DockerFile & 网络

gong_yz大约 18 分钟

1. DockerFile解析

1.1. 是什么

Dockerfile是用来构建Docker镜像的文本文件，是由一条条构建镜像所需的指令和参数构成的脚本。
概述
image-20220410230935990
官网： https://docs.docker.com/engine/reference/builder/open in new window
构建三步骤
- 编写Dockerfile文件
- docker build命令构建镜像
- docker run依镜像运行容器实例

1.2. DockerFile构建过程解析

Dockerfile内容基础知识

每条保留字指令都必须为大写字母且后面要跟随至少一个参数
指令按照从上到下，顺序执行
#表示注释
每条指令都会创建一个新的镜像层并对镜像进行提交

Docker执行Dockerfile的大致流程

docker从基础镜像运行一个容器
执行一条指令并对容器作出修改
执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
执行dockerfile中的下一条指令直到所有指令都执行完成

1.3. 小总结

从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker镜像与Docker容器分别代表软件的三个不同阶段：

Dockerfile是软件的原材料
Docker镜像是软件的交付品
Docker容器则可以认为是软件镜像的运行态，也即依照镜像运行的容器实例

Dockerfile面向开发，Docker镜像成为交付标准，Docker容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当Docker体系的基石。

Dockerfile：需要定义一个Dockerfile，Dockerfile定义了进程需要的一切东西。Dockerfile涉及的内容包括执行代码或者是文件、环境变量、依赖包、运行时环境、动态链接库、操作系统的发行版、服务进程和内核进程(当应用进程需要和系统服务和内核进程打交道，这时需要考虑如何设计namespace的权限控制)等等;
Docker镜像：在用Dockerfile定义一个文件之后，docker build时会产生一个Docker镜像，当运行 Docker镜像时会真正开始提供服务;
Docker容器：容器是直接提供服务的。

2. DockerFile常用保留字指令

参考tomcat8的dockerfile入门：https://github.com/docker-library/tomcatopen in new window

2.1. FROM

基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的，指定一个已经存在的镜像作为模板，第一条必须是from。

2.2. MAINTAINER

镜像维护者的姓名和邮箱地址。

2.3. RUN

容器构建时需要运行的命令
两种格式
- shell格式
  image-20220410231836232
  RUN yum -y install vim
- exec格式
  - image-20220410231905208
  - RUN是在 docker build时运行

2.4. EXPOSE

当前容器对外暴露出的端口

2.5. WORKDIR

指定在创建容器后，终端默认登陆的进来工作目录，一个落脚点

2.6. USER

指定该镜像以什么样的用户去执行，如果都不指定，默认是root

2.7. ENV

用来在构建镜像过程中设置环境变量。

ENV MY_PATH /usr/mytest
- 这个环境变量可以在后续的任何RUN指令中使用，这就如同在命令前面指定了环境变量前缀一样；也可以在其它指令中直接使用这些环境变量，
- 比如：WORKDIR $MY_PATH

2.8. ADD

将宿主机目录下的文件拷贝进镜像且会自动处理URL和解压tar压缩包。

2.9. COPY

类似ADD，拷贝文件和目录到镜像中。将从构建上下文目录中 <源路径> 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的 <目标路径> 位置。
COPY src dest
COPY ["src", "dest"]
- <src源路径>：源文件或者源目录
- <dest目标路径>：容器内的指定路径，该路径不用事先建好，路径不存在的话，会自动创建。

2.10. VOLUME

容器数据卷，用于数据保存和持久化工作。

2.11. CMD

指定容器启动后的要干的事情。

注意

Dockerfile 中可以有多个 CMD 指令，但只有最后一个生效，CMD 会被 docker run 之后的参数替换
参考官网Tomcat的dockerfile演示讲解
image-20220411110025332
官网最后一行命令
image-20220411110043990

它和前面RUN命令的区别

CMD是在docker run 时运行。
RUN是在 docker build时运行。

2.12. ENTRYPOINT

也是用来指定一个容器启动时要运行的命令。

类似于 CMD 指令，但是ENTRYPOINT不会被docker run后面的命令覆盖，而且这些命令行参数会被当作参数送给 ENTRYPOINT 指令指定的程序

命令格式和案例说明

命令格式：
image-20220411110229914
ENTRYPOINT可以和CMD一起用，一般是变参才会使用 CMD ，这里的 CMD 等于是在给 ENTRYPOINT 传参。
当指定了ENTRYPOINT后，CMD的含义就发生了变化，不再是直接运行其命令而是将CMD的内容作为参数传递给ENTRYPOINT指令，他两个组合会变成<ENTRYPOINT><CMD>

