K8S 系列之 Dockerfile

DokcerFile 鏡像定製

定製 docker 鏡像的方式有兩種：

1. 手動修改容器內容，導出新的鏡像。

2. 基於 dockerfile 自行編寫指令，基於指令流程創建鏡像。

Dockerfile 簡介

鏡像是多層存儲，每一層都是在前一層的基礎上進行修改；****容器也是多層存儲，以鏡像爲基礎層，在其基礎上加一層作爲容器運行時的存儲層。剛纔說了，創建鏡像的兩個方法：

1. 手動修改容器內容，然後 dokcer commit 提交容器爲新的鏡像

2. 通過在 dockerfile 中定義一系列的命令和參數構建成的腳本，然後這些命令應用於基礎鏡像，依次添加層，最終生成一個新的鏡像。極大的簡化了部署工作。

Dockerfile 主要組成部分

基礎鏡像信息 FROM centos:7.9 
製作鏡像操作指令 RUN yum install -y nginx 
容器啓動時執行指令 CMD ["/bin/bash"]

宿主機直接部署軟件流程與 Dockerfile 部署軟件流程對比

需求 : 安裝一個 mysql，並啓動。

虛擬機部署形式：

  1. 開啓vmware
  
  2. 運行某一個虛擬即，centos7
  
  3. centos7安裝mysql yum install mysql-server
  
  4. 通過腳本或者命令，啓動mysql即可

部署緩慢，且修改了宿主機的環境，刪除較爲麻煩，佔用宿主機的一個3306端口

容器的部署形式：

  1.  開始vmware
  
  2. 運行虛擬機centos7(宿主機)
  
3. 安裝docker容器軟件
  
4. 獲取mysql鏡像即可，docker pull mysql:tag(你無法自由控制，該mysql的基礎鏡像時什麼發行版本，你獲取的鏡像，是別人定製好的，你下載使用的默認時Debian發行版，你希望得到一個基於centos7.9的發行版本，運行mysql)
  
5. 直接運行該鏡像，通過端口映射，運行mysql
  
6. 訪問宿主機對的一個映射端口，訪問到容器內的mysql

想自定義鏡像，就得自己寫腳本，也就是 dockerfile 了

Dokcerfile 指令

FROM  指定基礎鏡像

MAINTAINER  指定維護者信息,可以沒有

RUN  你想讓它幹啥(在命令前面加上RUN即可)

ADD  添加宿主機的文件到容器內,還多了一個自動解壓的功能
# RUN tar -Zxf /opt/xx.tgz 	# 報錯!該tgz文件不存在! !

COPY  作用和ADD是一樣的,都是拷貝宿主機的文件到容器內, COPY就是僅僅拷貝

WORKDIR  相當於cd命令,設置當前工作目錄

VOLUME  設置目錄映射,掛載主機目錄

EXPOSE  指定對外的端口,在容器內暴露一個端口,端口 EXPORT 80

CMD  指定容器啓動後的要乾的事情

ENTRYPOINT	作用和CMD一樣，都是在指定容器啓動程序以及參數。
# 當指定了ENTRYPOINT之後，CMD指令的語義就有了變化，而是把CMD的內容當作參數傳遞給ENTRYPOINT指令。

ARG	 設置環境變量
# ARG只是用於構建鏡像需要設置的變量，容器運行時就消失了

ENV   和ARG一樣，都是設置環境變量
# 區別在於ENV無論是在鏡像構建時，還是容器運行，該變量都可以使用

USER  用於改變環境，用於切換用戶

Dokcerfile 實踐

需求：通過 dockerfile，構建 nginx 鏡像，且運行容器後，生成的頁面是 "辣辣小姐姐"。

1. 創建Dockerfile,注意文件名,必須是這個
[root@docker01 ~]# mkdir /learn_docker
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile
FROM nginx
RUN echo "<meta charset=utf-8>辣辣小姐姐" > /usr/share/nginx/html/index.html

2. 構建Dockerfile
[root@docker01 learn_docker]# docker build .

