Docker 进阶实战：数据管理、网络

news2025/1/17 5:51:39

文章目录

  • Docker 进阶实战：数据管理、网络
    • 数据管理
      • Volume
        • 创建数据卷
        • 挂载数据卷
        • 共享数据卷
        • 删除数据卷
      • Bind mounts
      • tmpfs mounts
    • 网络
      • 端口映射
      • 容器互联
        • Docker 内部网络
        • Docker link
        • Docker Networking

Docker 进阶实战：数据管理、网络

数据管理

默认情况下，容器中数据的读写发生在容器的存储层，当容器被删除时其上的数据将会丢失。为了实现数据的持久化存储，Docker 为我们提供了以下几种方案：

  • Volumes
  • Bind mounts
  • tmpfs mounts

如下图，无论是哪种方式，其实对于容器来说它们都没有任何区别，都是存储在宿主机上的一个文件或者目录中，唯一的不同就是存储的位置或是文件系统、内存、Docker area。

Docker 数据管理方式

Volume

卷（volume）是在一个或者多个容器内被选定的目录，可以绕过分层的联合文件系统（Union File System），为 Docker 提供持久数据或者共享数据，它具有以下特点：

  • 对卷的修改会直接生效，并绕过镜像。
  • 当提交或者创建镜像时，卷不被包含在镜像里。
  • 卷可以在容器间共享。
  • 容器停止，卷里的内容依旧存在。

创建数据卷

我们可以使用 docker volume create 命令来创建一个数据卷，例如：

docker volume create test

接着可以使用 docker volume inspect 命令查看该数据卷的信息：

[
    {
        "CreatedAt": "2022-07-31T22:04:29+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/test/_data",
        "Name": "test",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

Mountpoint 中的路径 /var/lib/docker/volumes/test/_data 就是卷在宿主机上存储数据的目录。


挂载数据卷

那我们该怎么为容器挂载数据卷呢？可以在启动/创建容器的时候加上 -v 参数来挂载数据卷，例如：

docker run -d -v test:/data --name webserver orekilee/demo:nginx

这里我们将数据卷 test 挂载到了容器的 /data 目录下。

需要注意的是，即使我们在上一步没有创建数据卷，这里 docker 也会自动的去帮我们创建。如果我们没有指定数据卷的名字，docker 就会随机生成一个 id 来作为代替。


共享数据卷

如果想要让几个容器之间共享数据，可以在启动容器的时候用 --volumes-from 选项指定想要共享数据卷的容器，例如：

docker run -d --volumes-from webserver --name webserver1 orekilee/demo:nginx

此时我们新创建的容器 webserver1 就可以共享 webserver 所使用的所有数据卷，并且它们挂载的目录都是相同的。


删除数据卷

由于数据卷是用来为容器持久化数据的，所以其生命周期独立于容器之外，即使我们将容器销毁，docker 也并不会将它删除，而由于 docker 并不具备垃圾回收机制，这些无用的数据卷就会浪费我们的空间。

因此当一个数据卷没用之后，可以使用 docker volume rm 命令将其删除。

docker volume rm test


Bind mounts

除了挂载 docker area 中的数据卷，我们也可以将宿主机上的目录挂载到容器中，例如：

docker run -d -v /data/test:/data --name webserver2 orekilee/demo:nginx

上面的命令将宿主机中的 /data/test （必须使用绝对路径）目录作为一个卷挂载到容器中的 /data。如果宿主机中不存在该目录，将会直接创建一个。容器可以通过访问 /data 来直接操作宿主机中 /data/test 中的数据。


tmpfs mounts

与前面提到的两种方式不同，tmpfs mounts 所挂载的数据是临时存储于宿主机内存中的，即非持久化存储。当容器停止时，其中的数据也会随之删除。

我们可以在启动容器时使用 --tmpfs 参数来将数据挂载到内存中，例如：

docker run -d --tmpfs /data --name webserver3 orekilee/demo:nginx

此时我们可以使用 docker inspect 命令来查看其 mount 信息：

"Mounts": [
            {
                "Type": "tmpfs",
                "Source": "",
                "Destination": "/app",
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": ""
            }
        ]

