Docker容器技术配置、部署与应用 : 微课版. 2版

本书从Docker运维工程师的视角系统地讲解Docker容器的配置、部署与应用，共分为8个项目，包括Docker安装、Docker快速入门、Docker网络与存储配置、Docker容器与守护进程运维、定义和运行多容器应用程序、应用程序容器化、自动化构建与持续集成、Kubernetes部署容器化应用程序。本书重点讲解Docker在应用程序开发和部署方面的实施。本书内容丰富，注重实践性和可操作性，项目中的每个任务都有相应的操作示范，并穿插大量实例，便于读者快速上手。 本书可作为职业院校计算机相关专业课程的教材，也可作为软件开发人员、IT实施和运维工程师学习Docker容器技术的参考书，还可作为相关机构的培训教材。

彭晓东，北京北大方正软件职业技术学院助理院长、分管人工智能学院，讲师（社评），教授（校评），北京市高等教育学会计算机教育研究分会副理事长。 毕业于北京科技大学计算机软件与理论专业，工学硕士。曾先后在北京新科电子公司、北京摩托罗拉公司、方正数字科技公司等企业从事软件开发和项目管理工作，项目实战经验丰富。 曾负责软件技术、大数据技术与应用、人工智能技术应用、网络安全等专业的建设工作。主持完成了北京北大方正软件职业技术学院信息化项目建设等一系列中高职院校信息化的项目。对数据处理与分析、人工智能技术应用与开发、信息安全和信息化教学等方面有深入研究。

项目1　Docker安装　1 任务1.1　了解Docker　1 任务说明　1 知识引入　2 1.1.1　什么是Docker　2 1.1.2　Docker的优势　2 1.1.3　Docker架构　3 1.1.4　应用程序部署方式的演变　4 任务实现　5 任务1.1.1　了解Docker用例　5 任务1.1.2　调查国内的Docker应用现状　8 任务1.2　安装Docker　10 任务说明　10 知识引入　10 1.2.1　Docker Engine　10 1.2.2　Docker Desktop　11 任务实现　12 任务1.2.1　安装Docker Engine　12 任务1.2.2　安装Docker Engine之后的配置　16 任务1.3　Docker命令行的使用　17 任务说明　17 知识引入　17 1.3.1　Docker的命令行接口　17 1.3.2　docker命令列表　17 任务实现　19 任务1.3.1　熟悉docker命令的基本语法　19 任务1.3.2　运行一个容器　21 项目实训　22 项目实训1　安装Docker Engine　22 项目实训2　使用docker命令　22 项目总结　22 项目2　Docker快速入门　23 任务2.1　Docker镜像的使用　24 任务说明　24 知识引入　24 2.1.1　什么是镜像　24 2.1.2　镜像的基本信息　24 2.1.3　镜像描述文件Dockerfile　25 2.1.4　镜像操作命令　27 任务实现　27 任务2.1.1　掌握镜像的基本操作　27 任务2.1.2　验证镜像的分层结构　30 任务2.2　Docker容器的使用　31 任务说明　31 知识引入　31 2.2.1　什么是容器　31 2.2.2　容器的基本信息　32 2.2.3　容器的可写层　32 2.2.4　容器操作命令　33 2.2.5　容器的生命周期　34 任务实现　35 任务2.2.1　创建并同时启动容器　35 任务2.2.2　掌握容器的其他常用操作　37 任务2.3　Docker注册中心的使用　40 任务说明　40 知识引入　41 2.3.1　注册中心　41 2.3.2　仓库　41 任务实现　42 任务2.3.1　配置镜像加速器　42 任务2.3.2　使用阿里云容器镜像服务ACR　43 任务2.3.3　自建注册中心　47 任务2.4　构建镜像　49 任务说明　49 知识引入　50 2.4.1　基于容器生成镜像　50 2.4.2　Dockerfile格式　50 2.4.3　Dockerfile常用指令　51 2.4.4　区分RUN、CMD和ENTRYPOINT指令　56 2.4.5　镜像构建工具　58 任务实现　59 任务2.4.1　基于Dockerfile构建镜像　59 任务2.4.2　测试构建缓存　61 项目实训　62 项目实训1　Ubuntu镜像操作　62 项目实训2　Apache Web容器操作　62 项目实训3　使用自建注册中心　63 项目实训4　构建在Ubuntu系统上运行的nginx镜像　63 项目总结　63 项目3　Docker网络与存储配置　65 任务3.1　Docker网络配置与管理　65 任务说明　65 知识引入　66 3.1.1　Docker网络概述　66 3.1.2　容器的网络模式　67 3.1.3　容器之间的通信　70 3.1.4　容器与外部网络之间的通信　70 3.1.5　容器的网络配置语法　71 