3. 修改鏡像名字
[root@docker01 learn_docker]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
<none>       <none>    950549357c1f   18 seconds ago   133MB
nginx        latest    08b152afcfae   6 days ago       133MB
[root@docker01 learn_docker]# docker tag 950549357c1f my_nginx

4. 運行該鏡像
docker run -d -p 80:80 my_nginx

5. 查看宿主機的80端口
http://192.168.15.80/
# 辣辣小姐姐

Dokcerfile 相關指令用法

COPY

copy指令從宿主機複製文件或者目錄到新的一層鏡像內
如:
copy nana.py /opt

支持多個文件，以及通配符形式的複製，語法要滿足Golang的filepath.Match
copy na* /tmp/cc?.txt /opt

COPY指令能夠保留源文件的元數據，訪問時間等等，這點很重要

ADD

特性和COPY基本一致，不過多了些功能
1. 源文件是一個URL，此時dockcer引擎會下載該鏈接，放入目標路徑，且權限自動設爲600。若這不是期望結果，還得增加一層RUN指令進行調整
# ADD nana.tgz /home
# RUN xxx修改命令
2. 源文件是一個URL，且是一個壓縮包，不會自動解壓，也得單獨用RUN指令解壓
3. 源文件是一個壓縮文件，且是gzip，bzip，xz，tar情況，ADD指令會自動解壓壓縮該文件到沒有文件

CMD

用法,注意是雙引號
# CMD在容器內運行某個命令,啓動程序
# 該鏡像在運行容器實例的時候,執行的具體參數是什麼
CMD["參數1","參數2"]
在指定了entrypoint指令後，用CMD指定具體的參數

dokcer不是虛擬機，容器就是一個進程，既然是進程，那麼程序在啓動的時候需要指定些運行參數，這就是CMD指令作用

例如centos鏡像默認的CMD是/bin/bash，直接docker run -it centos會直接進入bash解釋器。
也可以啓動容器時候，指定參數: docker run -it centos cat /etc/os-release

CMD ["/bin/bash"]

# 該容器運行時，執行的命令
# 等同於命令行的直接操作:docker run -it centos cat /etc/os-release
CMD ["cat","/etc/os-release"]

容器內運行程序

這裏要注意的是，docker 不是虛擬機的概念，虛擬機的程序運行，基本上都是在後臺運行，利用 systemctl 運行，但是容器內沒有後臺進程的概念，必須在前臺運行。容器就是爲了主進程而存在的，主進程如果退出了，容器也就失去意義，自動退出。

例如一個經典的問題:
# 這樣的寫法是錯誤的，容器會立即退出
CMD systemctl start nginx

因爲systemctl start nginx是以守護進程(默認在後臺運行)的形式啓動nginx，且CMD命令會轉化爲

CMD ["sh","-c","systemctl start nginx" ]
這樣的命令主進程是sh解釋器,執行完畢後立即結束了,因此容器也就退出了。

# 相當於nginx -g daemon off
因此正確的做法應該是 CMD ["nginx","-g","daemon off;"]

把宿主機安裝，啓動nginx的理念放入到dockerfile中
1. RUN yum install nginx
2. RUN 配置文件修改 sed
# RUN systemctl start nginx   容器內的程序必須在前臺運行，容器時啓動不了的
3. 正確的寫法應該時CMD ["nginx","-g","daemon off;"]

ENTRYPOINT

**dokcer 面試題：**ENTRYPOINT 和 CMD 的區別以及用法! ! !

ENTRYPOINT作用和CMD一樣，都是在指定容器啓動程序以及參數。

當指定了ENTRYPOINT之後，CMD指令的語義就有了變化，而是把CMD的內容當作參數傳遞給ENTRYPOINT指令。

ENTRYPOINT 和 CMD 的實際用法

實際用法:
1. 準備一個Dokcerfile
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# > Dockerfile 
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos:7.8.2003
RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
CMD ["curl","-s","ip.sb"]

# 用法如下
dokcer run my_centos curl -s ip.sb		# curl -s ip.sb獲取本機的公網ip地址

2. 構建鏡像
[root@docker01 learn_docker]# docker build .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM centos:7.8.2003
 ---> afb6fca791e0
Step 2/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
 ---> Using cache
 ---> 81b4e83fb0a5
Step 3/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
 ---> Using cache
 ---> bd0074c78b6c
Step 4/4 : CMD ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in 295418f71093
Removing intermediate container 295418f71093
 ---> c920b743282a
Successfully built c920b743282a

3. 查看結果(出現Successfully代表鏡像構建完成)
Step 4/4 : CMD ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in 295418f71093
Removing intermediate container 295418f71093
 ---> c920b743282a
Successfully built c920b743282a

4. 檢查鏡像
[root@docker01 learn_docker]# docker tag c920b743282a centos_curl 
[root@docker01 learn_docker]# docker images | grep curl
centos_curl   latest     c920b743282a   3 minutes ago    471MB

5. 運行鏡像,生成容器記錄,沒有前臺運行，因此立即掛了
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl
139.227.102.189

6. 上述運行正確,但是我想再傳入一個參數,該怎麼辦
# 發現是無法直接傳入參數的，該形式是覆蓋鏡像中的cmd
# 就好比把docker鏡像，當作一個環境，去執行後面的命令
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl pwd
/
[root@docker01 learn_docker]# 
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl -I
docker: Error response from daemon: OCI runtime create failed: container_linux.go:380: starting container process caused: exec: "-I": executable file not found in $PATH: unknown.

