Docker学习笔记_docker answer

1.初识Docker

我们开发的产品从开发到上线会经过好几个环境：开发环境、测试环境以及生产环境。

正常情况下，程序员在开发环境(我们的电脑)中进行产品的开发，之后由测试人员在测试环境(服务器)对产品功能和性能等进行测试，最后由运维人员将产品部署到生产环境。

但如果开发环境使用的是JDK1.8版本的环境，但测试人员的环境是JDK1.7，产品开发完成后，直接给测试人员测试，由于环境的不同，就可能出现一系列的问题。为了解决这个问题，开发人员可以将开发的产品和自己开发所用的环境(产品所依赖的环境)一起打包交给测试人员进行测试，这就是容器化。

1.1 Docker概念

• Docker 是一个开源的应用容器引擎
• 诞生于 2013 年初，基于 Go 语言实现， dotCloud 公司出品（后改名为Docker Inc）
• Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux 机器上。
• 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离。
• 容器性能开销极低。
• Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）

总结：docker是一种容器技术，它解决容器的环境迁移问题，可以提升维部署的效率。

1.2 安装Docker

Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上，这里基于CentOS 7 安装Docker。

Docker官网：https://www.docker.com

Docker安装步骤：

# 1、yum 包更新到最新
yum update
# 2、安装需要的软件包， yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 3、 设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 4、 安装docker，出现输入的界面都按 y
yum install -y docker-ce
# 5、 查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v
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镜像加速器

阿里云镜像获取地址：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors，登陆后，选择镜像加速器就可以看到你的专属地址了，配置方法也可以看到。

1.3 Docker架构

镜像(Image)：Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。

容器(Container)：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

仓库(Repository)：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。

2.Docker常用命令

2.1 进程相关命令

• 启动docker服务:

  systemctl start docker
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• 停止docker服务:

  systemctl stop docker
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• 重启docker服务:

  systemctl restart docker
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• 查看docker服务状态:

  systemctl status docker
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• 设置开机启动docker服务:

  systemctl enable docker
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2.2 镜像相关命令

镜像命令包括如下内容：查看镜像、搜索镜像 、拉取镜像 、删除镜像

• 查看镜像: 查看本地所有的镜像

  docker images
  docker images –q  #查看所用镜像的id
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• 搜索镜像:从网络中查找需要的镜像

  docker search 镜像名称
  docker search redis #查找redis镜像
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• 拉取镜像:从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称:版本号，如果版本号不指定则是最新的版本lastest。

  如果不知道镜像版本，可以去docker hub 搜索对应镜像查看。

  docker pull 镜像名称
  docker pull redis #下载最新版本redis
  docker pull redis:5.0 #下载5.0版本redis
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• 删除镜像: 删除本地镜像

  docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像
  docker images -q #查看所有的镜像列表
  docker rmi `docker images -q` # 删除所有本地镜像
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2.3 容器相关命令

查看容器、创建容器、进入容器、启动容器、停止容器、删除容器、查看容器信息

• 查看容器

  docker ps # 查看正在运行的容器
  docker ps –a # 查看所有容器
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• 创建并启动容器

  docker run 参数
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  参数说明：
  -i：保持容器运行。通常与 -t 同时使用。加入-it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭。
  -t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用。
  -d：以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭。
  -it 创建的容器一般称为交互式容器，-id 创建的容器一般称为守护式容器
  --name：为创建的容器命名。

  docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash #创建交互式容器
  docker run -id --name=c2 centos:7 #创建守护式容器
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  注意：交互式容器，exit后容器自动关闭，守护式容器会在后台执行

• 进入容器

  docker exec -it c2 /bin/bash #进入容器
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• 停止容器

  docker stop 容器名称
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• 启动容器

  docker start 容器名称
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• 删除容器：如果容器是运行状态则删除失败，需要停止容器才能删除

  docker rm 容器名称
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• 查看容器信息

  docker inspect 容器名称
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3. Docker容器的数据卷

3.1 数据卷概念及作用

思考

• Docker 容器删除后，在容器中产生的数据还在吗？

  

• Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗？

  

• 容器之间怎样进行数据交互？

  

数据卷概念

• 数据卷是宿主机中的一个目录或文件
• 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
• 一个数据卷可以被多个容器同时挂载
• 一个容器也可以被挂载多个数据卷

