docker-dockerfile练习

- [1. 开发环境标准化](#1. 开发环境标准化)
- [2. 静态网站托管](#2. 静态网站托管)
- [3. 多服务应用（WordPress）](#3. 多服务应用（WordPress）)
- [4. 微服务+负载均衡](#4. 微服务+负载均衡)
- [5. 数据持久化与备份](#5. 数据持久化与备份)
- [6. 多阶段构建优化镜像](#6. 多阶段构建优化镜像)
- [7. 日志集中管理（EFK/ELK）](#7. 日志集中管理（EFK/ELK）)
- [8. 私有镜像仓库与CI模拟](#8. 私有镜像仓库与CI模拟)
- [9. 网络隔离与通信](#9. 网络隔离与通信)
- [10. 安全加固：以非root用户运行](#10. 安全加固：以非root用户运行)
- [11. 资源限制与健康检查](#11. 资源限制与健康检查)
- [12. Docker Swarm 集群部署](#12. Docker Swarm 集群部署)

1. 开发环境标准化

背景：公司新入职了几名Python开发，每个人的本地环境（Python版本、依赖包）不一致，导致"在我电脑上能跑"的问题频发。
需求：

为现有的一个Python Flask项目（假设项目代码在Git仓库中）编写Dockerfile。
要求使用Python 3.9 slim镜像，安装requirements.txt中的依赖，暴露5000端口。
开发人员能够通过一条命令启动容器，并在本地修改代码后容器自动重载（使用volume挂载代码）。
最终开发团队所有人都使用同一个Docker镜像运行项目。

a.在/app路径中创建dockerfile文件

bash 复制代码

# 要求使用Python 3.9 slim镜像
FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 安装`requirements.txt`中的依赖
COPY requirements.txt .
# 安装python依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 将项目代码复制到容器（开发时会用 volume 覆盖，此步骤用于构建完整镜像）
# 将宿主机上项目根目录的所有文件，复制到镜像的 /app 目录下。
COPY . .

# 设置环境变量，使 Flask 以开发模式运行并开启自动重载
ENV FLASK_APP=app.py
ENV FLASK_ENV=development
ENV FLASK_DEBUG=1

# 暴露5000端口
EXPOSE 5000

# 启动命令：flask run 监听所有地址，开启重载
CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0", "--port=5000", "--reload"]

b.构建镜像

bash 复制代码

# 在myapp文件夹执行
docker build -t my-flask-app .

# 推送镜像
docker tag my-flask-app your-registry/my-flask-app:latest
docker push your-registry/my-flask-app:latest

# 拉取镜像
docker pull your-registry/my-flask-app:latest

c.开发时运行容器

bash 复制代码

docker run -p 5000:5000 -v $(pwd):/app your-registry/my-flask-app

-p 5000:5000：将容器 5000 端口映射到宿主机，访问 http://localhost:5000 即可。
-v $(pwd):/app：将当前目录挂载到容器的 /app，覆盖镜像中的代码，本地修改即时生效。
your-registry/my-flask-app：公司内部docker hub的名称
容器启动后，Flask 会监视文件变化并自动重启服务。

2. 静态网站托管

背景：市场部需要上线一个简单的品牌展示静态网站（HTML+CSS+JS），希望快速部署并能随时更新内容。
需求：

使用Nginx官方镜像，将本地./public目录下的静态文件打包到镜像中。
编写Dockerfile，复制文件到/usr/share/nginx/html。
构建镜像，运行容器并映射宿主机8080端口，访问http://localhost:8080看到网站。
优化：未来更新内容只需要替换本地文件并重新构建镜像，或通过挂载卷实现热更新。

a.创建dockerfile文件

bash 复制代码

# 使用Nginx官方镜像
FROM nginx:alpine

# 将本地`./public`目录下的静态文件打包到镜像中
COPY ./public /usr/share/nginx/html

# 映射宿主机8080端口
EXPOSE 80

b.构建镜像

bash 复制代码

docker build -t my-nginx-app .

# 推送镜像
docker tag my-nginx-app your-registry/my-nginx-app:latest
docker push your-registry/my-nginx-app:latest

# 拉取镜像
docker pull your-registry/my-nginx-app:lates

c.运行容器

bash 复制代码

docker run -d -p 8080:80 -v $(pwd):/public:/usr/share/nginx/html:ro your-registry/my-nginx-app

3. 多服务应用（WordPress）

背景：公司要搭建一个企业博客，运维团队希望用WordPress快速实现，同时保证数据不丢失。
需求：

使用docker-compose.yml定义两个服务：db（MySQL 5.7）和wordpress（最新版PHP+Apache）。
MySQL需设置root密码、创建数据库，数据持久化到宿主机./mysql_data目录。
WordPress服务链接到MySQL，并暴露80端口，访问即可安装博客。
要求容器重启后数据依然存在。

a.创建yaml文件

bash 复制代码

version: '3'                                        # 是Compose文件版本

services:                                           # 定义两个服务
  db:
    image: mysql:5.7
    container_name: wordpress_db
    restart: always                                 # 确保容器退出时自动重启
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: QAZ@!123qqaa             # 设置 root 密码
      MYSQL_DATABASE: wordpress                     # 自动创建名为 wordpress 的数据库
    volumes:
      - ./mysql_data:/var/lib/mysql                 # 将数据库数据持久化到宿主机当前目录的 mysql_data 文件夹
    ports:
      - "3306:3306"                                 # （可选）暴露 MySQL 端口，通常不需要对外暴露，可注释掉

  wordpress:
    image: wordpress:latest
    container_name: wordpress_app
    restart: always                                 # 确保容器退出时自动重启
    depends_on:
      - db                                          # 确保数据库先启动
    ports:
      - "8080:80"                                   # 将容器的 80 端口映射到宿主机的 8080 端口
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db:3306                    # 数据库服务名（db）加端口
      WORDPRESS_DB_USER: root                       # 连接数据库的用户名（此处使用 root）
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: QAZ@!123qqaa           # 对应上面设置的 root 密码
      WORDPRESS_DB_NAME: wordpress                  # 数据库名
    # 可选：持久化 WordPress 上传的文件和插件（如需完整备份可取消注释）
    # volumes:
    #   - ./wp-content:/var/www/html/wp-content