案例如下：

假设已通过 Dockerfile 构建了 nginx:test 镜像：

是否传参	按照dockerfile编写执行	传参运行
Docker命令	docker run nginx:test	docker run nginx:test -c /etc/nginx/new.conf
衍生出的实际命令	nginx -c /etc/nginx/nginx.conf	nginx -c /etc/nginx/new.conf

优点

在执行docker run的时候可以指定 ENTRYPOINT 运行所需的参数。

注意

如果 Dockerfile 中如果存在多个 ENTRYPOINT 指令，仅最后一个生效。

2.13. 小总结

3. 案例

3.1. 自定义镜像mycentosjava8

要求

Centos7镜像具备vim+ifconfig+jdk8
JDK的下载镜像地址
- 官网（下载太慢）：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java8open in new window
- 国内最全的Java JDK镜像站：http://www.sousou88.com/spec/java.htmlopen in new window
  image-20220412233805384

编写Dockerfile文件(大写字母D)

FROM centos:7
MAINTAINER gong_yuzhuo
 
ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH
 
#安装vim编辑器
RUN yum -y install vim
#安装ifconfig命令查看网络IP
RUN yum -y install net-tools
#安装java8及lib库
RUN yum -y install glibc.i686
RUN mkdir /usr/local/java
#ADD 是相对路径jar,把jdk-8u171-linux-x64.tar.gz添加到容器中,安装包必须要和Dockerfile文件在同一位置
ADD jdk-8u171-linux-x64.tar.gz /usr/local/java/
#配置java环境变量
ENV JAVA_HOME /usr/local/java/jdk1.8.0_171
ENV JRE_HOME $JAVA_HOME/jre
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH
 
EXPOSE 80
 
CMD echo $MYPATH
CMD echo "success--------------ok"
CMD /bin/bash

构建：docker build -t 新镜像名字:TAG .
- docker build -t centosjava8:1.5 .
- 注意，上面TAG后面有个空格，有个点
运行：docker run -it 新镜像名字:TAG
- docker run -it centosjava8:1.5 /bin/bash
- image-20220412234232565

再体会下UnionFS（联合文件系统）

UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union 文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

4. Docker微服务实战

4.1. 通过IDEA新建一个普通微服务模块

建Module：docker_boot

改POM

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.3.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <groupId>com.gyz.docker</groupId>
    <artifactId>docker_boot</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
        <junit.version>4.12</junit.version>
        <log4j.version>1.2.17</log4j.version>
        <lombok.version>1.16.18</lombok.version>
        <mysql.version>5.1.47</mysql.version>
        <druid.version>1.1.16</druid.version>
        <mapper.version>4.1.5</mapper.version>
        <mybatis.spring.boot.version>1.3.0</mybatis.spring.boot.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!--SpringBoot通用依赖模块-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>
        <!--test-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
                <version>3.1.0</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

写YML

server.port=6001

主启动

package com.gyz.docker;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

/**
 * @Description:
 * @Author: gong_yuzhuo
 * @Date: 2022/4/13
 */
@SpringBootApplication
public class DockerBootApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DockerBootApplication.class, args);
    }
}

业务类

package com.gyz.docker.order;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.UUID;

/**
 * @Description:
 * @Author: gong_yuzhuo
 * @Date: 2022/4/13
 */
@RestController
public class OrderController {

    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @RequestMapping("/order/docker")
    public String helloDocker() {
        return "hello docker" + "\t" + port + "\t" + UUID.randomUUID().toString();
    }

    @RequestMapping(value = "/order/index", method = RequestMethod.GET)
    public String index() {
        return "服务端口号: " + "\t" + port + "\t" + UUID.randomUUID().toString();
    }

