全面图解 Docker 架构设计：掌握 Docker 全链路思维 / 实战 / 优化 (小白到大师篇 [1])

2024-10-03
河北
本文字数：3593 字
阅读完需：约 12 分钟

Docker 是一个革命性的开放平台，用于开发、交付和运行应用程序。通过使用 Docker，开发者可以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，然后发布到任何支持 Docker 的环境中，在不同环境中实现一致的运行。无论是在虚拟机、物理服务器、数据中心还是云平台，Docker 都能确保应用的快速、可靠地部署和运行。

Docker 提供的不仅仅是容器，它还构建了一个庞大的生态系统，包括 Docker Hub、Docker Compose、Docker Swarm 等工具，这些工具涵盖了从开发到生产、从单一容器到容器编排的全方位需求。Docker 还支持多种编程语言、框架和中间件，使其成为现代应用开发和部署的首选工具。

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1、Docker 架构图设计

架构图：

Docker Daemon：Docker 守护进程，管理 Docker 对象。
Docker Client：Docker 客户端，用户通过命令行或其他工具与 Docker Daemon 交互。
Containers：容器，运行应用程序及其依赖。
Images：镜像，包含应用程序及其环境的只读模板。
Volumes：卷，用于持久化容器数据。
Networks：网络，连接容器。
Plugins：插件，扩展 Docker 功能。
Host OS：宿主机操作系统，提供资源给容器。
Docker Hub/Registry：注册中心，存储和分发镜像。
Persistent Storage：持久化存储，用于存储卷数据。
Overlay Network：覆盖网络，用于容器间通信。
Docker Engine：Docker 引擎，增强 Docker Daemon 功能。
Dockerfile：定义如何构建镜像的文本文件。
Developer：开发者，编写 Dockerfile。
User：用户，通过 Docker Client 与 Docker Daemon 交互。
CI/CD Pipeline：持续集成/持续部署管道，自动化构建和部署流程。

2、Docker 全面功能

Docker 的一些主要功能：

容器化：Docker 允许你将应用程序及其依赖项打包到一个轻量级的容器中，这样可以在任何支持 Docker 的系统上运行。
隔离性：每个容器运行在隔离的环境中，拥有自己的文件系统、网络设置、进程空间等，这有助于避免应用程序之间的冲突。
可移植性：Docker 容器可以在不同的机器和环境中无缝运行，无论是物理机、虚拟机还是云平台。
版本控制：Docker 支持版本控制，可以通过 Docker Hub 或私有仓库来存储和共享容器镜像。
自动化构建：Dockerfile 允许你定义应用程序的构建过程，Docker 可以自动构建镜像。
镜像管理：Docker 提供了强大的镜像管理功能，可以创建、拉取、推送、搜索和管理镜像。
网络：Docker 提供了内置的网络功能，可以轻松地连接容器，包括跨主机的容器。
卷管理：Docker 允许你将数据持久化到容器外部，通过卷（Volumes）来管理数据。
多平台：Docker 镜像可以为不同的平台构建，如 Linux、Windows 和 ARM。
安全性：Docker 提供了多种安全特性，包括用户命名空间、安全扫描和镜像签名。
资源限制：Docker 允许你限制容器可以使用的资源，如 CPU 和内存。
可扩展性：Docker 可以运行单个容器，也可以运行数千个容器。
集成：Docker 可以与许多 CI/CD 工具、云服务和开发工具集成。
命令行界面：Docker 提供了一个强大的命令行界面，用于与 Docker 守护进程交互。
插件系统：Docker 允许第三方开发者创建插件来扩展 Docker 的功能。
Swarm 模式：Docker 自带的 Swarm 模式可以创建一个容器编排的集群。
集成开发环境：Docker 可以与 IDEs 集成，提供开发、测试和部署的无缝体验。

3、Docker 运维流程

Docker 运维流程涉及使用 Docker 技术进行应用的构建、部署、运行、监控和维护。以下是一个基于您提供的关键词的 Docker 运维流程概述

3.1. 构建镜像

开发应用：开发者编写应用代码。
创建 Dockerfile：编写 Dockerfile 来定义应用的构建过程和运行环境。
执行 docker build：使用 Dockerfile 构建应用的 Docker 镜像。

3.2. 推送镜像到 Registry

配置 Docker Host：设置 Docker 守护进程运行环境。
执行 docker login：登录到 Docker Registry，如 Docker Hub。
执行 docker tag：标记构建的镜像，准备推送。
执行 docker push：将镜像推送到 Docker Registry，以便其他用户或服务可以使用。

3.3. 部署应用

配置 DOCKER_HOST：确保 Docker 客户端指向正确的 Docker 守护进程。
下载镜像：从 Registry 拉取所需的镜像。
执行 docker run：运行容器化的应用。

