【docker】Docker-compose单机容器集群编排

一、Compose的相关知识

1. Compose的相关概念

Compose是单机编排容器集群或者是分布式服务容器的应用工具。通过Compose,可以使用YAML文件来配置应用程序的服务。然后,使用一个命令,就可以从配置中创建并启动所有服务。

Docker-Compose是一个容器编排工具。通过一个.yml或.yaml文件,将所有的容器的部署方法、文件映射、容器端口映射等情况写在一个配置文件里,执行docker-compose up命令就像执行脚本一样,一个一个的安装并部署容器。

2. 为何需要docker-compose

docker镜像的管理问题

  1. 多次使用Dockerfile Build Image或者DockerHub拉取Image;

  2. 需要创建多个Container,多次编写启动命令;

  3. Container互相依赖的如何进行管理和编排;

当我们服务数量增多的时候,上面三个问题就会更加的被放大,如果这三个问题不解决,其实从虚拟机到容器化除了机器减少一些浪费以外,好像没有更多的变化。Docker有没有什么好的方法,可以让我们通过一个配置就搞定容器编排和运行呢?这个时候Docker Compose就站出来了。 

Docker Compose的解决方案

  1. 提供工具用于定义和运行多个docker容器应用;

  2. 使用yaml文件来配置应用服务(docker-compse.yml);

  3. 可以通过一个简单的命令docker-compse up可以按照依赖关系启动所有服务;

  4. 可以通过一个简单的命令docker-compose down停止所有服务;

  5. 当一个服务需要的时候,可以很简单地通过--scale进行扩容;

 3. Compose的特征 

  1. 更高的可移植性,Docker Compose仅需一个docker-compse up可以完成按照依赖关系启动所有服务,然后使用docker-compose down轻松将其拆解。帮助我们更轻松地部署复杂的应用程序;

  2. 单个主机上的多个隔离环境,Compose可以使用项目名称将环境彼此隔离,这带可以在一台计算机上运行同一环境的多个副本,它可以防止不同的项目和服务相互干扰;

二、Docker-compose的安装 

#下载
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.21.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
#安装
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
#查看版本
docker-compose --version
 
 
命令选项
 
-f, --file FILE 指定使用的 Compose 模板文件,默认为 docker-compose.yml,可以多次指定。
-p, --project-name NAME 指定项目名称,默认将使用所在目录名称作为项目名。
–x-networking 使用 Docker 的可拔插网络后端特性
–x-network-driver DRIVER 指定网络后端的驱动,默认为 bridge
–verbose 输出更多调试信息。
-v, --version 打印版本并退出。

三、Compose配置常用字段和YAML 文件编写 

3.1  YAML 文件格式及编写注意事项 

YAML 是一种标记语言,它可以很直观的展示数据序列化格式,可读性高。类似于 json 数据描述语言,语法比 json 简单的很多。关于 YAML 的真相是,YAML 中只有两种数据结构:序列(sequence)和映射(mapping)。这是两个花哨的名字,你会发现它代表了你非常熟悉的概念。这篇文章解释了这两种结构,更重要的是,介绍了它们是如何协同工作,使 YAML 成为表示你所关心的数据的强大方式。

  • YAML数据结构通过缩进来表示
  • 连续的项目通过减号来表示
  • 键值对用冒号分隔
  • 数组用中括号 [ ] 括起来
  • hash 用花括号 { } 括起来
(1)YAML 序列 

YAML 序列是一个列表。在其最简单的形式中,每行有一个项目,每行以破折号和空格开始。将即将进行的任务项目罗列在此,并且以此展开。

---
- JAVA
- python
- c++

于是这三种程序设计语言有着并列的关系,将此罗列为一个列表 

(2)YAML 映射 

YAML 映射是一个关键术语与该术语的定义相结合。在其他语言中,映射被称为“键值对”,一般的格式均为“变量:值 ”。简单明了的解释二则之间的关系

---
host:
 Kernel: Linux
 CPU: AMD
 RAM: '16 GB'

以上面为例子,首先用三个破折号为项目的开始,参数host的参数:内核为Linux,cpu为AMD,

运行内存为16GB 

(3)序列的映射 

 当我运用键值对的方式去映射定义一个变量的值,有时候会发现,这个变量不单单是一个值就能阐述清楚,于是我们可以让这个值变为一个序列,就像Java中的数组一样,定义数组命名,多个值进行组成。

---
hobby:
  - sing
  - dance
  - rap
phone:
  - 123456
  - 111111
(4)映射的映射 

 让一个键项的值中既有键又有值时,你可以使用映射的映射.就比如你的爱好是跳远,跳远就是你爱好的映射值,你能跳两米,于是两米就是跳远的映射值

---
host1:
  CPU: Intel
  RAM: '32 GB'
host2:
  CPU: AMD
  RAM: '16 GB'
(5)序列的序列 

就像你可以嵌套映射一样,你可以将一个序列嵌套到一个序列中: 

---
- [Linux, FreeBSD, Illumos]
- [YAML, XML, JSON]