}

4.2. 通过Dockerfile发布微服务部署到docker容器

IDEA工具里面搞定微服务jar包

docker_boot-0.0.1-SNAPSHOT.jar

编写Dockerfile内容

# 基础镜像使用java
FROM java:8
# 作者
MAINTAINER gongyuzhuo
# VOLUME 指定临时文件目录为/tmp，在主机/var/lib/docker目录下创建了一个临时文件并链接到容器的/tmp
VOLUME /tmp
# 将jar包添加到容器中并更名为gongyuzhuo_docker.jar
ADD docker_boot-0.0.1-SNAPSHOT.jar gongyuzhuo_docker.jar
# 运行jar包
RUN bash -c 'touch /gongyuzhuo_docker.jar'
ENTRYPOINT ["java","-jar","/gongyuzhuo_docker.jar"]
#暴露6001端口作为微服务
EXPOSE 6001

将微服务jar包和Dockerfile文件上传到同一个目录下/mydocker

构建镜像

docker build -t gongyuzhuo_docker:1.6 .

运行容器

docker run -d -p 6001:6001 gongyuzhuo_docker:1.6

访问测试

5. Docker网络

5.1. 是什么

docker不启动，默认网络情况

先停止docker

执行 systemctl stop docker 后提示“Warning: Stopping docker.service, but it can still be activated by: docker.socket”
这是docker在关闭状态下被访问自动唤醒机制，即这时再执行任意docker命令会直接启动
希望docker被访问自动唤醒，执行 systemctl stop docker 后再执行systemctl stop docker.socket即可

默认网络情况

ens33
lo
virbr0

在CentOS7的安装过程中如果有选择相关虚拟化的的服务安装系统后，启动网卡时会发现有一个以网桥连接的私网地址的virbr0网卡(virbr0网卡：它还有一个固定的默认IP地址192.168.122.1)，是做虚拟机网桥的使用的，其作用是为连接其上的虚机网卡提供 NAT访问外网的功能。

我们之前学习Linux安装，勾选安装系统的时候附带了libvirt服务才会生成的一个东西，如果不需要可以直接将libvirtd服务卸载：yum remove libvirt-libs.x86_64

docker启动后，网络情况

会产生一个名为docker0的虚拟网桥。

查看docker网络模式命令：docker network ls

默认创建3大网络模式。

5.2. 常用基本命令

更多参考：https://m.php.cn/manual/view/36067.htmlopen in new window

常用命令

命令	描述
docker network connect	将容器连接到网络
docker network create	创建一个网络
docker network disconnect	从网络断开容器
docker network inspect	显示一个或多个网络的详细信息
docker network ls	列出网络
docker network prune	删除所有未使用的网络
docker network rm	删除一个或多个网络

查看网络

docker network ls

查看网络源数据

docker network inspect  XXX网络名字

删除网络

docker network rm XXX网络名字

案例

docker network create -d bridge my-bridge-network

5.3. 能干嘛

容器间的互联和通信以及端口映射
容器IP变动时候可以通过服务名直接网络通信而不受到影响

5.4. 网络模式

5.4.1. 总体介绍

bridge模式：使用--network bridge指定，默认使用docker0
host模式：使用--network host指定
none模式：使用--network none指定
container模式：使用--network container:NAME或者容器ID指定

5.4.2. 容器实例内默认网络IP生产规则

说明

1、先启动两个ubuntu容器实例
image-20220414153917515
2、docker inspect 容器ID or 容器名字
u1容器
image-20220414154325265
u2容器
image-20220414154530472
关闭u2实例，新建u3，查看ip变化
image-20220414154835337

结论

docker容器内部的ip是有可能会发生改变的。

5.4.3. 案例说明

bridge

Docker 服务默认会创建一个 docker0 网桥（其上有一个 docker0 内部接口），该桥接网络的名称为docker0，它在内核层连通了其他的物理或虚拟网卡，这就将所有容器和本地主机都放到同一个物理网络。Docker 默认指定了 docker0 接口的 IP 地址和子网掩码，让主机和容器之间可以通过网桥相互通信。
查看 bridge 网络的详细信息，并通过 grep 获取名称项
```
docker network inspect bridge | grep name
```
image-20220414155223131
ifconfig
image-20220414155304974