7. 想要正確的給容器傳入一個參數該怎麼辦
希望容器內能夠正確完整的運作該命令的執行結果
[root@docker01 learn_docker]# curl -s ip.sb -I			# 獲取http報頭信息
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:16:18 GMT
...

8. 解決辦法
方式一:給容器傳入新的完整的命令,讓後面的命令覆蓋鏡像中的cmd
# 這是投機取巧的辦法,不合適
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl curl -s ip.sb -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:18:05 GMT
Content-Type: text/plain

9. 正確的解決辦法
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos:7.8.2003
RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
ENTRYPOINT ["curl","-s","ip.sb"]

10. 重新構建鏡像
# 重新構建鏡像速度特別快,並且我們發現鏡像的前三個Step的IMAGE ID是一致的,說明前三個的IMAGE ID是直接從緩存中拿的。
# 只有Step 4/4的IMAGE ID發生了變化(Dockerfile文件的第四步是更改過的，是重新構建的鏡像層),因此更加驗證了我們之前所提到的鏡像是分層構建的。
[root@docker01 learn_docker]# docker build .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM centos:7.8.2003
 ---> afb6fca791e0
Step 2/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install epel-release -y
 ---> Using cache
 ---> 81b4e83fb0a5
Step 3/4 : RUN rpm --rebuilddb && yum install curl -y
 ---> Using cache
 ---> bd0074c78b6c
Step 4/4 : ENTRYPOINT ["curl","-s","ip.sb"]
 ---> Running in df106e04d533
Removing intermediate container df106e04d533
 ---> e9479067148c
Successfully built e9479067148c

11. 重新運行該鏡像，看結果，以及傳入新的參數
[root@docker01 learn_docker]# docker tag e9479067148c centos_curl_new

# 此時發現，傳入的CMD指令，當作了ENTRYPOINT的參數
# 其實容器內，執行的完命令是: curl -s ip.sb -I
[root@docker01 learn_docker]# docker run centos_curl_new -I
HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 28 Jul 2021 15:24:58 GMT
...

ARG 和 ENV 指令

設置環境變量

dockerfile腳本，shell腳本

ENV 
ENV AGE=18
ENV MYSQL_VERSION=5.6

後續所有的操作，通過$NAMME就可以直接獲取變量值使用了，維護dockerfile更加方便

ARG和ENV一樣，都是設置環境變量
ENV無論是在鏡像構建時，還是容器運行，該變量都可以使用
ARG只是用於構建鏡像需要設置的變量，容器運行時就消失了

VOLUME

容器在運行時，應該保證在存儲層不寫入任何數據，運行在容器內產生的數據，我們推薦是掛載，寫入到宿主機上，進行維護。

# mount /mnt 

VOLUME /data  
# 將容器內的/data文件夾，在容器運行時，該目錄自動掛載爲匿名卷，任何向該目錄中寫入數據的操作，都不會被容器記錄，保證的容器存儲無狀態理念。

# Dockerfile
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 learn_docker]# > Dockerfile 
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile 
FROM centos
MAINTAINER nana
VOLUME ["/data1","/data2"]

# 該容器運行的時候，這兩個目錄自動和宿主機的目錄做好映射關係
docker build .

# 運行該鏡像
docker run 86b4dceba89a
# 查看生成的容器信息
[root@docker01 nana]# docker ps -a | head -2
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND                  CREATED         STATUS                     PORTS     NAMES
84014622b3a4   86b4dceba89a      "/bin/bash"              2 minutes ago   Exited (0) 2 minutes ago             sharp_noether

# dokcer inspect命令查看
[root@docker01 learn_docker]# docker inspect 86b4dceba89a
            "Volumes": {
                "/data1": {},
                "/data2": {}
            },

