【嵌入式】Docker镜像构建指南：引领应用部署的革新之路

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Docker镜像构建指南：引领应用部署的革新之路

  • 1. 概述
    • 1.1 什么是Docker？
    • 1.2 docker能干嘛？
    • 1.3 从哪里获取docker镜像
      • 1.3.1 Docker Hub
      • 1.3.2 其它Docker镜像服务平台
      • 1.3.3 线下分发
  • 2. Ubuntu如何安装docker
  • 3. 如何构建docker镜像
    • 3.1 组装基础Dockerfile
    • 3.2 按需修改Dockerfile
    • 3.3 编译镜像
    • 3.4 查看镜像列表和镜像ID
    • 3.5 验证镜像
  • 4. 如何使用阿里云docker镜像服务
    • 4.1 创建实例
      • 4.1.1 创建个人实例
      • 4.1.2 确认风险
      • 4.1.3 设置密码
    • 4.2 创建命名空间
    • 4.3 创建镜像仓库
      • 4.3.1 填写仓库基本信息
      • 4.3.2 设置代码源
  • 5. docker镜像上传到阿里云
    • 5.1 镜像打tag
    • 5.2 登录授权
    • 5.3 推送到服务器
  • 6. 总结

1. 概述

1.1 什么是Docker？

Docker是一种开源的容器化平台，它允许开发人员将应用程序及其所有依赖项（如库、环境变量、配置文件等）打包成一个容器，从而实现应用程序在不同环境中的快速部署、可移植性和可复制性。Docker利用Linux内核提供的容器技术，将应用程序和其依赖项隔离在一个容器中，使得应用程序能够在不同的计算机、虚拟机或云平台上进行高效地部署和运行。

1.2 docker能干嘛？

Docker的应用场景包括但不限于：

  1. 应用程序打包和部署：开发人员可以将应用程序以及其所有依赖项打包成一个容器，从而实现一次构建，到处运行的部署方式。

  2. 微服务架构：Docker容器适合部署微服务架构，每个微服务可以打包成一个独立的容器，实现高度的模块化和可扩展性。

  3. 环境一致性：Docker容器提供了一种可靠的环境隔离方式，能够确保应用程序在不同环境中的一致性，从开发到测试再到生产环境的部署都能保持一致。

  4. 快速开发和测试：开发人员可以在本地环境中快速地启动、停止、删除容器，进行开发和测试，从而提高开发效率。

  5. 持续集成和持续部署：Docker容器可以与持续集成/持续部署工具集成，实现自动化构建、测试和部署流程，加快软件交付速度。

在嵌入式开发领域，Docker一般用于快速部署开发环境，保证所有服务器，所有开发人员的开发环境一致性，避免因环境差异带来各种各样的问题。

1.3 从哪里获取docker镜像

1.3.1 Docker Hub

Docker官方镜像平台提供了很多基础镜像，可以访问https://hub.docker.com/来查找。

1.3.2 其它Docker镜像服务平台

除了Docker Hub之外，国内外也有大量的平台提供了镜像搭建和维护服务，比如阿里云的容器镜像服务：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances。

1.3.3 线下分发

他人构建好的镜像，可以打包后进行线下分发，他人获取后可以直接导入。

举例子：
可以使用docker save命令将myubuntu镜像导出为myubuntu.tar

sudo docker save -o myubuntu.tar myubuntu

myubuntu.tar镜像可以自由分发，另外一个人拿到myubuntu.tar后就可以使用docker load导入到自己的机器上，然后就可以使用该镜像创建并启动容器了。