数据卷的作用

• 容器数据持久化
• 外部机器和容器间接通信
• 容器之间数据交换

3.2 配置数据卷

创建启动容器时，使用 –v 参数 设置数据卷

docker run ... -v 宿主机目录(文件):容器内目录(文件) ...
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注意：

• 容器目录必须是绝对路径

• 如果目录不存在，会自动创建

• 可以挂载多个数据卷

  

• 演示：

创建容器c1挂载/root/data(宿主机目录)到/root/data_container(容器内目录)

docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
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在容器目录data_container中新建一个文件a.txt，然后退出容器，删除容器，可以到宿主机目录/root/data下，发现a.txt文件依然存在。

还可以重新恢复刚才删掉的容器：

docker run -it --name=c1 -v ~/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
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可以发现a.txt依然存在在data_container目录下。

• 一个容器中挂载多个数据卷：

docker run -it --name=c2 \
-v ~/data2:/root/data2 \
-v ~/data3:/root/data3 \
centos:7
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• 两个容器挂载同一个数据卷:

docker run -it --name=c3 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
docker run -it --name=c4 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
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这时在一个容器中修改文件，看到另一个容器也跟着

3.3 配置数据卷容器

多容器进行数据交换，多个容器挂载同一个数据卷容器，完成数据交互。

创建启动数据卷容器c3，使用 –v参数 设置数据卷

docker run -it --name=c3 -v /volume centos:7 /bin/bash
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这里没有指定宿主机目录，默认生成一个宿主机目录:

docker inspect c3 #查看c3信息
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创建启动 c1 c2 容器，使用 –-volumes-from 参数 设置数据卷

docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
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使用 c3数据卷容器创建c1,c2，这时即使c3关闭不影响c1,c2交互

3.4 小结

• 数据卷概念
  • 宿主机的一个目录或文件
• 数据卷作用
  • 容器数据持久化
  • 客户端和容器数据交换
  • 容器间数据交换
• 数据卷容器
  • 创建一个容器，挂载一个目录，让其他容器继承自该容器( --volume-from )。
  • 通过简单方式实现数据卷配置

4. Docker应用部署

4.1 部署MySQL

• 容器内的网络服务和外部机器不能直接通信
• 外部机器和宿主机可以直接通信
• 宿主机和容器可以直接通信
• 当容器中的网络服务需要被外部机器访问时，可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的端口，从而间接访问容器的服务。这种操作称为：端口映射

在docker中部署mysql

1. 搜索并拉取mysql镜像

   docker search mysql				#搜索mysql镜像
   docker pull mysql:5.7			#拉取mysql镜像
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2. 创建容器，设置端口映射、目录映射

   # 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息 
   mkdir ~/mysql
   cd ~/mysql
   
   # 创建容器，设置端口映射、目录映射
   docker run -id \ 
   -p 3307:3306 \  					# 将容器的  3306 端口映射到宿主机的  3307 端口。
   --name=c_mysql \					
   -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \ 	# 将主机当前目录下的  conf/my.cnf 挂载到容器的 /etc/mysql/my.cnf。配置目录
   -v $PWD/logs:/logs \				# 将主机当前目录下的  logs 目录挂载到容器的  /logs。日志目录
   -v $PWD/data:/var/lib/mysql \ 		# 将主机当前目录下的data目录挂载到容器的  /var/lib/mysql 。数据目 录
   -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \  	# 初始化  root 用户的密码。
   mysql:5.7
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3. 进入容器，操作mysql

   docker exec -it c_mysql /bin/bash 
   mysql -uroot -p123456
   show databases; 
   create database db1;
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4.2 部署Tomcat

在docker中部署tomcat

1. 搜索并拉取tomcat镜像

   docker search tomcat		#搜索tomcat镜像
   docker pull tomcat			#拉取tomcat镜像
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2. 创建容器，设置端口映射、目录映射

   # 在/root目录下创建 tomcat 目录用于存储tomcat数据信息 
   mkdir ~/tomcat
   cd ~/tomcat
   
   # 创建容器，设置端口映射、目录映射
   docker run -id --name=c_tomcat \ 
   -p 8080:8080 \							# 将容器的8080端口映射到主机的8080端口
   -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \ 	# 将主机中当前目录挂载到容器的webapps
   tomcat
   
