【Docker】Docker学习⑤ - Docker数据管理

洁癖丶2024-01-25 16:52

【Docker】Docker学习⑤ - Docker数据管理

  • 一、Docker简介
  • 二、Docker安装及基础命令介绍
  • 三、Docker镜像管理
  • 四、Docker镜像与制作
  • 五、Docker数据管理
    • [1. 数据类型](#1. 数据类型)
      • [1.1 什么是数据卷（data volume）](#1.1 什么是数据卷（data volume）)
        • [1.1.1 创建APP目录并生成web页面](#1.1.1 创建APP目录并生成web页面)
        • [1.1.2 启动容器并验证数据](#1.1.2 启动容器并验证数据)
        • [1.1.3 web界面访问](#1.1.3 web界面访问)
        • [1.1.4 在宿主机修改数据](#1.1.4 在宿主机修改数据)
        • [1.1.5 删除容器](#1.1.5 删除容器)
        • [1.1.6 数据卷的特点及使用](#1.1.6 数据卷的特点及使用)
      • [1.2 文件挂载](#1.2 文件挂载)
        • [1.2.1 创建容器并挂载文件](#1.2.1 创建容器并挂载文件)
        • [1.2.2 验证参数生效](#1.2.2 验证参数生效)
        • [1.2.3 如何一次挂载多个目录](#1.2.3 如何一次挂载多个目录)
        • [1.2.4 数据卷使用场景](#1.2.4 数据卷使用场景)
      • [1.3 数据卷容器](#1.3 数据卷容器)
        • [1.3.1 启动一个卷容器Server](#1.3.1 启动一个卷容器Server)
        • [1.3.2 启动端容器Client](#1.3.2 启动端容器Client)
        • [1.3.3 进入容器测试读写](#1.3.3 进入容器测试读写)
        • [1.3.4 关闭卷容器Server测试能否启动新容器](#1.3.4 关闭卷容器Server测试能否启动新容器)
        • [1.3.5 测试删除源卷容器Server创建容器](#1.3.5 测试删除源卷容器Server创建容器)
        • [1.3.6 测试之前的容器是否正常](#1.3.6 测试之前的容器是否正常)
        • [1.3.7 重新创建容器卷Server](#1.3.7 重新创建容器卷Server)
  • 六、网络部分
  • [七、Docker仓库之单机Dokcer Registry](#七、Docker仓库之单机Dokcer Registry)
  • 八、Docker仓库之分布式Harbor
  • [九、单机编排之Docker Compose](#九、单机编排之Docker Compose)

一、Docker简介

二、Docker安装及基础命令介绍

三、Docker镜像管理

四、Docker镜像与制作

五、Docker数据管理

如果运行中的容器修改如果生成了新的数据或者修改了现有的一个已经存在的文件内容，那么新产生的数据将会被复制到读写层进行持久化保存，这个读写层也就是容器的工作目录，此即"写时复制（COW）copy on write"机制

1. 数据类型

  • Docker 的镜像是分层设计的，底层是只读的，通过镜像启动的容器添加了一层可读写的文件系统，用户写入的数据都保存在这一层当中，如果要将写入的数据永久生效，需要将其提交为一个镜像然后通过这个镜像再启动实例，然后就会给这个启动的实例添加一层可读写的文件系统。
  • 目前Docker的数据类型分为两种，一是数据卷，二是数据容器，数据卷类似于挂载的一块磁盘，数据容器是将数据保存在一个容器上。