1. 容器數據掛載的方式，通過dockerfile，指定VOLUME目錄
2. 通過docker run -v參數，直接設置需要映射掛載的目錄

EXPOSE

指定容器運行時對外提供的端口服務。

幫助使用該鏡像的人，快速理解該容器的一個端口業務
docker port 容器
dokcer run -p 宿主機端口:容器端口
docker run -P # 作用是隨機 宿主機端口:容器內端口

WORKDIR

用於在 dockerfile 中，目錄的切換，更改工作目錄

WORKDIR /opt

USER

用於改變環境，用於切換用戶

USER root
USER nana

使用 Dockerfile 構建一個網站鏡像

傳統方式創建一個網站站點

1. nginx，修改首頁內容，html 網站就跑起來了。web server，提供 web 服務，提供代理轉發，提供網關，限流等等。。。

2. web framework。web 框架，一般由開發，通過某個開發語言，基於某個 web 框架，自己去開發一個 web 站點，python，django 框架。

使用 Dockerfile 創建一個網站站點

1. 用 python 語言，基於 flask web 框架，開發一個自己的網站，寫一個後端的網站代碼

2. 開發 dockerfile，部署該代碼，生成鏡像

3. 其他人基於該鏡像，docker run 就可以在電腦跑起來你這個網站

使用 docker 的優勢

• 比如安裝一個 etcd、naco，都是一些比較複雜的軟件。

• 需要依賴於 go 語言環境，比如需要依賴於 java 環境，在自己的機器安裝好對應的開發環境，以及對應的版本，以及各種依賴。。。

  tomcat  	依賴於jdk環境
      		
  當你有了docker，
  docker pull tomcat  		# 這些主流的鏡像都可以直接找到，並且該鏡像中，就已經打包好了java環境
  docker run tomcat xxx ... 		# 直接可以訪問tomcat了

1. 在宿主機下，準備一個目錄，準備好dockerfile，代碼文件
# 寫一個flask的python代碼
# 創建代碼文件
[root@docker01 ~]# cd /learn_docker/
[root@docker01 ~]# vim nana_flask.py 
#coding:utf8
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
# @app.route(裝飾器),網站的route，指的是url地址後面的文件路徑
@app.route("/nana")
def nana():
    return "From Docker,nana是隻臭豬豬！！！"
if __name__=="__main__":
    app.run(host="0.0.0.0",port=8080)

2. 編寫Dockerfile
[root@docker01 learn_docker]# vim Dockerfile
FROM centos:7.8.2003
RUN curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo;
RUN curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo;
RUN yum makecache fast;
RUN yum install python3-devel python3-pip -y
RUN pip3 install -i https://pypi.douban.com/simple flask
COPY nana_flask.py /opt
WORKDIR /opt
EXPOSE 8080
CMD ["python3","nana_flask.py"]

3. 構建鏡像
# --no-cache不是使用之前舊的緩存，重新構建鏡像
[root@docker01 learn_docker]# docker build --no-cache -t "nana_flask" .
...
Successfully built 9e731f439e41
Successfully tagged nana_flask:latest

4. 查看構建好的鏡像
[root@docker01 learn_docker]# docker images | head -2
REPOSITORY        TAG        IMAGE ID       CREATED          SIZE
nana_flask        latest     9e731f439e41   3 minutes ago    649MB

5. 運行鏡像，生成容器
[root@docker01 learn_docker]# docker run -d --name nana_flask_web01 -p 90:8080 nana_flask
d9f2f83d16bdd0364473d6e4043c433cbd8e3286e87ecbf93fb3fd5e08ac8002

[root@docker01 learn_docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                   NAMES
d9f2f83d16bd   nana_flask   "python3 nana_flask.…"   2 minutes ago   Up 2 minutes   0.0.0.0:90->8080/tcp, :::90->8080/tcp   nana_flask_web01

6. 訪問宿主主機，查看容器內的flask web網站
瀏覽器輸入: http://192.168.15.80:90/nana
# From Docker,nana是隻臭豬豬！！！

如何修改容器內的網站的內容

方法一：修改宿主機的代碼，以及 dockerfile，重新構建鏡像

[root@docker01 ~]# vim nana_flask.py 
...
def nana():
    return "From Docker,nana是隻臭豬豬！！！"				# 修改return值,重新生成鏡像
...