本节提到的三种方式都可以使用 –mount 选项来完成，其可以通过指定类型 type=[volume、bind、tmpfs] 以及宿主机目录 source=[宿主机目录] target=[容器挂载目录] 来完成，例如：

–mount type=bind,source=/data,target=/data

由于其语法冗余，本文就没有过多介绍，想要了解 –mount 与 -v、–tmpfs 区别的小伙伴可以自行查看 docker 官方文档。


网络

端口映射

当我们在容器中部署一些服务时（例如 MySQL、Tomcat、Nginx 等），如果想让外部也能够访问到这些应用，就需要在创建容器时加上 -p 或者 -P （不指定端口，随机映射到一个开放的端口上）参数来指定端口映射：

# -p格式有以下三种 ip:hostPort:containerPort | ip::containerPort | hostPort:containerPort
docker run -p 8080:80 -d --name webserver1 orekilee/demo:nginx

这里我们将本地宿主机的 8080 端口绑定到了容器的 80 端口上，此时我们可以通过浏览器访问宿主机的 8080 端口，就可以访问到 nginx 服务，如下图：

访问容器中的nginx

如果我们使用 -P 来随机映射，可以使用 docker port 命令来查看其对应的端口号：

# 使用-P随机映射一个端口
docker run -P -d --name webserver222 orekilee/demo:nginx

# 查看映射的端口号
docker port webserver222

80/tcp -> 0.0.0.0:49158

那么它是如何实现的呢？其实很简单，只是在本地 iptable 的 nat 表中添加了相应的规则，我们可以使用 iptables -t nat -nL 2 命令来查看刚刚配置的几个端口：

Chain DOCKER (2 references)
target     prot opt source               destination
RETURN     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
RETURN     all  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0
DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:80 to:172.17.0.8:80
DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:8080 to:172.17.0.9:80
DNAT       tcp  --  0.0.0.0/0            0.0.0.0/0            tcp dpt:49158 to:172.17.0.10:80


容器互联

在 Docker 中，如果想要让各个容器之间通过内网进行网络连接，通常有以下三种方法：

  1. docker 内部网络
  2. Docker link
  3. Docker Networking

Docker 内部网络

docker 为了能够连接容器与本地宿主网络，构建了一个虚拟的以太网桥 docker0，它会为每一个 docker 容器分配一个 ip 地址，我们可以通过 ip a 命令来查看它的接口信息：

3: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:c9:f4:67:6d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::42:c9ff:fef4:676d/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
5: veth6e15dc8@if4: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default
    link/ether fa:c2:79:89:57:bb brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet6 fe80::f8c2:79ff:fe89:57bb/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
7: vethaeec631@if6: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master docker0 state UP group default
    link/ether a6:08:87:69:93:be brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 1
    inet6 fe80::a408:87ff:fe69:93be/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever

在这里我们发现当前所运行的容器都有一个对应的 veth 接口，那它有什么作用呢？

这里就先简单说明一下它的作用（原理在后续的章节会写），veth 其实是一个虚拟出来的网络接口，我们可以将其比作一个全双工的管道。管道的一端连接着 docker0，另一端则连接着我们的容器，两者可以通过这个管道来进行通信。通过为每一个容器创建一个这样的管道，docker 就构建出了一个虚拟的子网，这个子网由宿主机和所有的Docker容器共享。

Docker 网络 bridge 模式示意图

内部网络作为 docker 默认的方案，虽然看起来不错，但是其有一个致命的问题：每当容器重启时，ip 地址就会重新分配，如果我们在服务中将 ip 写死，则会导致服务不可用，需要重新配置。


Docker link

在 docker 1.9 之前，我们通常使用 Docker link 来解决上面的问题。它的使用方法非常简单，只需要在启动容器的时候，加上一个 –link 的参数即可。