   # 在tomcat目录下创建一个test文件夹里面写一个html文件
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3. 外部访问 https://宿主机IP:8080/test/index.html

   

4.3 部署Nginx

在docker中部署nginx

1. 搜索并拉取nginx镜像

   docker search nginx			#搜索nginx镜像
   docker pull nginx			#拉取nginx镜像
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2. 创建nginx目录用于存储nginx数据信息

   # 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息 
   mkdir ~/nginx
   cd ~/nginx 
   mkdir conf 
   cd conf
   # 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容 
   vim nginx.conf
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   nginx.conf文件内容如下：

   user  nginx; 
   worker_processes  1;
   error_log  /var/log/nginx/error.log warn; 
   pid        /var/run/nginx.pid;
   events {
   	worker_connections  1024; 
   }
   http {
   	include       /etc/nginx/mime.types; 
   	default_type  application/octet-stream;
   	log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
   					  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' 
   					  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
   	access_log  /var/log/nginx/access.log  main; 
   	sendfile        on;
   	#tcp_nopush     on; 
   	keepalive_timeout  65; 
   	#gzip  on;
   	include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
   }
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3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

   docker run -id --name=c_nginx \ 
   -p 80:80 \										#将容器的 80端口映射到宿主机的  80 端口。
   -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \ #将主机当前目录下的/conf/nginx.conf挂载到容器的/etc/nginx/nginx.conf.配置目录
   -v $PWD/logs:/var/log/nginx \					# 将主机当前目录下的  logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录
   -v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \ 
   nginx
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4. 外部访问nginx

4.4 部署Redis

在docker中部署redis

1. 搜索并拉取redis镜像

   docker search redis			#搜索redis镜像
   docker pull redis:5.0		#拉取redis镜像
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2. 创建容器，设置端口映射、目录映射

   # 创建容器，设置端口映射、目录映射
   docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0
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5. Dockerfile

5.1 Docker 镜像原理

操作系统组成部分：

• 进程调度子系统
• 进程通信子系统
• 内存管理子系统
• 设备管理子系统
• 文件管理子系统
• 网络通信子系统
• 作业控制子系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成

• bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）
• rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等

docker镜像原理

• Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成
• 最底端是 bootfs，并使用宿主机的bootfs
• 第二层是 root文件系统rootfs,称为base image
• 然后再往上可以叠加其他的镜像文件
• 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的 视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。
• 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器

几个问题

1. Docker 镜像本质是什么？

   是一个分层文件系统

2. Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

   Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其 他镜像层

3. Docker 中一个tomcat镜像为什么有600MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

   由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小600多MB

5.2 镜像制作

5.2.1 容器转镜像

docker commit 容器id 镜像名称:版本号 			# 容器转镜像
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号		# 压缩镜像
docker load –i 压缩文件名称					# 从压缩文件加载镜像
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• 容器转镜像时，容器中数据卷中的数据不会存在与新的镜像中

以上面创建的tomcat容器为例，制作镜像

# 进入tomcat镜像
docker exec -it c_tomcat /bin/bash 
# 创建a.txt b.txt
cd ~
touch a.txt b.txt
# 退出tomcat镜像 容器转镜像
docker commit 9121265d8fe7 zyp_tomcat:1.0 
# 压缩镜像
docker save -o zyp_tomcat.tar zyp_tomcat:1.0
# 删除原来镜像
docker rmi zyp_tomcat:1.0 
# 从压缩文件加载镜像
docker load -i zyp_tomcat.tar 
# 产生镜像
docker run  -it --name=new_tomcat lxs_tomcat:1.0 /bin/bash 
# 进入查看内容
docker exec -it c_tomcat /bin/bash
# 可以看到a.txt b.txt存在，而webapps/test不存在
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5.2.2 Dockerfile

概念：

• Dockerfile 是一个文本文件，包含了一条条的指令，每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
• 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
• 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作
• 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

参考Dochub网址：https://hub.docker.com ，比如centos和nginx镜像

案例1：自定义centos7镜像

要求：

1. 默认登录路径为 /usr

2. 可以使用vim

实现步骤 ：

• 定义父镜像：FROM centos:7
• 定义作者信息：MAINTAINER 作者名 <邮箱>
• 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim
• 定义默认的工作目录：WORKDIR /usr
• 定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash
• 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本 .

