云原生技术架构分析+实战

1 云平台推荐与基础操作

①云平台推荐

• 国内：阿里云（ECS）、华为云、腾讯云、青云、百度云等
• 国外：亚马逊AWS、微软Azure等

②公有云、私有云区别

• 公有云：第三方云服务厂商提供和运营，使用成本更低，无需维护，无限制的缩放性，高可靠性（N个9，全年故障时间）
• 私有云：自己搭建平台（服务器，机房等）；控制力更强，数据保密性更高

③基础概念

• 云服务器作为应用的最终载体
• VPC为所有云服务器提供网络隔离（类比局域网）
• 所有云服务器都是绑定某个私有网络
• 安全组控制每个服务器的防火墙规则
• 公网IP使用云服务器上的资源可被大众访问
• 可以通过端口转发的方式访问到具体服务

④实战

1. 自己做实验的话，如果是不用下载太多软件尽量选择按量付费
2. 对于多个服务器，可以使用VPC，让多个云服务器之间通过私有ip访问，避免带宽浪费和网速的限制

2 Docker基础

2.1 Docker概念

docker解决的问题：
①统一标准

• 应用构建
  • 不论是什么语言编写的，不论是什么版本，都打包为了一个镜像；类似于windows上的exe文件，不管什么语言，双击就能运行
• 应用分享
  • 所有软件的镜像都放到了一个指定的地方 ：docker hub，类似于手机上的应用市场
• 应用运行
  • 所有镜像都能直接通过docker run命令一键运行，类似于windows上的exe文件

②资源隔离

• cpu、内存资源隔离与限制
• 访问设备隔离与限制
• 网络设备隔离与限制
• 用户、用户组隔离与限制
  …
  比如，黑客攻击了某个容器，拿到了容器的root权限，但是因为我们容器和宿主机是隔离的，因此黑客无法影响其他容器或者攻击我们宿主机

③docker架构及基础名词概念

• Docker_Host：安装Docker的主机
• Docker Daemon：运行在Docker主机上的Docker后台进程
• Client：操作Docker主机的客户端（命令行、UI等）
• Registry：镜像仓库（如：Docker hub）
• Images：镜像，带环境打包好的程序，可以直接启动运行
• Containers：容器，由镜像启动起来正在运行中的程序

交互逻辑：

安装好Docker，去镜像仓库（类似于软件市场）寻找镜像，下载并运行，查看容器状态日志等排错

2.2 Docker安装(centos为例)

官方参考文档：https://docs.docker.com/engine/install/centos/

docker安装方式：

• 包管理器
• 脚本安装（二进制安装），生产环境上不推荐使用，会遇到安全和升级等问题
• 安装bundle

此处采用包管理器安装方式

1. 移除以前docker相关包

sudo yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-logrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-engine
  //或者直接运行
  //sudo yum remove docker *

2. 配置yum源

sudo yum install -y yum-utils
sudo yum-config-manager 
--add-repo 
http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

3. 安装docker

sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

#以下是在安装k8s的时候使用
yum install -y docker-ce-20.10.7 docker-ce-cli-20.10.7  containerd.io-1.4.6

4. 配置docker开机自启

配置docker开机自启，同时现在启动

systemctl enable docker --now

5. 配置加速（云服务器）

在自己购买云服务器的厂商上，找到自己服务器对应的镜像加速

• 这里额外添加了docker的生产环境核心配置cgroup

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://82m9ar63.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

例如：

以阿里云为例，进入阿里云官网：https://www.aliyun.com/

• 注册登录好自己的账号
• 搜索容器镜像服务（需要购买，不过个人可以试用）
• 然后点击容器镜像服务下的镜像工具，找到镜像加速器，根据自己对应的操作系统，找到下方对应的操作文档按要求操作即可

2.3 Docker命令实战

①获取镜像

一般我们获取镜像都是从dockerhub仓库上找。
地址：https://hub.docker.com/

• 如果公司有私服或者自己搭建了docker仓库的话，使用自己的也可以

docker pull nginx  #下载最新版

镜像名:版本名（标签）

docker pull nginx:1.20.1


docker pull redis  #下载最新
docker pull redis:6.2.4

## 下载来的镜像都在本地
docker images  #查看所有镜像

redis = redis:latest

docker rmi 镜像名:版本号/镜像id

案例具体操作：拉取一个V1.20.1版本的nginx

# 1. 拉取镜像
docker pull nginx:1.20.1

# 2. 查看本地镜像
docker images

②启动容器

案例：启动nginx容器，并映射到88端口，测试访问

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

【docker run  设置项   镜像名  】 镜像启动运行的命令（镜像里面默认有的，一般不会写）

# -d：后台运行
# --restart=always: 开机自启
docker run --name=mynginx   -d  --restart=always -p  88:80   nginx

# 查看正在运行的容器
docker ps
# 查看所有
docker ps -a
# 删除停止的容器
docker rm  容器id/名字
docker rm -f mynginx   #强制删除正在运行中的

#停止容器
docker stop 容器id/名字
#再次启动
docker start 容器id/名字

#应用开机自启
docker update 容器id/名字 --restart=always

案例具体操作：

# -d    后台启动
# --restart=always 开机自启
# -p 88:80 将宿主机的88端口映射到nginx容器的80端口
# --name=mynginx 指定启动之后的容器名为mynginx
# nginx:1.20.1 启动版本号为1.20.1的nginx
docker run -d --restart=always -p 88:80 --name=mynginx nginx:1.20.1