这里我两个容器为例子：

# 首先启动一个容器
docker run -d --name webserver1 orekilee/demo:nginx


# 接着启动第二个容器，将其link到第一个容器上容器上
docker run -d --name webserver2 --link webserver1 orekilee/demo:nginx

此时，我们进入 webserver2 中，直接通过 ping 容器名来尝试连接 webserver1：

PING webserver1 (172.17.0.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from webserver1 (172.17.0.8): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.065 ms
64 bytes from webserver1 (172.17.0.8): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.066 ms
64 bytes from webserver1 (172.17.0.8): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.068 ms

那么它是如何做到的呢？首先我们查看一下 /etc/hosts 文件：

::1	localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0	ip6-localnet
ff00::0	ip6-mcastprefix
ff02::1	ip6-allnodes
ff02::2	ip6-allrouters
172.17.0.2	nginx1 91c559efadf8
172.17.0.3	d0e819e71e15

我们发现在 hosts 文件中，docker 直接为其加上了 ip 地址与容器名的映射。

接着使用 env 查看环境变量：

LANG=en_US.UTF-8
HOSTNAME=8f1d5dc8d58a
WEBSERVER1_PORT_80_TCP_PORT=80
WEBSERVER1_NAME=/webserver2/webserver1
which_declare=declare -f
PWD=/
HOME=/root
WEBSERVER1_PORT_80_TCP_ADDR=172.17.0.8
TERM=xterm
WEBSERVER1_PORT=tcp://172.17.0.8:80
WEBSERVER1_PORT_80_TCP=tcp://172.17.0.8:80
WEBSERVER1_PORT_80_TCP_PROTO=tcp
SHLVL=1
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
LESSOPEN=||/usr/bin/lesspipe.sh %s
BASH_FUNC_which%%=() {  ( alias;
 eval ${which_declare} ) | /usr/bin/which --tty-only --read-alias --read-functions --show-tilde --show-dot "$@"
}
_=/usr/bin/env

在环境变量中，同样也写入了 webserver1 的连接信息。

随着容器的重启，这些网络信息也会自动进行更新。相比较于 docker 内部网络，我们在代码中不必去写死 ip 地址，而是可以直接使用容器名来进行通信。

除此之外，通过把容器 link 在一起，可以让客户容器直接访问任意服务容器的公开端口（只有通过 --link 才能连接到这个端口），容器的端口不需要对本地宿主机公开。使得我们可以限制容器化应用程序被攻击面，减少应用暴露的网络。

注意：Docker link 只能工作于同一台 Docker 宿主机中，不能链接位于不同 Docker 宿主机上的容器。


Docker Networking

在 docker 1.9 版本中推出了 Docker Networking，其允许用户创建自己的网络，容器可以通过这个网络互相通信，同时容器可以跨越不同的宿主机来通信，且网络配置可以更灵活地定制。

相比较于 Docker link，它有以下两个优点：

  1. Docker Networking 可以将容器连接到不同宿主机上的容器。
  2. 通过 Docker Networking 连接的容器可以在无需更新连接的情况下，对停止、启动或者重启容器。而使用 Docker link，则可能需要更新一些配置，或者重启相应的容器来维护 Docker 容器之间的链接。
  3. Docker Networking 不必事先创建容器再去连接它。同样，也不必关心容器的运行顺序。

除了默认的运行在单个主机上的 bridge 桥接网络，还有允许跨多台宿主机进行通信的 overlay 网络，只需要在创建时加上 -d overlay 参数即可。

接下来我们就看看它的用法，首先我们先创建一个桥接网络 test：

docker network create test

那我们该如何该如何让容器加入这个网络呢？只需要在创建容器的时候加上 --net 参数即可：

docker run -d --net=test --name webserver1 orekilee/demo:nginx
docker run -d --net=test --name webserver2 orekilee/demo:nginx

接着使用 docker network inspect 命令查看这个网络的信息：

[
    {
        "Name": "test",
        "Id": "4480ede291b6db5ead834dfcda0c35a4130028694a0151b35b9d4108d8f0a2d2",
        "Created": "2022-07-31T18:30:05.518031987+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "0e859754b01b674cc28b2a14e9ca25fd7bbbb27b5ef4f17b821408616561c8b9": {
                "Name": "webserver1",
                "EndpointID": "b4d3491f6abbe80c61f79588251b9c5ed36bae40238f6dd9a76d5ca91be40201",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "28b8cf143b840eaea720dca4591804d22b983ca0e6a19a365ff16338226669fc": {
                "Name": "webserver2",
                "EndpointID": "18b08b0441674ec966640adfd1410e7a31cd28e59746604f23e816df6ca818b6",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",
                "IPv4Address": "172.18.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