案例

说明
- Docker使用Linux桥接，在宿主机虚拟一个Docker容器网桥(docker0)，Docker启动一个容器时会根据Docker网桥的网段分配给容器一个IP地址，称为Container-IP，同时Docker网桥是每个容器的默认网关。因为在同一宿主机内的容器都接入同一个网桥，这样容器之间就能够通过容器的Container-IP直接通信。
- docker run 的时候，没有指定network的话默认使用的网桥模式就是bridge，使用的就是docker0。在宿主机ifconfig,就可以看到docker0和自己create的network(后面讲)eth0，eth1，eth2……代表网卡一，网卡二，网卡三……，lo代表127.0.0.1，即localhost，inet addr用来表示网卡的IP地址
- 网桥docker0创建一对对等虚拟设备接口一个叫veth，另一个叫eth0，成对匹配。
  - 整个宿主机的网桥模式都是docker0，类似一个交换机有一堆接口，每个接口叫veth，在本地主机和容器内分别创建一个虚拟接口，并让他们彼此联通（这样一对接口叫veth pair）；
  - 每个容器实例内部也有一块网卡，每个接口叫eth0；
  - docker0上面的每个veth匹配某个容器实例内部的eth0，两两配对，一一匹配。
通过上述，将宿主机上的所有容器都连接到这个内部网络上，两个容器在同一个网络下,会从这个网关下各自拿到分配的ip，此时两个容器的网络是互通的。
image-20220414155956271

代码

没有billygoo/tomcat8-jdk8镜像的先拉取：docker pull billygoo/tomcat8-jdk8
docker run -d -p 8081:8080 --name tomcat81 billygoo/tomcat8-jdk8
docker run -d -p 8082:8080 --name tomcat82 billygoo/tomcat8-jdk8
两两匹配验证
- image-20220414171439647
- image-20220414171552210

host

直接使用宿主机的 IP 地址与外界进行通信，不再需要额外进行NAT 转换。
容器将不会获得一个独立的Network Namespace，而是和宿主机共用一个Network Namespace。容器将不会虚拟出自己的网卡而是使用宿主机的IP和端口。
image-20220414171915922
代码
docker run -d -p 8083:8080 --network host --name tomcat83 billygoo/tomcat8-jdk8
image-20220414191254297
问题：
- docke启动时总是遇见标题中的警告
原因：
- docker启动时指定--network=host或-net=host，如果还指定了-p映射端口，那这个时候就会有此警告，并且通过-p设置的参数将不会起到任何作用，端口号会以主机端口号为主，重复时则递增。
解决:
- 解决的办法就是使用docker的其他网络模式，例如--network=bridge，这样就可以解决问题，或者直接无视。
正确：
- docker run -d --network host --name tomcat84 billygoo/tomcat8-jdk8
- image-20220414191540126
- 无之前的配对显示了，看容器实例内部
  image-20220414191647011
- 没有设置-p的端口映射了，如何访问启动的tomcat83？
  - http://宿主机IP:8080/open in new window
  - 在CentOS里面用默认的火狐浏览器访问容器内的tomcat83看到访问成功，因为此时容器的IP借用主机的，所以容器共享宿主机网络IP，这样的好处是外部主机与容器可以直接通信。

none

在none模式下，并不为Docker容器进行任何网络配置。也就是说，这个Docker容器没有网卡、IP、路由等信息，只有一个lo需要我们自己为Docker容器添加网卡、配置IP等。

禁用网络功能，只有lo标识(就是127.0.0.1表示本地回环)。

案例

docker run -d -p 8084:8080 --network none --name tomcat85 billygoo/tomcat8-jdk8

在容器外部查看

container

container⽹络模式

新建的容器和已经存在的一个容器共享一个网络ip配置而不是和宿主机共享。新创建的容器不会创建自己的网卡，配置自己的IP，而是和一个指定的容器共享IP、端口范围等。同样，两个容器除了网络方面，其他的如文件系统、进程列表等还是隔离的。

案例1

docker run -d -p 8085:8080 --name tomcat86 billygoo/tomcat8-jdk8
docker run -d -p 8087:8080 --network container:tomcat86 --name tomcat87 billygoo/tomcat8-jdk8
image-20220414203128520
相当于tomcat87和tomcat86公用同一个ip同一个端口，导致端口冲突本案例用tomcat演示不合适。。。演示坑。换一个镜像给大家演示。

