Docker与Kubernetes学习

引言
Docker简介
- Docker的架构
- Docker的基本命令
Docker实践案例
- 案例一：构建一个简单的Web应用
- 案例二：使用Docker Compose管理多容器应用
Kubernetes简介
- Kubernetes的架构
- Kubernetes的核心概念
Kubernetes实践案例
- 案例一：部署一个简单的Web应用
- 案例二：使用Helm管理Kubernetes应用
Docker与Kubernetes的结合
总结与展望

引言

在现代软件开发中，Docker和Kubernetes已成为不可或缺的工具。Docker提供了一种轻量级的虚拟化解决方案，使得应用可以在不同环境中快速部署。而Kubernetes则是一个开源平台，用于自动化容器化应用的部署、扩展和管理。本篇文章旨在深入探讨这两者的基础知识、实践案例以及它们如何协同工作。

Docker简介

Docker的架构

Docker的核心组件包括：

Docker Engine：负责容器的创建和管理。
Docker Hub：一个公共的容器镜像仓库，可以存储和分享镜像。
Docker CLI：命令行接口，允许用户与Docker进行交互。

Docker的基本命令

以下是一些常用的Docker命令：

docker run：运行一个新的容器。
docker ps：列出正在运行的容器。
docker images：列出本地的Docker镜像。
docker rm：删除一个或多个容器。
docker rmi：删除一个或多个镜像。

Docker实践案例

案例一：构建一个简单的Web应用

1. 环境准备

我们将构建一个基于Node.js的简单Web应用，并使用Docker进行容器化。

2. 创建Node.js应用

bashCopy Code
mkdir myapp
cd myapp

然后创建app.js文件：

javascriptCopy Code
const http = require('http');

const hostname = '0.0.0.0';
const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
  res.end('Hello World\n');
});

server.listen(port, hostname, () => {
  console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});

3. 创建Dockerfile

在同一目录下创建一个名为Dockerfile的文件：

dockerfileCopy Code
# 使用官方Node.js镜像
FROM node:14

# 设置工作目录
WORKDIR /usr/src/app

# 复制package.json和package-lock.json
COPY package*.json ./

# 安装依赖
RUN npm install

# 复制应用代码
COPY . .

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 启动应用
CMD ["node", "app.js"]

4. 构建Docker镜像

使用以下命令构建Docker镜像：

bashCopy Code
docker build -t myapp .

5. 运行Docker容器

构建完成后，运行容器：

bashCopy Code
docker run -p 3000:3000 myapp

现在，你可以通过访问http://localhost:3000来查看你的应用。

案例二：使用Docker Compose管理多容器应用

1. 创建多容器应用

假设我们有一个简单的Web应用和一个MongoDB数据库，我们可以使用Docker Compose来管理这两个服务。

2. 创建`docker-compose.yml`文件

在myapp目录下创建docker-compose.yml文件：

yamlCopy Code
version: '3'

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    depends_on:
      - mongo
  mongo:
    image: mongo
    ports:
      - "27017:27017"

3. 启动应用

在myapp目录下，使用以下命令启动应用：

bashCopy Code
docker-compose up

这将启动Web应用和MongoDB。你可以通过http://localhost:3000访问Web应用。

Kubernetes简介

Kubernetes的架构

Kubernetes的主要组件包括：

Master Node：负责管理集群的控制平面。
Worker Node：运行容器化应用的工作节点。
Pod：Kubernetes的最小可部署单元，通常包含一个或多个容器。

Kubernetes的核心概念

Deployment：用于声明和管理Pod的副本。
Service：定义如何访问Pod的网络策略。
ConfigMap和Secret：用于管理配置数据和敏感信息。

Kubernetes实践案例

案例一：部署一个简单的Web应用

1. 创建Deployment

首先，创建一个名为deployment.yaml的文件：

yamlCopy Code
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:latest
        ports:
        - containerPort: 3000

2. 创建Service

接下来，创建一个名为service.yaml的文件：

yamlCopy Code
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 3000
      targetPort: 3000
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myapp

3. 部署应用

使用以下命令部署应用：

bashCopy Code
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml

4. 访问应用

你可以通过访问http://<Node_IP>:30001来查看应用。

案例二：使用Helm管理Kubernetes应用

1. 安装Helm

首先，确保你已经安装了Helm：

bashCopy Code
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

2. 创建Helm Chart

使用Helm创建一个新的Chart：

bashCopy Code
helm create mychart

3. 更新Chart

根据你的应用需求更新mychart/values.yaml和mychart/templates/deployment.yaml。

4. 部署Helm Chart