运行：

bash 复制代码

# 首次启动会拉取 MySQL 和 WordPress 镜像。
docker-compose up -d

停止：

bash 复制代码

docker-compose down

4. 微服务+负载均衡

背景：公司有一个Node.js的API服务，访问量逐渐增大，需要水平扩展并统一入口。
需求：

编写Node.js应用Dockerfile，应用监听3000端口，返回当前容器的主机名（或IP）便于验证负载。
使用docker-compose定义：
- app服务：构建本地镜像，并启动3个副本（--scale app=3）。
- nginx服务：使用官方nginx镜像，配置反向代理将请求分发到3个app实例（轮询）。
测试访问nginx（80端口），每次刷新应看到不同容器返回的信息。

5. 数据持久化与备份

背景：公司内部使用PostgreSQL作为核心业务数据库，需要定期备份数据，同时避免容器删除导致数据丢失。
需求：

运行PostgreSQL容器，使用命名卷（db-data）持久化数据库文件。
设置环境变量初始化数据库和用户。
创建一个临时容器（如postgres:latest）挂载同一个卷，并执行pg_dump备份数据到宿主机。
模拟删除原容器，重新创建一个新容器使用相同卷，验证数据是否恢复。

6. 多阶段构建优化镜像

背景：开发了一个Go语言编写的REST API，但直接构建的镜像包含了编译工具，体积超过500MB，部署慢。
需求：

编写多阶段Dockerfile：
- 阶段一：使用golang:1.18作为构建环境，编译出二进制文件。
- 阶段二：使用alpine:latest，仅复制编译好的二进制文件，并设置CMD运行它。
要求最终镜像大小控制在20MB以内。
构建并运行，验证API功能正常。

7. 日志集中管理（EFK/ELK）

背景：公司有多个微服务容器，日志分散在各个主机上，排查问题困难。需要统一收集、检索和可视化。
需求：

使用docker-compose部署Elasticsearch、Fluentd（或Logstash）、Kibana。
配置Fluentd收集所有容器的标准输出日志，发送到Elasticsearch。
在Kibana中创建索引模式，能够查看和搜索日志。
额外：让其中一个应用产生不同级别的日志，验证日志收集。

8. 私有镜像仓库与CI模拟

背景：公司不允许将镜像推送到Docker Hub，需要搭建内部镜像仓库，并模拟CI流程：代码提交后自动构建并推送到私有仓库。
需求：

运行一个registry:2容器作为私有仓库，挂载本地目录存储镜像，端口映射到5000。
编写一个简单的应用Dockerfile，构建后打上标签localhost:5000/myapp:latest，推送到私有仓库。
从另一台机器（或本机删除原镜像后）拉取并运行该镜像，验证私有仓库可用。
模拟CI：写一个shell脚本，自动执行构建、打标签、推送。

9. 网络隔离与通信

背景：公司有一个三层的应用：前端Nginx、后端API、数据库。要求前端可以访问API，API可以访问数据库，但数据库不能直接暴露给前端，且外界只能访问Nginx。
需求：

创建两个自定义网络：frontend和backend。
Nginx容器连接frontend网络，同时通过某种方式能访问API（例如将API也连入frontend，但API还需要访问数据库）。
API容器同时连接frontend和backend网络。
数据库容器只连接backend网络。
测试：从Nginx容器能ping通API，但不能ping通数据库；从API容器能ping通数据库；外部无法直接访问API和数据库端口。

10. 安全加固：以非root用户运行

背景：安全团队扫描发现，公司很多容器默认以root运行，存在安全隐患。要求所有应用容器必须使用非root用户。
需求：

选择一个基础镜像（如node:14），在Dockerfile中创建用户appuser，并赋予其对应用目录的权限。
确保容器启动命令使用该用户（USER appuser）。
构建镜像，运行后进入容器验证用户身份，并验证应用是否能正常监听端口（可能需要使用大于1024的端口或设置权限）。
注意：如果应用需要绑定80端口，需要额外处理（如使用authbind或转发）。

11. 资源限制与健康检查

背景：某Java应用消耗内存较高，偶尔会因为内存不足被OOM Killer杀死。运维希望限制容器资源，并增加健康检查以便自动恢复。
需求：

编写Dockerfile运行一个Java应用（可以是简单的Spring Boot示例）。
使用docker run时限制内存为512M、CPU为0.5核。
在Dockerfile中添加HEALTHCHECK指令，定期检查应用的健康端点（如/actuator/health）。
运行容器，观察资源限制效果，并模拟应用故障，查看Docker的健康状态变化。

12. Docker Swarm 集群部署

背景：公司要将一个Web服务部署到三台服务器上，需要实现高可用和滚动更新。
需求：

搭建一个单节点Swarm集群（或使用虚拟机模拟多节点）。
创建一个docker-compose.yml（version 3.8）定义服务，包含：
- web服务：使用前面构建的镜像，部署2个副本，更新策略为滚动更新。
- redis服务：用于会话缓存。
将服务部署为Stack（docker stack deploy）。
模拟滚动更新：修改镜像标签，重新部署，观察更新过程服务不中断。
将服务暴露到集群外部（使用路由网或发布端口）。