sudo docker load -i myubuntu.tar

2. Ubuntu如何安装docker

要在Ubuntu上安装Docker，可以按照以下步骤进行：

  1. 更新apt软件包索引：

    sudo apt update

  2. 安装依赖包，以允许apt软件包在HTTPS上使用存储库：

    sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

  3. 添加Docker的官方GPG密钥：

    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

  4. 添加Docker APT存储库：

    sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

  5. 再次更新apt软件包索引：

    sudo apt update

  6. 确保从Docker存储库而不是默认存储库中安装：

    apt-cache policy docker-ce

  7. 最后，安装Docker：

    sudo apt install docker-ce

  8. 验证Docker是否正确安装：

    sudo systemctl status docker

通过这些步骤，可以在Ubuntu上成功安装Docker，并可以开始使用Docker引擎了。

3. 如何构建docker镜像

要构建Docker镜像，需要编辑一个Dockerfile文件，来描述镜像的构建过程。现以更新java版本为例，讲述整个更新过程。

3.1 组装基础Dockerfile

新建一个空目录，然后创建一个名为Dockerfile的文本文件，将如下内容拷贝进去

FROM ubuntu:1604
MAINTAINER Alex <guoyong.lei@163.com>

WORKDIR /home/admin/workspace

ENTRYPOINT ["/bin/bash"]

3.2 按需修改Dockerfile

将下载好的java运行环境压缩包拷贝到Dockerfile同一目录下。然后我们使用Dockerfile的ADD命令将本地当前目录下的OpenJDK11U-jdk_x64_linux_11.0.12_7.tar.gz解压并拷贝到/opt/目录下，然后用过ENV命令修改PATH环境变量，追加新的java执行目录即可。

对应代码如下所示：

FROM ubuntu:1604
MAINTAINER Alex <guoyong.lei@163.com>

ADD ./OpenJDK11U-jdk_x64_linux_11.0.12_7.tar.gz /opt/
ENV PATH /opt/openjdk-11.0.12_7/bin:$PATH

WORKDIR /home/admin/workspace

ENTRYPOINT ["/bin/bash"]

3.3 编译镜像

Dockerfile编写完成后，使用docker build命令在Dockerfile所在的目录中构建镜像：

$ sudo docker build -f Dockerfile -t ubuntu1604_update_java .

Sending build context to Docker daemon   203 MB
Step 1 : FROM ubuntu:1604
---> 961496ae44f2
Step 2 : MAINTAINER Alex <guoyong.lei@163.com>
---> Using cache
---> ae3210afff6e
Step 3 : ADD ./OpenJDK11U-jdk_x64_linux_11.0.12_7.tar.gz /opt/
---> 7ea4f23aa58e
Removing intermediate container 66d7e8d08a31
Step 4 : ENV PATH /opt/openjdk-11.0.12_7/bin:$PATH
---> Running in 9681ee611e2d
---> 4de8fc80f273
Removing intermediate container 9681ee611e2d
Step 5 : WORKDIR /home/admin/workspace
---> Running in 015127eea321
---> 12d61d78f3fb
Removing intermediate container 015127eea321
Step 6 : ENTRYPOINT /bin/bash
---> Running in cd95f1c5a241
---> 586de0560544
Removing intermediate container cd95f1c5a241
Successfully built 586de0560544

上述命令中，

  • -f Dockerfile 表示使用Dockerfile描述文件来构建镜像
  • -t ubuntu1604_update_java表示为新镜像指定一个名称（在此示例中为ubuntu1604_update_java）
  • .表示Dockerfile在当前目录下。

3.4 查看镜像列表和镜像ID

镜像编译成功后，就可以通过docker images命令查看镜像列表了。如下所示，第一个就是我们钢构件成的镜像：

$ sudo docker images
REPOSITORY                                                        TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu1604_update_java                                            latest              586de0560544        7 minutes ago       1.701 GB
dev_x86_backup_20211227                                           latest              12173815dc73        9 weeks ago         90.53 GB
dev_x86_backup_20211226                                           latest              14a64e5c857c        9 weeks ago         144.5 GB
ubuntu_1604_build_20211014                                        latest              961496ae44f2        4 months ago        1.376 GB
ubuntu18.04_sifeng                                                latest              4bb2e57d175c        13 months ago       915.7 MB
ubuntu16.04_x64                                                   latest              6a7a6103b47d        3 years ago         14.87 GB

3.5 验证镜像

镜像编译成功之后，可以用个docker run命令来验证。如下所示，执行docker run命令之后，会进入Docker环境，之后自行查看改动是否生效即可。确认完成之后，执行exit命令退出docker环境。

