Docker部署学习：简单易懂入门教程

本文详述Docker部署学习之旅，从Docker基础概念、安装与基本操作，到深入学习Dockerfile构建自定义镜像、容器网络配置，直至掌握Docker与Kubernetes的集成应用，为开发者提供全面的容器化部署解决方案。

Docker基本概念

Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 或 Windows 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

选择学习Docker的原因

• 高效资源利用：Docker容器运行在宿主机的内核上，无需额外的操作系统，提高资源利用率。
• 一致性环境：Docker容器提供了统一的运行环境，确保应用在任何环境中都能稳定运行。
• 快速部署与扩展：Docker容器可以快速启动和停止，便于应用程序的快速部署和水平扩展。
• 简化开发流程：开发者可以使用Dockerfile构建可重复使用的镜像，简化代码到应用的流程。

预期学习成果

• 掌握Docker的安装与基本操作
• 学会使用Dockerfile构建自定义镜像
• 理解Docker服务与网络的配置
• 能够使用Kubernetes进行容器编排与部署

首先确保你的系统满足Docker的最低要求，然后执行以下命令安装Docker：

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

安装完成后，验证Docker是否成功安装：

docker --version

应显示Docker的版本号。

创建一个Docker容器通常基于一个镜像执行。以下命令创建并启动一个名为webapp的容器：

docker run -d -p 8000:80 my-webapp:latest

这里 -d 参数表示后台运行，-p 参数将宿主机的8000端口映射到容器的80端口，my-webapp:latest 是要运行的镜像标签。

停止并删除刚刚创建的容器：

docker stop webapp
docker rm webapp

Docker镜像是容器的基础，包含了运行一个容器所需的所有文件和依赖。使用以下命令创建一个基于官方Nginx镜像的自定义镜像：

docker build -t my-nginx:1.0 .

在这个命令中，my-nginx:1.0 是新镜像的标签，. 表示从当前目录下的Dockerfile构建镜像。

Dockerfile是用于构建镜像的文本文件。以下是Dockerfile的一个基本结构：

# 使用官方基础镜像
FROM nginx:latest

# 在容器内的工作目录
WORKDIR /usr/share/nginx/html

# 替换默认的index.html文件
COPY index.html /usr/share/nginx/html/index.html

# 配置镜像
EXPOSE 80

# 标记镜像
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

解释：

• FROM nginx:latest：指定要基于的官方基础镜像。
• WORKDIR /usr/share/nginx/html：设置容器内的工作目录。
• COPY index.html /usr/share/nginx/html/index.html：将本地文件index.html复制到容器的工作目录。
• EXPOSE 80：声明镜像提供80端口服务。
• CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]：在容器启动时执行的命令，配置Nginx运行。

假设你的项目目录结构如下：

my_project/
├── Dockerfile
├── index.html
└── ...

构建镜像：

docker build -t my-project:1.0 .

启动容器：

docker run -d -p 8000:80 my-project:1.0

Docker服务的启动和管理可以通过以下命令完成：

# 启动Docker服务
sudo systemctl start docker

# 检查Docker服务状态
sudo systemctl status docker

Docker提供多种网络模式，用于管理容器间的通信：

• 桥接网络：docker network ls 列出所有网络，docker network create my-network 创建网络，docker run -d --network my-network 将容器连接到网络。
• 主机网络：docker run -d --network host 将容器连接到宿主机网络。
• 容器网络：docker run -d --network container:container-name 将容器连接到另一个容器的网络。

例如，创建并连接到名为my-network的桥接网络：

docker network create my-network
docker run -d --network my-network my-webapp:latest

使用网络模式可以实现容器间的通信。例如，两个容器在同一个网络中，可以通过简单的域名进行通信：

# 容器A
docker run -d --network my-network -p 8000:80 my-webapp:latest
# 容器B
docker run -d --network my-network -p 8100:80 my-webapp:latest
# 访问容器A
curl http://containerA:8000

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器集群管理系统，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。通过以下步骤安装Kubernetes：

1. 下载二进制文件：从官方仓库下载Kubernetes二进制文件。
2. 配置运行环境：设置环境变量。
3. 创建集群：使用minikube start快速创建本地Kubernetes集群。
4. 验证安装：运行minikube status检查集群状态。

使用Kubernetes进行容器编排的部署流程如下：

1. 编写Kubernetes配置文件（如deployment.yaml）：描述应用如何被部署和管理。
2. 应用配置文件：确保配置包含容器镜像、复制控制器、服务等。
3. 部署应用：使用kubectl apply -f deployment.yaml命令将配置文件应用到集群中。

以下是一个简单的Kubernetes部署配置示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-webapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-webapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-webapp
    spec:
      containers:
      - name: my-webapp
        image: my-webapp:latest
        ports:
        - containerPort: 80

应用配置文件后，运行kubectl apply -f deployment.yaml部署应用。

• 查看集群状态：kubectl get nodes
• 查看所有部署：kubectl get deployments
• 查看所有服务：kubectl get services
• 查看Pod日志：kubectl logs <pod-name>
• 更新部署配置：kubectl set image deployment/<deployment-name> <container-name>=<new-image>

构建应用镜像，测试本地环境：

1. 构建镜像：docker build -t my-app:1.0 .
2. 运行容器：docker run -d -p 8000:80 my-app:1.0

部署应用到Kubernetes：

1. 编写Kubernetes配置文件：kubectl apply -f deployment.yaml
2. 验证部署：kubectl get pods
3. 访问应用：kubectl get services

在实际部署中，需要考虑资源管理、自动扩缩、日志收集、监控与报警等。通过Kubernetes，可以实现应用的自动扩缩、负载均衡，并借助于监控工具（如Prometheus、Grafana）实时监控应用状态，确保应用的稳定运行。

通过本教程，你已经掌握了从安装Docker到构建自定义镜像、利用Docker容器编排Kubernetes部署应用的基础知识。进一步的学习可以扩展到更高级的Kubernetes特性，如状态管理、网络策略、存储管理，以及云原生应用的最佳实践。推荐进一步学习Kubernetes官方文档和社区资源，参与实践项目来深化理解。