停止容器

# 停止容器[只要能唯一标识即可，可以不用输入全部id]
docker stop bcb

③修改容器内容

案例：修改nginx默认的index.html页面

1. 进入容器内部修改

# 进入容器内部修改[有些可能不是bash是sh，需灵活变化]
# -it 表示进入交互页面
#nginx容器可以当做一个小型的linux，然后里面运行了nginx
docker exec -it 容器id /bin/bash

案例：修改nginx的默认首页

1. docker ps，查看正在运行的nginx镜像，获取容器id
2. docker exec -it bcb /bin/bash，进入nginx交互页面
3. 进入nginx的首页
   cd /usr/share/nginx/html
   修改首页内容：
   echo "this is ziyi's pages, elcomclear > index.html
   
4. 查看结果：你的ip+映射端口（宿主机的）
   
5. exit退出容器交互页面

2. 挂载数据到外部修改

docker run --name=mynginx   
-d  --restart=always 
-p  88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro  
nginx

# 修改页面只需要去 主机的 /data/html
# -v 挂载
/*
/data/html:/usr/share/nginx/html:ro
将容器中的/usr/share/nginx/html挂载到宿主机的/data/html目录，ro表示read only只读
nginx代表nginx:latest镜像名
*/

指定nginx版本:

docker run -d -p 88:80 -v /data/html:/usr/share/nginx/html --restart=always --name=mynginx nginx:1.20.1

④提交改变【数据迁移】

我们修改了容器中的内容之后，想要打包交给其他电脑去运行，此时就需要将我们修改好之后的镜像进行提交

1. 提交修改

# docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
# -a "ziyi" 指明是谁修改的
# -m "首页变化" 指明做了什么
# 341d81f7504f guignginx:v1.0 指明哪个容器的修改了以及新容器的版本号
docker commit -a "ziyi"  -m "首页变化" 341d81f7504f guignginx:v1.0

2. 压缩镜像并传输

# 将镜像保存成压缩包
docker save -o abc.tar nginx:v1.0

# 可以通过scp命令远程传输到指定服务器的指定文件夹下
# 别的机器加载这个镜像
docker load -i abc.tar

# 离线安装

⑤推送到远程仓库

一般我们可以将镜像推送到docker hub，或者自己搭建平台

• docker hub地址：https://hub.docker.com/

1. 首先，注册登录自己的docker hub，然后创建一个自己的仓库
   
2. 打包镜像并推送到docker hub

# 登录docker hub，输入命令然后输入自己用户名与密码
docker login

# 打包本地镜像
# 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字
docker tag nginx:v1.0 ziyigun/nginx:v1.0

效果：

使用命令：

# 把旧镜像的名字，改成仓库要求的新版名字
docker tag guignginx:v1.0 leifengyang/guignginx:v1.0

# 登录到docker hub
docker login       

docker logout（推送完成镜像后退出）

# 推送
docker push leifengyang/guignginx:v1.0

# 别的机器下载
docker pull leifengyang/guignginx:v1.0

⑥其他命令（docker cp）

docker logs 容器名/id   排错

docker exec -it 容器id /bin/bash

# docker 经常修改nginx配置文件
docker run -d -p 80:80 
-v /data/html:/usr/share/nginx/html:ro 
-v /data/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf 
--name mynginx-02 
nginx


#把容器指定位置的东西复制出来 
docker cp 5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf  /data/conf/nginx.conf
#把外面的内容复制到容器里面
docker cp  /data/conf/nginx.conf  5eff66eec7e1:/etc/nginx/nginx.conf

测试docker cp，复制命令：

2.4 进阶实战【部署自己的镜像】

2.4.1 部署镜像

例如：我们编写一个简单的统计访问量的java应用
通过Spring官网构建SpringBoot：https://start.spring.io/

1. 编写代码
2. 将应用打包成镜像

编写Dockerfile将自己的应用打包成镜像

# 基础环境，运行java需要jdk
FROM openjdk:8-jdk-slim
# 作者名
LABEL maintainer=ziyi
#将target目录下maven打包好的jar包复制为app.jar
COPY target/*.jar   /app.jar
# 运行jar包的脚本命令
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

以前（以java为例）：
● SpringBoot打包成可执行jar
● 把jar包上传给服务
● 服务器运行java -jar


现在：
●所有机器都安装Docker，任何应用都是镜像，所有机器都可以运行

3. 运行镜像

# -t 是指标签名称
docker build -t java-demo:v1.0 .

2.4.2 拓展【上传到dockerhub】

每个应用每次打包，都需要本地编译、再上传服务器、再进行docker构建，如果有1000个应用要打包镜像怎么办？有没有更好的方式？

• 上传到dockerhub或其他镜像仓库

1. 本地打上标签

docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0 

2. 上传镜像到dockerhub

# 登录docker hub
docker login

#给旧镜像起名
docker tag java-demo:v1.0  leifengyang/java-demo:v1.0

# 推送到docker hub
docker push leifengyang/java-demo:v1.0

# 别的机器
docker pull leifengyang/java-demo:v1.0

# 别的机器运行
docker run -d -p 8080:8080 --name myjava-app java-demo:v1.0 

其他：部署中间件

部署一个Redis+应用，尝试应用操作Redis产生数据

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

#redis使用自定义配置文件启动

docker run -v /data/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf 
-v /data/redis/data:/data 
-d --name myredis 
-p 6379:6379 
redis:latest  redis-server /etc/redis/redis.conf