Runtimes）：Docker 支持多种容器运行时，其中 runc 是默认的运行时，用于启动和管理容器。
安全选项（Security Options）：seccomp 是一种内核功能，用于在 Linux 上提供沙箱环境，限制容器内进程能够执行的系统调用。
镜像加速站点（Registry Mirrors）：通过配置镜像加速站点，可以加速 Docker 镜像的下载速度，提高开发效率。