3.4. 运行容器

管理容器：使用 docker start、docker stop、docker restart 等命令管理容器的生命周期。
查看容器：使用 docker ps 查看运行中的容器。

3.5. 维护和监控

监控容器：使用 docker stats 监控容器的资源使用情况。
查看容器日志：使用 docker logs 查看容器的输出日志，帮助调试和监控。
维护镜像：定期更新和优化镜像以修复安全漏洞和提高性能。

3.6. 扩展应用

使用 docker-compose：对于多容器应用，使用 docker-compose 管理应用的部署和运行。
负载均衡：使用 Docker 的负载均衡功能或结合外部负载均衡器来扩展应用。

3.7. 备份和恢复

备份容器数据：定期备份容器的数据卷。
恢复应用：在需要时，从备份中恢复应用和数据。

3.8. 清理资源

停止并删除容器：使用 docker stop 和 docker rm 清理不再需要的容器。
清理镜像：使用 docker rmi 删除不再需要的镜像。
系统清理：使用 docker system prune 清理未使用的资源。

3.9. 安全

安全扫描：定期使用 Docker Scanner 或其他工具扫描镜像中的安全漏洞。
应用更新：及时更新应用和基础镜像以修复安全问题。

4、Docker 组件之间的流程指令

Docker 组件之间的流程涉及到 Docker 客户端（Client）、守护进程（Docker Daemon）、镜像（Images）、容器（Containers）以及仓库（Registry）之间的交互。以下是 Docker 组件之间流程的概述，以及相关的 Docker 指令：

构建镜像：
使用 docker build 指令在本地构建镜像。
构建过程基于 Dockerfile。
标记镜像：
使用 docker tag 指令为本地镜像打标签，准备将其推送到远程仓库。
保存镜像：
使用 docker save 指令将镜像保存到一个 tar 归档文件。
加载镜像：
使用 docker load 指令从 tar 归档文件加载镜像到本地。
推送镜像：
使用 docker push 指令将标记的镜像推送到远程 Docker Registry，如 Docker Hub。
拉取镜像：
使用 docker pull 指令从远程 Docker Registry 拉取镜像到本地。
运行容器：
使用 docker run 指令从指定的镜像启动一个容器。
启动容器：
使用 docker start 指令启动一个已经停止的容器。
停止容器：
使用 docker stop 指令停止一个正在运行的容器。
重启容器：
使用 docker restart 指令重启容器。
提交容器：
使用 docker commit 指令从更改的容器创建一个新的镜像。
查看容器：
使用 docker ps 指令查看当前正在运行的容器。
备份容器：
容器可以被备份为一个 tar 归档文件，以便后续恢复。
本地 Docker 实例：
所有这些指令都通过与本地 Docker 实例（Docker Daemon）通信来执行。

图解释:

Docker Client: Docker 客户端，负责发起和管理 Docker 相关的操作。
Dockerfile: 包含构建镜像所需的指令和参数。
Images: Docker 镜像，用于创建容器的模板。
Registry: 远程仓库，用于存储和分发 Docker 镜像。
Containers: Docker 容器，镜像的运行实例。
backup.tar: 备份文件，用于保存镜像或容器的状态。
View Logs (K) : 查看容器的日志输出。
View Stats (L) : 查看容器的资源使用统计。
System Cleanup (M) : 清理未使用的 Docker 对象，释放空间。
Execute Command (N) : 在运行的容器内执行命令。

流程描述:

构建镜像: 使用 docker build 根据 Dockerfile 构建镜像。
标记镜像: 使用 docker tag 为镜像打标签。
推送镜像: 使用 docker push 将镜像推送到远程仓库。
拉取镜像: 使用 docker pull 从远程仓库拉取镜像。
运行容器: 使用 docker run 启动容器。
备份镜像: 使用 docker save 将镜像保存为备份文件。
加载镜像: 使用 docker load 从备份文件加载镜像。
启动容器: 使用 docker start 启动已停止的容器。
停止容器: 使用 docker stop 停止运行中的容器。
重启容器: 使用 docker restart 重启容器。
提交容器: 使用 docker commit 从容器创建新的镜像。
查看容器: 使用 docker ps 查看运行中的容器。
查看日志: 使用 docker logs 查看容器的日志。
查看统计: 使用 docker stats 查看容器的资源使用情况。
系统清理: 使用 docker system prune 清理未使用的 Docker 对象。
执行命令: 使用 docker exec 在容器内执行命令。

其他内容在第二篇文章《全面图解 Docker 架构设计：掌握 Docker 全链路思维与优化(小白到大师篇[2])》中。。。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/30c2a68e409bd739c959c1f73】。文章转载请联系作者。

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智慧属心窍之锁 2019-05-27 加入

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