此时我们看到我们的容器已经加入该网络，并且其 ip 地址，端口号都被记录其中。

接着我们来到 webserver1 上，尝试去连接 webserver2：

PING webserver2 (172.18.0.3) 56(84) bytes of data.
64 bytes from webserver2.test (172.18.0.3): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.071 ms
64 bytes from webserver2.test (172.18.0.3): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.071 ms
64 bytes from webserver2.test (172.18.0.3): icmp_seq=3 ttl=64 time=0.068 ms

此时我们发现，它们已经能够达成互联，并且与 docker link 相同，它们的 hosts 信息也会随着重启而自动更新。

除了在创建的时候指定 network，我们能不能让已经运行的容器加入 network 呢？

这时就需要使用 docker network connect 来将运行中的容器加入到已有的网络：

docker run -d --name webserver3 orekilee/demo:nginx
docker network connect test webserver3

此时再查看 docker network inspect，就可以发现容器已经加入：

[
    {
        "Name": "test",
        "Id": "4480ede291b6db5ead834dfcda0c35a4130028694a0151b35b9d4108d8f0a2d2",
        "Created": "2022-07-31T18:30:05.518031987+08:00",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
                    "Gateway": "172.18.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "0e859754b01b674cc28b2a14e9ca25fd7bbbb27b5ef4f17b821408616561c8b9": {
                "Name": "webserver1",
                "EndpointID": "b4d3491f6abbe80c61f79588251b9c5ed36bae40238f6dd9a76d5ca91be40201",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:02",
                "IPv4Address": "172.18.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "28b8cf143b840eaea720dca4591804d22b983ca0e6a19a365ff16338226669fc": {
                "Name": "webserver2",
                "EndpointID": "18b08b0441674ec966640adfd1410e7a31cd28e59746604f23e816df6ca818b6",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:03",
                "IPv4Address": "172.18.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "bf0b77de8064434af64598a51ed62ca1915b47cc218ed3f354149b5a916b64d7": {
                "Name": "webserver3",
                "EndpointID": "3271ea7fb1b88ef9d2a80f284ac21f0408078b811ce0544e9770e2fbba14dd46",
                "MacAddress": "02:42:ac:12:00:04",
                "IPv4Address": "172.18.0.4/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]

同理，我们可以使用 docker network disconnect 命令将容器从网络中删除。

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【实验目的】 1、掌握规范化数据库设计包括步骤及其任务、方法、结果等。 2、掌握数据库设计过程中关键文档的写法。 3、了解数据库辅助设计工具。 【实验内容】 请按下面大纲书写实验报告&#xff08;请自行附页&#xff09;。 &#xff08;1&#xff09;需求分析&#…
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【MySQL】Mysql索引失效场景（15个必知）

【MySQL】Mysql索引失效场景（15个必知）

文章目录 背景数据库及索引准备创建表结构初始化数据数据库版本及执行计划 1、联合索引不满足最左匹配原则2、 使用了select *3 、索引列参与运算4、 索引列参使用了函数5、 错误的Like使用6、 类型隐式转换7、使用OR操作8、 两列做比较9、 不等于比较10、 is not null11、 not…
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ChatGPT实现stackoverflow 解释

ChatGPT实现stackoverflow 解释

stackoverflow 解释 ChatGPT 公开服务以来&#xff0c;程序员们无疑是最早深入体验和"测试"的一批人。出色的效果也引发了一系列知识产权上的争议。著名的 stackoverflow 网站&#xff0c;就宣布禁止用户使用 ChatGPT 生成的内容来回答问题&#xff0c;一经发现&…
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系统分析师之系统设计（十五）