3.1.6　Docker网络管理语法　73 任务实现　73 任务3.1.1　将容器连接到默认桥接网络　73 任务3.1.2　创建用户自定义桥接网络并连接容器　76 任务3.1.3　设置端口映射以允许外部网络访问容器　81 任务3.2　Docker存储配置与管理　82 任务说明　82 知识引入　82 3.2.1　容器本地存储与Docker存储驱动　82 3.2.2　容器与数据存储持久化　83 3.2.3　挂载类型及其选择　84 3.2.4　Docker的卷管理命令　86 3.2.5　容器的文件系统挂载语法　86 任务实现　87 任务3.2.1　容器使用卷　87 任务3.2.2　容器使用绑定挂载　92 项目实训　95 项目实训1　创建和使用用户自定义桥接网络　95 项目实训2　使用卷　96 项目实训3　使用绑定挂载　96 项目实训4　测试容器填充卷　96 项目总结　96 项目4　Docker容器与守护进程运维　97 任务4.1　Docker容器配置进阶　97 任务说明　97 知识引入　98 4.1.1　容器的资源限制　98 4.1.2　容器的自动重启　101 4.1.3　在容器中运行多个服务　102 4.1.4　容器健康检查机制　102 4.1.5　运行时选项覆盖Dockerfile指令　103 任务实现　105 任务4.1.1　配置容器的自动重启策略　105 任务4.1.2　在容器中使用supervisord管理PHP和Nginx服务　107 任务4.1.3　测试容器健康检查功能　108 任务4.2　容器监控与日志管理　109 任务说明　109 知识引入　109 4.2.1　容器监控工具　109 4.2.2　容器日志工具　110 4.2.3　日志驱动　111 任务实现　112 任务4.2.1　熟悉Docker监控命令的使用　112 任务4.2.2　使用cAdvisor监控容器　113 任务4.2.3　将容器的日志记录到Linux日志系统　116 任务4.2.4　使用Logspout收集所有容器的日志　117 任务4.3　配置和管理Docker守护进程　119 任务说明　119 知识引入　119 4.3.1　Docker守护进程的启动　119 4.3.2　Docker守护进程的配置　120 4.3.3　Docker的实时恢复功能　122 任务实现　123 任务4.3.1　从Docker守护进程获取实时事件　123 任务4.3.2　查看Docker守护进程日志　123 任务4.3.3　测试Docker的实时恢复功能　124 任务4.3.4　开启Docker守护进程的远程访问　125 任务4.4　管理Docker对象　126 任务说明　126 知识引入　126 任务实现　126 任务4.4.1　使用Docker对象的标记　126 任务4.4.2　删除未使用的Docker对象　127 项目实训　127 项目实训1　容器的高级配置　127 项目实训2　实施容器监控　128 项目实训3　管理容器日志　128 项目实训4　配置和管理Docker守护进程　128 项目总结　128 项目5　定义和运行多容器应用程序　129 任务5.1　Compose入门　129 任务说明　129 知识引入　130 5.1.1　为什么要使用Compose　130 5.1.2　Compose的工作机制　130 5.1.3　Compose的特点　132 5.1.4　Compose的应用场景　133 5.1.5　Compose的版本演变　133 5.1.6　使用Compose的基本步骤　134 任务实现　134 使用Compose部署WordPress　134 任务5.2　编写Compose文件　138 任务说明　138 知识引入　138 5.2.1　Compose文件结构　138 5.2.2　服务定义　139 5.2.3　网络定义　144 5.2.4　卷定义　145 任务实现　146 任务5.2.1　编写定义单个服务的Compose文件　146 任务5.2.2　编写定义多个服务的Compose文件　147 任务5.3　使用Compose部署和管理应用程序　151 任务说明　151 知识引入　151 5.3.1　Compose命令行语法格式　151 5.3.2　Compose的常用命令　152 5.3.3　Compose的环境变量　154 5.3.4　组合使用多个Compose文件　155 任务实现　157 任务5.3.1　从源代码开始构建、部署和管理应用程序　157 任务5.3.2　更改Compose应用程序以适应不同环境　161 项目实训　163 项目实训1　使用Compose部署Web负载均衡应用程序　163 项目实训2　从源代码开始构建、部署和管理应用程序　164 项目总结　164 项目6　应用程序容器化　165 任务6.1　构建应用程序镜像　165 任务说明　165 知识引入　166 6.1.1　