#查看指定PID的容器信息

日志：

	[root@gbase8c_private haproxy-1.8.31]# docker inspect bd4ec06804db
		.......
			"GraphDriver": {
				"Data": {
					"LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/d214d50660ae41a278d91e2c6c29fd4a7cc8184a98d5a6806c083e69dcc6e3fa/diff:/var/lib/docker/overlay2/7519ab25a179a968ecea9c106ff942cb7773ccdf45a28481fffb0459e18820ce/diff:/var/lib/docker/overlay2/d3bb81d4b06b5a73c5ced34a63078c386bdf78e7284673222ab2a620d5f0961f/diff:/var/lib/docker/overlay2/d9c3436b42f5d4b6d20e657640f1367ccbdba9521bc24d2f4e28dfaaf1d35537/diff:/var/lib/docker/overlay2/eb71623e9d9461ab5f07a015ce1882ad64366fd660e2431819cc248211d49b02/diff:/var/lib/docker/overlay2/0a665e15bd865f0001c1627b299c1704ac24c5411c4f10253946aae3087d54a6/diff:/var/lib/docker/overlay2/dac7c052b6df0bc270aa518861aff146477172886deb3dc593eaef00cd0de4cb/diff:/var/lib/docker/overlay2/d82086cfc2f1bc7fddb53f836e70daa237746cbd4a53dc5d8f70e59d8650c846/diff:/var/lib/docker/overlay2/a86b253e60b8498a4c59a48951e43f5c77a5e5e8266e405f8a7e8e1b20a63dc9/diff:/var/lib/docker/overlay2/ce3de19266860f7e3493ba9b16649347e9bd92ba648261843bd14fb1dd9e1e54/diff:/var/lib/docker/overlay2/f1bf8e7f890b1a1071493b75983686629b4e50c2bb38a7b77b1c044660a762f2/diff:/var/lib/docker/overlay2/43af4ff05b28f124d174b05c8f91a519e026386552867953fd4cc7c228497827/diff",
					"MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/merged",
					"UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/diff",
					"WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/work"
				},
		.......

	[root@gbase8c_private haproxy-1.8.31]# docker exec -it bd4ec06804db bash
	[root@bd4ec06804db /]# dd if=/dev/zero of=file bs=1M count=100
	100+0 records in
	100+0 records out
	104857600 bytes (105 MB, 100 MiB) copied, 0.0658615 s, 1.6 GB/s
	[root@bd4ec06804db /]# md5sum file
	2f282b84e7e608d5852449ed940bfc51  file
	[root@bd4ec06804db /]# ls
	apps  dev  file  lib	lost+found  mnt  proc  run   srv  tmp  var
	bin   etc  home  lib64	media	    opt  root  sbin  sys  usr
	[root@bd4ec06804db /]# cp file /opt/file.log

	[root@gbase8c_private haproxy-1.8.31]# tree /var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/diff
	/var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/diff
	├── apps
	│   └── apache-tomcat-8.5.96
	│       ├── conf
	│       │   └── Catalina
	│       │       └── localhost
	│       ├── logs
	│       │   ├── catalina.2023-12-10.log
	│       │   ├── catalina.2023-12-12.log
	│       │   ├── catalina.out
	│       │   ├── host-manager.2023-12-10.log
	│       │   ├── host-manager.2023-12-12.log
	│       │   ├── localhost.2023-12-10.log
	│       │   ├── localhost.2023-12-12.log
	│       │   ├── localhost_access_log.2023-12-10.txt
	│       │   ├── localhost_access_log.2023-12-12.txt
	│       │   ├── manager.2023-12-10.log
	│       │   └── manager.2023-12-12.log
	│       └── work
	│           └── Catalina
	│               └── localhost
	│                   ├── docs
	│                   ├── examples
	│                   ├── host-manager
	│                   ├── manager
	│                   ├── myapp
	│                   └── ROOT
	│                       └── org
	│                           └── apache
	│                               └── jsp
	│                                   ├── index_jsp.class
	│                                   └── index_jsp.java
	├── file                  ######当前容器中产生的数据
	├── opt                   ######当前容器中产生的数据
	│   └── file.log          ######当前容器中产生的数据
	├── root
	├── tmp
	│   └── hsperfdata_www
	│       └── 29
	└── var
		└── log
			└── lastlog
	
	24 directories, 17 files
	#验证md5值一致

	[root@gbase8c_private haproxy-1.8.31]# md5sum /var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/diff/opt/file.log 
	2f282b84e7e608d5852449ed940bfc51  /var/lib/docker/overlay2/dddd5100022dc9dd378bbf2335238c397d1af17a5aea082bb92fbef9c812c93a/diff/opt/file.log