案例2

Alpine操作系统是一个面向安全的轻型 Linux发行版。

Alpine Linux 是一款独立的、非商业的通用 Linux 发行版，专为追求安全性、简单性和资源效率的用户而设计。
可能很多人没听说过这个 Linux 发行版本，但是经常用 Docker 的朋友可能都用过，因为他小，简单，安全而著称，所以作为基础镜像是非常好的一个选择，可谓是麻雀虽小但五脏俱全，镜像非常小巧，不到 6M的大小，所以特别适合容器打包。

演示

docker run -it --name alpine1 alpine /bin/sh
docker run -it --network container:alpine1 --name alpine2 alpine /bin/sh
运行结果，验证共用搭桥
- image-20220414204604771
假如此时关闭alpine1，再看看alpine2。发现29: eth0@if30: 消失了。
image-20220414204733595

自定义网络

过时的link

案例

before
- docker run -d -p 8081:8080 --name tomcat81 billygoo/tomcat8-jdk8
- docker run -d -p 8082:8080 --name tomcat82 billygoo/tomcat8-jdk8
- 上述成功启动并用docker exec进入各自容器实例内部
- 按照IP地址ping是OK的
  image-20220414210153070
  image-20220414210236590
- 按照服务名ping不同
  image-20220414210327119
after
- 自定义桥接网络,自定义网络默认使用的是桥接网络bridge
- 新建自定义网络：docker network create -d bridge gyz-network
  image-20220414210937966
- 新建容器加入上一步新建的自定义网络
  - docker run -d -p 8088:8080 --network gyz-network --name tomcat88 billygoo/tomcat8-jdk8
  - docker run -d -p 8089:8080 --network gyz-network --name tomcat89 billygoo/tomcat8-jdk8
- 互相ping测试
  image-20220414211106316
  image-20220414211136834

问题结论

自定义网络本身就维护好了主机名和ip的对应关系（ip和域名都能通）。

6. Docker平台架构图解

6.1. 整体架构

6.2. 整体说明

从其架构和运行流程来看，Docker 是一个 C/S 模式的架构，后端是一个松耦合架构，众多模块各司其职。

Docker 运行的基本流程为：

用户是使用 Docker Client 与 Docker Daemon 建立通信，并发送请求给后者。
Docker Daemon 作为 Docker 架构中的主体部分，首先提供 Docker Server 的功能使其可以接受 Docker Client 的请求。
Docker Engine 执行 Docker 内部的一系列工作，每一项工作都是以一个 Job 的形式的存在。
Job 的运行过程中，当需要容器镜像时，则从 Docker Registry 中下载镜像，并通过镜像管理驱动 Graph driver将下载镜像以Graph的形式存储。
当需要为 Docker 创建网络环境时，通过网络管理驱动 Network driver 创建并配置 Docker 容器网络环境。
当需要限制 Docker 容器运行资源或执行用户指令等操作时，则通过 Execdriver 来完成。
Libcontainer是一项独立的容器管理包，Network driver以及Exec driver都是通过Libcontainer来实现具体对容器进行的操作。

DockerFile & 网络

# 1. DockerFile解析

# 1.1. 是什么

# 1.2. DockerFile构建过程解析

# 1.3. 小总结

# 2. DockerFile常用保留字指令

# 2.1. FROM

# 2.2. MAINTAINER

# 2.3. RUN

# 2.4. EXPOSE

# 2.5. WORKDIR

# 2.6. USER

# 2.7. ENV

# 2.8. ADD

# 2.9. COPY

# 2.10. VOLUME

# 2.11. CMD

# 2.12. ENTRYPOINT

# 2.13. 小总结

# 3. 案例

# 3.1. 自定义镜像mycentosjava8

# 4. Docker微服务实战

# 4.1. 通过IDEA新建一个普通微服务模块

# 4.2. 通过Dockerfile发布微服务部署到docker容器

# 5. Docker网络

# 5.1. 是什么

# 5.2. 常用基本命令

# 5.3. 能干嘛

# 5.4. 网络模式

# 5.4.1. 总体介绍

# 5.4.2. 容器实例内默认网络IP生产规则

# 5.4.3. 案例说明

# 6. Docker平台架构图解

# 6.1. 整体架构

# 6.2. 整体说明