编写Dockerfile应遵循的准则和建议　166 6.1.2　创建自己的基础镜像　168 6.1.3　确定应用程序镜像包含的内容　168 6.1.4　应用程序镜像的构建和管理　169 任务实现　169 任务6.1.1　基于scratch构建简单的镜像　169 任务6.1.2　制作基于VNC的Firefox镜像　171 任务6.1.3　多阶段构建镜像　172 任务6.2　对应用程序进行容器化　173 任务说明　173 知识引入　174 6.2.1　应用程序容器化的基本步骤　174 6.2.2　部署容器化应用程序的方式　174 6.2.3　容器化过程中的应用程序代码处理　174 6.2.4　容器化应用程序的镜像大小优化　175 6.2.5　容器化应用程序的数据持久化　175 任务实现　176 容器化Node.js应用程序　176 任务6.3　Java应用程序容器化　179 任务说明　179 知识引入　179 6.3.1　Java的特点　179 6.3.2　Java的Web应用程序开发技术　180 6.3.3　Java应用程序服务器　180 6.3.4　Maven工具与Docker Maven插件　181 6.3.5　Spring Boot应用程序　181 任务实现　182 任务6.3.1　容器化简单的Java应用程序　182 任务6.3.2　容器化Tomcat应用程序　184 任务6.3.3　容器化Spring Boot应用程序　186 任务6.4　Python应用程序容器化　190 任务说明　190 知识引入　190 6.4.1　Python应用程序　190 6.4.2　Python Web框架及其部署技术　191 6.4.3　Python官方镜像的基本使用　192 任务实现　193 任务6.4.1　容器化Flask应用程序　193 任务6.4.2　容器化Django应用程序　197 项目实训　202 项目实训1　容器化Spring Boot应用程序　202 项目实训2　使用Compose部署LAMP平台　202 项目实训3　使用Compose部署Django应用程序　203 项目总结　203 项目7　自动化构建与持续集成　204 任务7.1　实现Docker镜像的自动化构建　204 任务说明　204 知识引入　205 7.1.1　代码管理与代码分支　205 7.1.2　CI/CD的概念　205 7.1.3　镜像的自动化构建　206 7.1.4　GitLab与GitLab Runner　207 任务实现　209 任务7.1.1　部署GitLab服务器　209 任务7.1.2　基于GitLab实现镜像的自动化构建　213 任务7.2　基于Docker实现CI/CD　219 任务说明　219 知识引入　219 7.2.1　Docker与CI/CD的结合　219 7.2.2　CI/CD实施工具　220 7.2.3　CI/CD平台的组建方案　221 7.2.4　Jenkins的项目类型　222 7.2.5　Jenkins的流水线代码语法　222 任务实现　223 任务7.2.1　部署Jenkins服务器　223 任务7.2.2　使用Jenkins的流水线项目实施CI/CD　227 任务7.2.3　通过配置GitLab自动触发项目自动化构建和部署　233 项目实训　236 项目实训1　搭建GitLab平台实现镜像自动化构建　236 项目实训2　结合Docker和Jenkins实现CI/CD　237 项目总结　237 项目8　Kubernetes部署容器化应用程序　238 任务8.1　部署Kubernetes集群　238 任务说明　238 知识引入　239 8.1.1　容器编排解决方案　239 8.1.2　Kubernetes集群的组成　240 8.1.3　Kubernetes集群的部署工具　241 8.1.4　Kubernetes的对象和资源　242 8.1.5　使用YAML文件描述应用程序　243 8.1.6　Kubernetes对象管理方法　244 任务实现　244 任务8.1.1　基于kind部署Kubernetes集群　244 任务8.1.2　在Kubernetes集群中运行并发布应用程序　248 任务8.2　在Kubernetes集群中部署开发的应用程序　250 任务说明　250 知识引入　251 8.2.1　将开发的应用程序部署到Kubernetes集群的基本流程　251 8.2.2　Jenkins的Maven项目CI/CD流程　251 任务实现　252 任务8.2.1　在Kubernetes集群中手动部署开发的应用程序　252 任务8.2.2　基于CI/CD平台将应用程序自动部署到Kubernetes集群　256 项目实训　261 项目实训1　手动将Python应用程序部署到Kubernetes　261 项目实训2　自动触发Maven项目构建并部署到Kubernetes　261 项目总结　262