序列的序列是 YAML 的实际使用中遇到的最不常见的数据结构 ,但是不排除你会需要一个列表的列表

(6)映射的序列 

你也可以创建一个包含映射的序列。对于人类排序数据的方式来说,这并不太常见,但对于计算机来说,这可能是一个重要的结构。 

---
-
  CPU: AMD
  RAM: '16 GB'
-
  CPU: Intel
  RAM: '16 GB'

 对于 YAML,这可能是最不直观的语法。它在 Python 中呈现时更清晰

[{"CPU": "AMD", "RAM": "16 GB"}, {"CPU": "Intel", "RAM": "16 GB"}]

方括号代表一个列表结构,这个列表包含两个字典。每个字典都包含键值对 

  使用 YAML 时需要注意下面事项:
●大小写敏感
●通过缩进表示层级关系
●不支持制表符 tab 键缩进,只能使用空格缩进
●缩进的空格数目不重要,只要相同层级左对齐,通常开头缩进2个空格
●用 # 号注释
●符号字符后缩进1个空格,如冒号 :  、逗号 ,  、横杠 - 
●如果包含特殊字符用单引号('')引起来会作为普通字符串处理,双引号(""): 特殊字符作为本身想表示的意思

 

3.2  Docker Compose配置常用字段

字段 描述
build 使用Dockerfile构建镜像。指定Dockerfile 文件名,要指定Dockerfile文件需要在bui ld标签的子级标签中使用dockerfile标签指定
dockerfile 构建镜像上下文路径(指定Dockerfile文件)
context 可以是dockerfile 的路径,或者是指向git 仓库的url地址
image 指定镜像
command 执行命令,覆盖容器启动后默认执行的命令(类似于 docker run)
container_name 指定容器名称,由于容器名称是唯一的, 如果指定自定义名称,则无法scale指定容器数量(同一个镜像指定多个容器数量)
deploy 指定部署和运行服务相关的配置,只能在Swarm模式使用
environment 添加环境变量
networks 加入网络,引用顶级networks下条目
networks_mode 设置容器的网络模式,如 host,bridge
ports 暴露容器端口,与-p相同,但端口不能低于60
volumes 挂载一个宿主机目录或命令卷到容器中,命令卷要在顶级volumes定义卷名称
volumes_from 从另一个服务或容器挂载卷,可选参数:ro 和:rw。仅版本'2' 支持
hostname 容器主机名
sysctls 在容器内设置内核参数
links 连接到另外一个容器,- 服务名称[:服务别名] (类似于容器互联)
privileged 用来给容器root权限,注意是不安全的,只有两个值:true或false
restart 设置重启策略,never,always, no-failure, unless-stopped
never,默认策略,在容器退出时不重启容器。
on-failure,在容器非正常退出时(退出状态非0),才会重启容器。
on-failure:3,在容器非正常退出时重启容器,最多重启3次。
always,在容器退出时总是重启容器。
unless-stopped,在容器退出时总是重启容器,但是不考虑在Docker守护进程启动时就已经停止了的容器。
depends_on 在使用Compose时,最大的好处就是少打启动命令,但一般项目容器启动的顺序是有要求的,如果直接从上到下启动容器,可能会因为容器依赖问题而启动失败。例如在没启动数据库容器的时候启动应用容器,应用容器会因为找不到数据库而退出。depends_on标签用于解决容器的依赖、启动先后的问题。

3.3 docker-compose中yaml文件的编写实例  

(1)depends_on 指定依赖关系和启动顺序

 在启动php容器前,就先启动后apache容器和mysql容器,为php组件提供所需启动的依赖环境

 php:
   depends_on:
     - apache
     - mysql
(2)使用镜像
  • 如果想使用已存在的镜像,使用image。
  • 如果想使用自己构建的镜像,使用build、dockerfile、context。
services:
  nginx:
    build:
      context: ./nginx
      dockerfile: Dockerfile

 首先阐明服务为nginx,使用build声明自己要构建镜像:context指定自己要构建镜像的Dockfile文件所在的目录,dockerfile指定构建镜像的Dockerfile的文件名

(3) 引用网络

在顶级层设置两个网络模式,在服务中引用不同的网络,可以实现网络的隔离,和网络的兼容。(可以理解为vlan) 

 networks:
   lnmp
   lamp
   
 service:
   nginx:
     networks:lnmp
     
   apache:
     networks:lamp
     
   mysql:
     networks:
       lnmp
       lamp
       
   php:
     networks:
       lnmp
       lamp 
(4)命令卷 

 在 version 3,可以在顶级层中定义一个命令卷(例如:db-data),db-data 作为一个中间件,实际并不存在,只是为了做数据同步。(可以理解为vlan)

 version: "3"
 ​
 services:
 ​
   nginx:
     volumes:
     - db_data:/var/lib/db
     
   mysql:
     volumes:
     - db_data:/var/lib/backup/data
 ​
 volumes:       #在顶级层定义一个命令卷
   db_data:

3.4  Docker Compose 常用命令 

命令 描述
build 重新构建服务
ps 列出容器
up 创建和启动容器
exec 在容器里面执行命令
scale 指定一个服务容器启动数量
top 显示容器进程
logs 查看容器输出
down 删除容器、网络、数据卷和镜像
stop/start/restart 停止/启动/重启服务