1.1 什么是数据卷（data volume）

数据卷实际上就是宿主机上的目录或者是文件，可以被直接mount到容器当中使用。

实际生成环境中，需要针对不同类型的服务、不同类型的数据存储要求做相应的规划，最终保证服务的可扩展性、稳定性及安全性。

  • 需要存储+有状态：redis、mysql
  • 不需要存储+有状态：tomcat session在内存中
  • 不需要存储+无状态：nginx proxy、lvs
1.1.1 创建APP目录并生成web页面
	mkdir /usr/local/testapp/
	echo "Test App Page" > /usr/local/testapp/index.html
	cat /usr/local/testapp/index.html
	[root@gbase8c_private testapp]# cat /usr/local/testapp/index.html
	Test App Page
1.1.2 启动容器并验证数据

使用-v参数，将宿主机目录映射到容器内部，web2的ro标示在容器内对该目录只读，默认是可读写的

	docker run -d --name web1 -v /usr/local/testapp/:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8888:8080 tomcat-web:app1
	docker run -d --name web2 -v /usr/local/testapp/:/apps/tomcat/webapps/testapp:ro -p8889:8080 tomcat-web:app2

日志：

	[root@gbase8c_private testapp]# docker run -d --name web1 -v /usr/local/testapp/:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8888:8080 tomcat-web:app1
	5406ca7307ee47cf6a29d47822b33d1c9964cf64563b8e7beb839932cfe7a259
	[root@gbase8c_private testapp]# docker run -d --name web2 -v /usr/local/testapp/:/apps/tomcat/webapps/testapp:ro -p8889:8080 tomcat-web:app2
	903990f7d923082bc124158319c2226a8859c4b7d34b6af0ca8622b0d2fb4fd6
	[root@gbase8c_private testapp]# docker ps -a
	CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                              NAMES
	903990f7d923        tomcat-web:app2     "/apps/tomcat/bin/ru..."   50 seconds ago      Up 49 seconds       8009/tcp, 0.0.0.0:8889->8080/tcp   web2
	5406ca7307ee        tomcat-web:app1     "/apps/tomcat/bin/ru..."   56 seconds ago      Up 55 seconds       8009/tcp, 0.0.0.0:8888->8080/tcp   web1
	[root@gbase8c_private testapp]# docker inspect -f "{{.State.Pid}}" 5406ca7307ee
	30824
	[root@gbase8c_private testapp]# nsenter -t 30824 -m -u -i -n -p
	[root@5406ca7307ee /]# cat /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html 
	Test App Page
	[root@5406ca7307ee /]# echo "docker" >> /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html
	[root@5406ca7307ee /]# cat /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html 
	Test App Page
	docker
	[root@5406ca7307ee /]# logout
	[root@gbase8c_private testapp]# docker inspect -f "{{.State.Pid}}" 903990f7d923
	30996
	[root@gbase8c_private testapp]# nsenter -t 30996 -m -u -i -n -p
	[root@903990f7d923 /]# cat /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html
	Test App Page
	docker
	[root@903990f7d923 /]# echo "docker" >> /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html
	-bash: /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html: Read-only file system
	#只读
	#宿主机验证
	[root@gbase8c_private testapp]# cat /usr/local/testapp/index.html 
	Test App Page
	docker
1.1.3 web界面访问
	http://192.168.56.199:8888/testapp/
1.1.4 在宿主机修改数据

