Docker进阶 — 一文掌握Docker 入门到精通_docker desktop进阶

Docker进阶 — 一文掌握Docker基础

一、初识 Docker

1. 什么是Docker

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• Docker 是一个开源的应用容器引擎（是一个快速交付应用、运行应用的技术）

• 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。其启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

• 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离,性能开销极低

• Docker能解决依赖兼容问题、应用部署的环境问题、操作系统环境差异

• 微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。

• Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）

Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、Ubuntu 等操作系统上

Docker官网： https://www.docker.com https://www.docker.com/community-edition

2. Docker架构

• 镜像（Image） ： Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像，相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:22.04 就包含了完整的一套 Ubuntu22.04 最小系统的 root 文件系统。

• 容器（ Container） ：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。镜像（Image）和容器（Contain er）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。

• 概括来说：一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。而镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。容器呢，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

3. DockerHub

开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。

• DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。

• 国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

4. Docker运行模式

我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。

Docker是一个基于C/S架构的程序，由两部分组成：(如下图)

• 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等

• 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

5. Docker和虚拟机的区别

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

**Docker ** 仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如下图：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统

• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

二、Docker 的安装

Docker对环境的要求并不是很高，支持很多操作系统，所以安装相对比较简单

1. Linux安装Docker

# 1、yum 包更新到最新 
yum update -y
# 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、添加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版本信息，验证是否安装成功
systemctl start docker # 启动docker服务
docker version

# 6、配置镜像加速器（见下）
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配置镜像加速器

默认情况下，将来从docker hub上下载docker镜像，太慢了。所以我们一般都会配置镜像加速器：

• USTC：中科大镜像加速器(https://lug.ustc.edu.cn/wiki/mirrors/help/docker/)

• 阿里云: https://cr.console.aliyun.com/cn-shenzhen/instances/mirrors (点进去注册)

这里推荐使用阿里云的镜像加速:(每个人的不一样,自己登录后去查看)

通过修改daemon配置文件 /etc/docker/daemon.json来使用加速器

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn(此处删除或改成你的阿里云镜像加速地址)"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
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安装成功如下图所示:

2. Window 安装Docker

Docker Desktop是可以部署在windows运行docker的应用服务，其基于windos的Hyper-V服务和WSL2内核在windos上创建一个子系统(linux)，从而实现其在windows上运行docker。

环境配置

这里我以Windows10 专业版为列,家庭版参考: Win10家庭版安装Docker for windows遇坑总结

1. 开启 Hyper-V服务

控制面板->程序->程序和功能->启动或关闭Windows功能,如下所示勾选上,确定,重启计算机.

2. 安装WSL2内核

powershell管理员模式启动输入以下命令:

wsl --install 
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具体请看: 安装WSL以及旧版 WSL 的手动安装步骤

下载安装包

我们可以直接从docker的官网直接下载最新版本的Docker Desktop，一键下载地址 也分享给大家。

下载地址：https://docs.docker.com/get-docker/

下载完成之后直接傻瓜式安装即可.

配置镜像加速

  "registry-mirrors": [
    "https://<你的id>.mirror.aliyuncs.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/",
    "https://hub-mirror.c.163.com/",
    "https://reg-mirror.qiniu.com"
  ]
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常用加速地址如下,推荐阿里云

阿里云：https://<你的ID>.mirror.aliyuncs.com
科大镜像：https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/
网易：https://hub-mirror.c.163.com/
七牛云加速器：https://reg-mirror.qiniu.com
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简单使用

三、Docker 命令

docker 的命令其实也很多,先掌握常用命令,剩下的用到时候查就行了，用着用着就记住了。

⭐ 菜鸟教程 Docker 命令大全

1. 服务(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. 镜像相关命令

• 镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
• 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

常见的镜像操作命令如图：

查看镜像:

docker images    # 查看本地所有的镜像
docker images –q # 查看所有镜像的id
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搜索镜像: 从网络中查找需要的镜像,对应版本号需要到Dochub查看

docker search [镜像名称]
eg:docker search mysql
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Dochub网址：https://hub.docker.com

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。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]
eg:docker pull mysql:5.7
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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 rmi `docker images -q`	# 删除所有本地镜像
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将镜像导出磁盘

docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]
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加载镜像

docker load -i [保存的目标文件名称]
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3. 容器相关命令

容器操作的命令如图：

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
eg:docker run --name c_mysql -p 3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d 
mysql:5.7
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。
• -p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口。

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进入容器

docker exec [参数] # 退出容器，容器不会关闭

eg: docker exec -it mn bash
参数说明：
• docker exec ：进入容器内部，执行一个命令
• -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
• mn ：要进入的容器的名称
• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

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停止容器

docker stop [容器名称]
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暂停运行的容器

docker pause [容器名称]
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恢复运行暂停的容器

docker unpause [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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查看容器日志

docker logs [容器名称]

• 添加 -f 参数可以持续查看日志
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四、Docker 容器数据卷

1. 数据卷概念及作用

容器数据卷解决的问题:

• Docker 容器删除后，在容器中产生的数据也会随之销毁,想要保留容器内文件怎么办?

• Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗？

• 容器之间如何进行数据交互？

数据卷（volume） 是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。

如上图，我们操作宿主机的 /var/lib/docker/volumes/html 目录，就等于操作容器内的 /usr/share/nginx/html 目录了

• 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

2. 配置数据卷

创建启动容器时，使用 –v 参数 挂载数据卷

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

1. 目录必须是绝对路径

2. 如果目录不存在，会自动创建

3. 可以挂载多个数据卷

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND] #根据命令后跟随的command来确定下一步的操作

参数说明：
• create 创建一个数据卷
• inspect 显示一个或多个数据卷的信息
• ls 列出所有的数据卷
• prune 删除未使用的数据卷
• rm 删除一个或多个指定的数据卷

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数据卷挂载与目录直接挂载的区别:

• 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
• 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

3. 配置数据卷容器

多容器进行数据交换的方法:

1. 多个容器挂载同一个数据卷

2. 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 )

eg: 1. 创建启动c3数据卷容器，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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2. 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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五、Dockerfile

Docker 镜像原理

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500MB，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500多MB

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

我们以MySQL为例，来看看镜像的组成结构：

简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合，然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程。

Docker 镜像的制作

docker commit [容器id] [镜像名称:版本号]

docker save -o [压缩文件名称] [镜像名称:版本号]

docker load –i [压缩文件名称]

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Dockerfile概念及作用

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

• 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了

• 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

Dockerfile关键字

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

案例

案列一: 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:

① 定义父镜像：FROM centos:7

② 定义作者信息：MAINTAINER Python-AI Xenon <xnjsz@foirbox.com>

③ 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim

④ 定义默认的工作目录：WORKDIR /usr

⑤ 定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash

⑥ 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f [dockerfile文件路径] –t [镜像名称:版本]

构建Dockerfile文件如下(文件名centos_dockerfile)

FROM centos:7
MAINTAINER Python-AI Xenon <xnjsz@foirbox.com>
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash
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执行构建:

docker bulid –f ./centos_dockerfile -t MY_Centos:1
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案列二:发布springboot项目

① 定义父镜像：FROM java:8

② 定义作者信息：MAINTAINERPython-AI Xenon <xnjsz@foirbox.com>

③ 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar

④ 定义容器启动执行的命令：CMD java–jar app.jar

⑤ 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f [dockerfile文件路径] –t [镜像名称:版本]

点我下载 springboot.jar

六、Docker 应用部署

MySQL部署

1. 搜索mysql镜像

docker search mysql
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2. 拉取mysql镜像

docker pull mysql:5.7
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3. 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
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docker run -id \
-p 13306:3306 \
--name=c_mysql \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.7
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参数说明：
• -p 3307:3306：将容器的 3306 端口映射到宿主机的 13306 端口。
• -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。
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4. 进入容器，操作mysql

docker exec –it c_mysql /bin/bash
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5. 使用外部机器cmd连接容器中的mysql

mysql -u root -p 123456 -h [虚拟机ip地址:13306]
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Tomcat部署

1. 搜索tomcat镜像

docker search tomcat
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2. 拉取tomcat镜像

docker pull tomcat
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3. 创建容器、访问文件、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
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vim index.html # 文件里面写入浏览器访问的内容
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    welcome to you !!!
</h1>
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docker run -id --name=c_tomcat \
-p 8080:8080 \
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat 
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参数说明：
• -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
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4. 使用外部机器访问tomcat

浏览器访问 虚拟机ip地址:8080/index.html 能看到 welcome to you !!! 字样

Nginx部署

1. 搜索nginx镜像

docker search nginx
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2. 拉取nginx镜像

docker pull nginx
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3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 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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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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docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \
nginx
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参数说明：
• -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
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4. 使用外部机器访问nginx

浏览器访问 虚拟机ip地址:80/index.html 能看到 welcome to you !!! 字样

Redis部署

1. 搜索redis镜像

docker search redis
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2. 拉取redis镜像

docker pull redis:5.0
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3. 创建容器，设置端口映射

docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0
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4. 使用外部机器连接redis(前提已经装好redis客服端服务)

redis-cli.exe -h [虚拟机ip地址] -p 6379
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七、Docker 服务编排

服务编排概念及Docker Compose

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停

• 维护的工作量会很大。

• 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）

服务编排： 按照一定的业务规则批量管理容器

Docker Compose 概述

Docker Compose 可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集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。

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

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

Docker Compose 安装使用

安装Docker Compose

# 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。下面我 们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中。 
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# 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Docker Compose

# 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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案例- 使用docker compose编排nginx+springboot项目

1. 创建docker-compose目录

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

version: '3'
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
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4. 在./nginx/conf.d目录下 编写itheima.conf文件

server {
    listen 80;
    access_log off;

    location / {
        proxy_pass http://app:8080;
    } 
}
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5. 在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器

docker-compose up
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6. 测试访问

http://虚拟机ip地址/hello
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八、Docker 私有仓库

Docker官方的 Docker hub 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，有时候我们的服务器无法访问互联网，或者你不希望将自己的镜像放到公网当中，那么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。

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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上传镜像到私有仓库

# 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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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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参考视频: 黑马程序员Docker容器化技术，从零学会Docker教程

Docker中文社区: https://www.docker.org.cn/index.html