# 具体代码
mkdir ~/docker-files 
cd ~/docker-files 
vim centos_dockerfile
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dockerfile具体内容 ：

FROM centos:7
MAINTAINER zyp <zyp@163.com> 
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr 
CMD /bin/bash
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构建：

docker build -f ./centos_dockerfile -t zyp_centos:1 .
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• -f：镜像文件
• -t：新镜像名
• .： 寻址路径

#进入看效果
docker run -it --name=c2 zyp_centos:1
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案例2：发布SpringBoot项目

• 定义父镜像：FROM java:8
• 定义作者信息：MAINTAINER zyp <zyp@163.com >
• 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar
• 定义容器启动执行的命令：CMD [“java”,"-jar",“app.jar”]
• 通过dockerfile构建镜像：docker build -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本 .

vim springboot_dockerfile
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FROM java:8
MAINTAINER zyp <zyp@163.com> 
ADD springboot.jar app.jar 
CMD ["java","-jar","app.jar"]
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构建：

docker build -f ./springboot_dockerfile -t app .
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启动容器

docker run -id -p 9000:8080 app  		# 将容器的 8080 端口映射到宿主机的 9000 端口。
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6. 服务编排

6.1 概念

微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启动停止，维护的工作量会很大。来看下我们日常工作：

• 要从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image 要创建多个container
• 要管理这些container（启动停止删除）
• 通过服务编排可以大量简化上面的工作服务编排：按照一定的业务规则批量管理容器

6.2 Docker Compose

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集中管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。使用步骤：

1. 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像
2. 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
3. 运行 docker-compose up 启动应用

6.2.1 Docker Compose安装和卸载

安装

Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows，在我们安装Compose之前，需要先安装Docker。

# 以编译好的二进制包方式在Linux系统中安装 Docker Compose
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# github由于网络问题可能安装不成功，可以使用国内镜像安装，加 -k 不进行证书检查
curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/1.26.2/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose -k
# 设置文件可执行权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose 
# 查看版本信息
docker-compose -version
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卸载

# 二进制包方式安装的，删除二进制文件即可 
rm /usr/local/bin/docker-compose
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6.2.2 编排nginx+springboot项目

需求：使用nginx反向代理到springboot应用

1.创建docker-compose目录

mkdir ~/docker-composecd ~/docker-compose
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2.编写 docker-compose.yml 文件

version: '1.1'
services: 
	nginx:
		image: nginx 
		ports:
			- 80:80 
		links:
			- app 
		volumes:
			- ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d 
	app:
		image: app 
		expose:
			- "8080"
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3.创建./nginx/conf.d目录

mkdir -p ./nginx/conf.d  # -p递归创建
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4.在./nginx/conf.d目录下 编写app.conf文件

server {
	listen 80; 
	access_log off;
	location / {
		proxy_pass http://app:8080/hello; 
	}
}
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5.在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器

docker-compose up -d # -d表示已守护模式启动
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6.外部访问http://宿主机ip/hello

docker-compose down : 停止容器

7. Docker私有仓库

Docker官方的Docker hub（https://hub.docker.com）是一个用于管理公共镜像的仓库，我们可以从上面拉取镜像到本地，也可以把我们自己的镜像推送上去。但是，有时候我们不希望将自己的镜像放到公网当中， 那么这时我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。

7.1 搭建私有仓库

# 1、拉取私有仓库镜像
docker pull registry
# 2、启动私有仓库容器
docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry
# 3、打开浏览器    输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog，看到{"repositories":[]} 表示私有仓库搭建成功
# 4、修改daemon.json
vim /etc/docker/daemon.json
# 在上述文件中添加一个key，保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址；注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip
{"insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"]} 
# 5、重启docker 服务
systemctl restart docker 
docker start registry
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7.2 将镜像上传至私有仓库

# 1、标记镜像为私有仓库的镜像
docker tag centos:7 私有仓库服务器ip:5000/centos:7 
# 2、上传标记的镜像
docker push 私有仓库服务器ip:5000/centos:7
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7.3 从私有仓库拉取镜像

#拉取镜像
docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7
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