日志：

	echo "111" >> /usr/local/testapp/index.html
	web界面访问验证
1.1.5 删除容器

创建容器的时候指定参数-v，可以删除/var/lib/docker/containers/的容器数据目录，但是不会删除数据卷的内容。

删除所有容器之后，容器的数据目录被删除但是数据卷还在，所以数据卷数据是可以持久保存的。

日志：

	[root@gbase8c_private testapp]# docker ps
	CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                              NAMES
	903990f7d923        tomcat-web:app2     "/apps/tomcat/bin/ru..."   11 minutes ago      Up 11 minutes       8009/tcp, 0.0.0.0:8889->8080/tcp   web2
	5406ca7307ee        tomcat-web:app1     "/apps/tomcat/bin/ru..."   11 minutes ago      Up 11 minutes       8009/tcp, 0.0.0.0:8888->8080/tcp   web1
	[root@gbase8c_private testapp]# docker rm -f -v 5406ca7307ee
	5406ca7307ee
	[root@gbase8c_private testapp]# docker rm -f -v 903990f7d923
	903990f7d923
	[root@gbase8c_private testapp]# ll /var/lib/docker/containers/
	总用量 0
	[root@gbase8c_private testapp]# cat /usr/local/testapp/index.html 
	Test App Page
	docker
	111
1.1.6 数据卷的特点及使用
  • 数据卷是目录或者文件，并且可以在多个容器之间共同使用。
  • 对数据卷更改数据在所有容器里面会立即更新。
  • 数据卷的数据可以持久保存，即使删除使用该容器卷的容器也不影响。
  • 在容器里面的写入数据不会影响到镜像本身。

1.2 文件挂载

文件挂载用于很少更改文件内容的场景，比如nginx的配置文件、tomcat的配置文件等。

1.2.1 创建容器并挂载文件
	vim /usr/local/testapp/catalina.sh
	[root@gbase8c_private testapp]# cat catalina.sh  | grep JAVA_OPTS
	#自定义JAVA选项
	JAVA_OPTS="-server -Xms4g -Xmx4g -Xss512k -Xmn1g -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=65 -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseBiasedLocking -XX:+DisableExplicitGC -XX:MaxTenuringThreshold=10 -XX:NewSize=2048M -XX:MaxNewSize=2048M -XX:NewRatio=2 -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=512m -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods"
	docker run -d --name web1 -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -p8811:8080 tomcat-web:app1
1.2.2 验证参数生效

日志：

	[root@gbase8c_private testapp]# docker inspect -f "{{.State.Pid}}" b62074be97a9
	24222
	[root@gbase8c_private testapp]# docker inspect -f {{.State.Pid}} b62074be97a9
	24222
	[root@gbase8c_private testapp]# nsenter -t 24222 -m -u -p -i -n
	[root@b62074be97a9 /]# ps -ef | grep java
	www         29     1  7 21:28 ?        00:00:06 /usr/local/jdk/jre/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/apps/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -server -Xms4g -Xmx4g -Xss512k -Xmn1g -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=65 -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseBiasedLocking -XX:+DisableExplicitGC -XX:MaxTenuringThreshold=10 -XX:NewSize=2048M -XX:MaxNewSize=2048M -XX:NewRatio=2 -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=512m -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Djava.protocol.handler.pkgs=org.apache.catalina.webresources -Dorg.apache.catalina.security.SecurityListener.UMASK=0027 -Dignore.endorsed.dirs= -classpath /apps/tomcat/bin/bootstrap.jar:/apps/tomcat/bin/tomcat-juli.jar -Dcatalina.base=/apps/tomcat -Dcatalina.home=/apps/tomcat -Djava.io.tmpdir=/apps/tomcat/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
1.2.3 如何一次挂载多个目录

多个目录要位于不同的目录下

	docker run -d --name web1 -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -v /usr/local/testapp:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8811:8080 tomcat-web:app1
1.2.4 数据卷使用场景
  • 日志输出
  • 静态web界面
  • 应用配置文件
  • 多容器间目录或文件共享

1.3 数据卷容器

数据卷容器最大的功能是可以让数据在多个docker容器之间共享，即可以让B容器访问A容器的内润，而容器C也可以访问A容器的内容，即先要创建一个后台运行的容器作为Server，用于卷提供，这个卷可以为其他容器提供数据存储服务，其他使用此卷的容器作为clinet端。

1.3.1 启动一个卷容器Server

先启动一个容器，并挂载宿主机的数据目录

	docker run -d --name volume-docker -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -v /usr/local/testapp:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8800:8080 tomcat-web:app1
1.3.2 启动端容器Client
	docker run -d --name web1 -p8801:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app1
	docker run -d --name web2 -p8802:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
1.3.3 进入容器测试读写

读写权限依赖于源数据卷Server容器

1.3.4 关闭卷容器Server测试能否启动新容器
	docker stop volume-docker
	docker run -d --name web3 -p8803:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
1.3.5 测试删除源卷容器Server创建容器
	docker rm -fv volume-docker
	docker run -d --name web4 -p8804:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
1.3.6 测试之前的容器是否正常