 四、Docker-compose 搭建LNMP

4.1 准备nginx、mysql、php文件

mkdir compose-lnmp
mkdir nginx mysql php
cd nginx
vim Dockerfile
cd mysql
vim Dockerfile
cd php
vim Dockerfile

【docker】Docker-compose单机容器集群编排_第1张图片

FROM centos:7

MAINTAINER this is nginx of LNMP 

ADD nginx-1.24.0.tar.gz /opt/

RUN yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make && \
    yum clean all && \
    useradd -M -s /sbin/nologin nginx && \
    cd /opt/nginx-1.24.0/ && \
    ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_stub_status_module && \
    make && make install

ENV PATH $PATH:/usr/local/nginx/sbin

COPY nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

EXPOSE 80
#EXPOSE 443

CMD ["/usr/local/nginx/sbin/nginx", "-g", "daemon off;"]

【docker】Docker-compose单机容器集群编排_第2张图片

FROM centos:7

MAINTAINER this is mysql image for LNMP

ADD mysql-boost-5.7.44.tar.gz /opt
COPY  my.cnf /etc/my.cnf

RUN yum -y install ncurses ncurses-devel bison cmake openssl-devel gcc gcc-c++ make && \
    yum clean all && \
    cd /opt/mysql-5.7.44/ && \
    cmake \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql \
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock \
-DSYSCONFDIR=/etc \
-DSYSTEMD_PID_DIR=/usr/local/mysql \
-DDEFAULT_CHARSET=utf8  \
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci \
-DWITH_EXTRA_CHARSETS=all \
-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 \
-DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data \
-DWITH_BOOST=boost \
-DWITH_SYSTEMD=1 && \
    make -j 2 && make install && \
    useradd -M -s /sbin/nologin  mysql && \
    chown -R mysql:mysql /usr/local/mysql/ && \
    chown mysql:mysql /etc/my.cnf && \
    /usr/local/mysql/bin/mysqld \
--initialize-insecure \
--user=mysql \
--basedir=/usr/local/mysql \
--datadir=/usr/local/mysql/data

ENV PATH $PATH:/usr/local/mysql/bin:/usr/local/mysql/lib
EXPOSE 3306

CMD ["/usr/local/mysql/bin/mysqld"]

 【docker】Docker-compose单机容器集群编排_第3张图片

FROM centos:7

MAINTAINER this is php image for LNMP (wl 20240126)

ADD php-7.1.10.tar.bz2 /opt/

RUN yum -y install gd \
libjpeg libjpeg-devel \
libpng libpng-devel \
freetype freetype-devel \
libxml2 libxml2-devel \
zlib zlib-devel \
curl curl-devel \
openssl openssl-devel \
gcc gcc-c++ make pcre-devel && \
    yum clean all && \
    cd /opt/php-7.1.10/ && \
    ./configure \
--prefix=/usr/local/php \
--with-mysql-sock=/usr/local/mysql/mysql.sock \
--with-mysqli \
--with-zlib \
--with-curl \
--with-gd \
--with-jpeg-dir \
--with-png-dir \
--with-freetype-dir \
--with-openssl \
--enable-fpm \
--enable-mbstring \
--enable-xml \
--enable-session \
--enable-ftp \
--enable-pdo \
--enable-tokenizer \
--enable-zip && make -j 2 && make install && \
    useradd -M -s /sbin/nologin nginx

COPY php.ini /usr/local/php/lib/php.ini
COPY php-fpm.conf /usr/local/php/etc/php-fpm.conf
COPY www.conf /usr/local/php/etc/php-fpm.d/www.conf
ENV PATH $PATH:/usr/local/php/bin:/usr/local/php/sbin

EXPOSE 9000

CMD ["/usr/local/php/sbin/php-fpm", "-F"]

 4.2 准备docker-compose.yml文件

vim docker-compose.yml
version: '3'

services:
  nginx:
    build:
      context: ./nginx
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: nginx
    ports:
    - 80:80
    - 443:443
    volumes:
    - ./nginx/html:/usr/local/nginx/html
    networks:
      lnmp:
        ipv4_address: 172.18.0.10

  mysql:
    build:
      context: ./mysql
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: mysql
    volumes:
    - db-data:/usr/local/mysql
    networks:
      lnmp:
        ipv4_address: 172.18.0.20

  php:
    build:
      context: ./php
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: php
    ports:
    - 9000:9000
    volumes:
    - db-data:/usr/local/mysql
    - ./nginx/html:/usr/local/nginx/html
    networks:
      lnmp:
        ipv4_address: 172.18.0.30
    depends_on:
    - nginx
    - mysql

networks:
  lnmp:
    driver: bridge
    ipam:
      config:
      - subnet: 172.18.0.0/16

volumes:
  db-data:

【docker】Docker-compose单机容器集群编排_第4张图片

docker-compose up -d
docker ps -a
docker-compose ps
docker exec -it mysql bash

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 4.3 访问浏览器测试 

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