系统分析师之系统设计（十五）

目录 一、软件流程设计 1.1 业务流程分析方法 1.2 业务流程建模 1.2.1 标杆瞄准 1.2.2 IDEF 1.2.3 DEMO 1.2.4 流程建模语言 1.2.5 基于服务的BPM 1.2.6 业务流程重组BPR 1.2.7 业务流程管理BPM 二、软件架构设计 2.1 概念 2.2 软件架构风格 三、 结构化设计 四…
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这样的应急科普，你爱了吗？

这样的应急科普，你爱了吗？

“当我给救援队叔叔系上红领巾的时候&#xff0c;我特别的自豪&#xff0c;很开心&#xff01;” “救援队的叔叔、阿姨们都很伟大&#xff0c;我长大了&#xff0c;也想和他们一样。” “我爸爸就是一名救援队队员&#xff0c;我很崇拜他&#xff01;” 敬少先队员礼&#…
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高通 Android 8/9/12/13 兼容U盘识别extfat模式

高通 Android 8/9/12/13 兼容U盘识别extfat模式

Android本身不支持extfat格式 需要通过nofuse 打kernel补丁方式去实现 Android 8/9 1、kernel/msm-4.9/arch/arm64/configs/sdm670-perf_defconfig 增加代码如下&#xff08;需要提交编译kernel记得git add sdm670-perf_defconfig 不需要commit哈&#xff01;否则编译会还原…
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最强算法视频公开课！（内容硬核，完全免费！

最强算法视频公开课！（内容硬核，完全免费！

和录友们汇报一下&#xff0c;代码随想录算法公开课已经更新完毕了。 由我亲自录制了140期算法视频&#xff0c;覆盖了 《代码随想录》纸质版上全部题目的讲解。 视频全部免费开放在B站&#xff1a;代码随想录 目录就在视频播放的右边&#xff0c;完全按照代码随想录的顺序讲…
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利用Redis的SetNx一步步实现分布式锁并改进

利用Redis的SetNx一步步实现分布式锁并改进

文章目录 1 基本原理和实现方式对比2 Redis分布式锁的实现核心思路3 利用setnx方法实现分布式锁加锁逻辑释放锁逻辑修改业务代码 4 Redis分布式锁误删情况说明5 解决Redis分布式锁误删问题6 分布式锁的原子性问题7 Lua脚本解决多条命令原子性问题8 利用Java代码调用Lua脚本改造…
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DevOps产品开发实践

DevOps产品开发实践

背景 2022年11月&#xff0c;公司启动了智能运维产品的研发项目&#xff0c;该项目基于zabbix进行二次开发&#xff0c;对行业客户的数据中心的基础软硬件设施进行数据采集和分析&#xff0c;通过持续的数据采集和监控&#xff0c;及时发现数据中心软硬件的异常状态并预警&…
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k8s集群部署 | 三节点（复用）高可用集群过程参考

k8s集群部署 | 三节点（复用）高可用集群过程参考

文章目录 1. kubeadm 部署三节点&#xff08;复用&#xff09;高可用 k8s 集群1.1 环境规划阶段1.1.1 实验架构图1.1.2 系统版本说明1.1.3 环境基本信息1.1.4 k8s 网段划分 1.2 基础安装及优化阶段1.2.1 系统信息检查1.2.2 静态 IP 地址配置1.2.3 配置主机名1.2.4 配置/etc/hos…
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open3d 源码阅读kd_tree_search.py

open3d 源码阅读kd_tree_search.py

核心函数接口&#xff1a; search_radius_vector_3d search_knn_vector_3d # ---------------------------------------------------------------------------- # - Open3D: www.open3d.org - # ----------------------…
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基于Html+css的图展示52

基于Html+css的图展示52

准备项目 项目开发工具 Visual Studio Code 1.44.2 版本: 1.44.2 提交: ff915844119ce9485abfe8aa9076ec76b5300ddd 日期: 2020-04-16T16:36:23.138Z Electron: 7.1.11 Chrome: 78.0.3904.130 Node.js: 12.8.1 V8: 7.8.279.23-electron.0 OS: Windows_NT x64 10.0.19044 项目…
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