已经运行的容器不受影响

1.3.7 重新创建容器卷Server
	docker run -d --name volume-docker -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -v /usr/local/testapp:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8800:8080 tomcat-web:app1
	docker run -d --name web4 -p8804:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2

  • 在当前环境下，即使把提供卷的容器Server删除，已经运行的容器Client依然可以使用挂载的卷，因为容器是通过挂载访问数据的，但是无法创建新的卷容器客户端，但是再把容器卷容器Server创建后即可正常创建卷容器Client，此方式可以用于线上共享数据目录等环境，因为即使数据卷容器被删除了，其他已经运行的容器依然可以挂载使用。

  • 数据卷容器可以作为共享的方式为其他容器提供文件共享，类似于NFS共享，可以在生产中启动一个实例挂载本地的目录，然后其他的容器分别挂载此容器的目录，即可保证各容器之间的数据一致性。
    日志：

      [root@gbase8c_private testapp]# docker run -d --name volume-docker -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -v /usr/local/testapp:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8800:8080 tomcat-web:app1
  de700ac7ae15f1efb07e672750997f91a469b8b2e33cc166cf4ad38328e4a815
  [root@gbase8c_private testapp]# docker run -d --name web1 -p8801:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app1
  1490e4a6697d5978614ac6b8557ef39ace767270da5014043a81ee7cc44775c2
  [root@gbase8c_private testapp]# docker run -d --name web2 -p8802:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
  e925dd3ccc2c45e03940ee5fbc22c4f6cd5be27371bcb20cc005442ea132ce4e
  [root@gbase8c_private testapp]# docker ps -a
  CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                              NAMES
  e925dd3ccc2c        tomcat-web:app2     "/apps/tomcat/bin/ru..."   6 seconds ago       Up 5 seconds        8009/tcp, 0.0.0.0:8802->8080/tcp   web2
  1490e4a6697d        tomcat-web:app1     "/apps/tomcat/bin/ru..."   11 seconds ago      Up 10 seconds       8009/tcp, 0.0.0.0:8801->8080/tcp   web1
  de700ac7ae15        tomcat-web:app1     "/apps/tomcat/bin/ru..."   15 seconds ago      Up 14 seconds       8009/tcp, 0.0.0.0:8800->8080/tcp   volume-docker
  [root@gbase8c_private ~]# docker exec 1490e4a6697d bash
  [root@gbase8c_private ~]# docker exec -it 1490e4a6697d bash
  [root@1490e4a6697d /]#  echo "#test" >> /apps/tomcat/webapps/testapp/index.html 
  [root@1490e4a6697d /]#  echo "#test" >> /apps/tomcat/bin/catalina.sh            
  bash: /apps/tomcat/bin/catalina.sh: Read-only file system
  [root@1490e4a6697d /]# exit
  [root@gbase8c_private ~]# docker stop volume-docker 
  volume-docker
  [root@gbase8c_private ~]# docker run -d --name web3 -p8803:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
  5f0cb9bb4888fde6252d09c63d1eda34b9194a2fa68da04648b17334be96a207
  [root@gbase8c_private ~]# docker rm -fv volume-docker
  volume-docker
  [root@gbase8c_private ~]# docker run -d --name web4 -p8804:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
  docker: Error response from daemon: No such container: volume-docker.
  See 'docker run --help'.
  [root@gbase8c_private ~]# docker run -d --name volume-docker -v /usr/local/testapp/catalina.sh:/apps/tomcat/bin/catalina.sh:ro -v /usr/local/testapp:/apps/tomcat/webapps/testapp -p8800:8080 tomcat-web:app1
  53c04a1406b994f96cd073465eee084e75153c45b65d9df73d4f2b9035282664
  [root@gbase8c_private ~]# docker run -d --name web4 -p8804:8080 --volumes-from volume-docker tomcat-web:app2
  cbe7367b77e3bc80b128e115fe7266601f0d819280594849fc17965034588edb

六、网络部分

七、Docker仓库之单机Dokcer Registry

八、Docker仓库之分布式Harbor

九、单机编排之Docker Compose

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