方法二：你可以經入到已經運行的容器內，修改代碼，重啓容器即可

1. 進入容器內部
[root@docker01 learn_docker]# docker exec -it d9f2f83d16bd bash
[root@d9f2f83d16bd opt]# ls                
nana_flask.py

2. 修改容器內的代碼
[root@d9f2f83d16bd opt]# vi nana_flask.py 
#coding:utf8
from flask import Flask
app=Flask(__name__)
# @app.route(裝飾器),網站的route，指的是url地址後面的文件路徑
@app.route("/nana")
def nana():
    return "From Docker,nana是隻臭豬豬！！！ABC！！！"
if __name__=="__main__":
    app.run(host="0.0.0.0",port=8080)

3. 退出容器並重啓容器
[root@d9f2f83d16bd opt]# exit
exit
[root@docker01 learn_docker]# docker restart d9f2f83d16bd
d9f2f83d16bd
[root@docker01 learn_docker]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED         STATUS              PORTS                                   NAMES
d9f2f83d16bd   nana_flask   "python3 nana_flask.…"   4 minutes ago   Up About a minute   0.0.0.0:90->8080/tcp, :::90->8080/tcp   nana_flask_web01

4. 訪問宿主主機，查看容器內的flask web網站
瀏覽器輸入: http://192.168.15.80:90/nana
# From Docker,nana是隻臭豬豬！！！ABC！！！

Docker 基礎複習

Docker 容器文件系統

容器是 docker 的一個核心概念，容器使用一個或者一組應用，他的運行狀態如下：

• docker 利用容器運行應用程序

• 容器是鏡像的運行實例，可以被 run、start、stop、rm

• 每個容器都是互相隔離，保證平臺暗轉

• 容器可以看作是一個簡易版 Linux 環境 (沒有 Linux 內核，有 root 權限、進程、用戶空間、網絡)

• 鏡像是隻讀的，容器在啓動的時候創建一層可寫層 dokcerfile 面向開發，docker image(鏡像) 作爲交付標準，docker container(容器) 涉及部署和運維，三者合起來完成 docker 體系。

  FROM ubuntu:14.04				選擇基礎鏡像
  ADD run.sh					 	添加文件鏡像，這一層鏡像只有一個內容，就是這個文件
  VOLUME /data					設定存儲目錄，並未添加文件，只是更新了鏡像的json文件，便於啓動時候讀取該層信息
  CMD ["./run.sh"] 			    更新json文件，設定程序入口

docker 容器管理總結

# 運行鏡像，且進入容器內
[root@docker01 ~]# docker run -it ubuntu bash
root@7478064e9fff:/# 

# 容器運行web程序
# 注意端口使用，數字大一點，建議8000以後開始使用


# --restart=always容器在後臺掛掉後,默認重啓容器
[root@docker01 ~]# docker run --name my_nginx -d --restart=always -p 8000:80 nginx
79d7fcfdc60f2c40e6d92790be6ad6f3bf9db49fda0e46cadb196be6677b4f73

[root@docker01 ~]# docker ps | head -2
CONTAINER ID   IMAGE        COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
79d7fcfdc60f   nginx        "/docker-entrypoint.…"   40 seconds ago   Up 39 seconds   0.0.0.0:8000->80/tcp, :::8000->80/tcp   my_nginx

瀏覽器訪問:http://192.168.15.80:8000/ ==> 可以訪問到nginx

# 查看容器內日誌,實時刷新
docker logs -f

# 查看運行時，以及掛掉的容器記錄
docker ps 	在運行的容器
dokcer ps -a 掛掉以及活着的容器

# 停止啓動
docker start
docker stop

# 進入容器內
docker exec -it 容器id bash

# 刪除容器
docker rm 容器id
docker rm `docker ps -qa`
# 強制殺死並刪除容器
docker rm -f 容器id

# 查看容器進程資源信息
docker top 容器id

# 查看容器內資源
docker stats 容器id

# 查看容器具體信息
docker inspect 容器id

# 獲取容器內的ip地址,容器的格式化參數
docker inspect --format '{{ .NetworkSettings.IPAddress }}' 容器id

dokcer run 啓動容器的時候，dokcer 後臺操作流程是

• 檢查本地是否有該鏡像，沒有就下載

• 利用鏡像創建且啓動一個容器

• 分配容器文件系統，在只讀的鏡像層掛載讀寫層

• 宿主機的網橋接口會分配一個虛擬接口到容器中

• 容器獲得地址池的 ip 地址

• 執行用戶指定的程序

• 若程序裏沒有進程在運行，容器執行完畢後立即終止

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/Vpa7CEERUDLWe5EOWL22Sg