$ sudo docker run -it --rm ubuntu1604_update_java:latest
admin@1d7377478901:~/workspace$
admin@1d7377478901:~/workspace$ ls /opt/
openjdk-11.0.12_7
admin@1d7377478901:~/workspace$
admin@c66458d193aa:~/workspace$ type java
java is /opt/openjdk-11.0.12_7/bin/java
admin@1d7377478901:~/workspace$
admin@1d7377478901:~/workspace$ java --version
openjdk 11.0.12 2021-07-20
OpenJDK Runtime Environment 18.9 (build 11.0.12+7)
OpenJDK 64-Bit Server VM 18.9 (build 11.0.12+7, mixed mode)
admin@1d7377478901:~/workspace$
admin@69bd748cfdc4:~/workspace$ exit
exit

构建镜像的过程中，Docker将执行Dockerfile中指定的每个步骤，包括基础镜像的拉取、文件的复制、环境变量的设置等。最终，我们会获得一个包含指定应用程序和配置的Docker镜像，可以将其推送到Docker Hub或阿里云等镜像仓库中，也可以在本地使用。

4. 如何使用阿里云docker镜像服务

本章，我们以阿里云的Docker镜像服务为例，讲述如何其使用方法，包括平台初始化和镜像创建等操作。

待云端初始化完成并创建镜像之后，我们就可以将上一章中创建的docker镜像上传到阿里云存储下来，以备其它机器拉取使用了。

4.1 创建实例

打开阿里云容器镜像服务制台，新建实例。可按需选择企业版和个人版。下文都以个人版为例进行演示。

4.1.1 创建个人实例

在这里插入图片描述

4.1.2 确认风险

按照页面提示，个人版实例不提供SLA保障且有数量、安全性等限制，不保障安全和稳定，不建议生产业务中使用，以避免影响线上业务。如有需要可选择企业版实例或者其它方案进行存储分发。
在这里插入图片描述

4.1.3 设置密码

该密码在docker login命令登录阿里云Docker服务器时输入，用于docker pull命令下载私有镜像和docker push命令上传镜像时鉴权使用，请务必谨记。
在这里插入图片描述

4.2 创建命名空间

个人实例创建成功之后，需要先继续创建命名空间，命名空间用来管理镜像仓库，所以必须先创建命名空间，才能创建镜像。

点击左侧的命名空间，点击创建命名空间按钮，填入命名空间的名字之后，点击确定按钮保存即可。
在这里插入图片描述

4.3 创建镜像仓库

命名空间创建成功后，就可以创建镜像仓库了。

4.3.1 填写仓库基本信息

点击左侧的镜像仓库，点击创建镜像仓库，依次选择命名空间，填入仓库名称，选择仓库类型，填入摘要之后，点击下一步按钮。
在这里插入图片描述

4.3.2 设置代码源

我们最终是要将本地创建好的镜像上传到该镜像仓库，因此代码源选择本地仓库即可，最后点击创建镜像仓库按钮即可。
在这里插入图片描述
到此为止，镜像仓库就创建成功了，如下图所示，可以查看到相关信息以及操作指南。
在这里插入图片描述

5. docker镜像上传到阿里云

在第三章中，我们已经把docker镜像编译完成并验证OK，也已在阿里云镜像平台创建好了镜像仓库，接下来就可以将本地的镜像上传阿里云docker镜像服务器了。

5.1 镜像打tag

先对本地镜像打tag，标记本地镜像，将其归入某一仓库。
如下所示，我们将586de0560544（ubuntu1604_update_java的Image ID，docker image命令可以查看到）这个镜像归入registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/android_product/ubuntu16.04_android仓库。

sudo docker tag 586de0560544 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/android_product/ubuntu16.04_android:latest

5.2 登录授权

$ docker login --username=<修改为自己的阿里云账号> registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com

用于登录的用户名为阿里云账号全名，密码为创建实例时设置的密码。

5.3 推送到服务器

镜像准备就绪，即可使用docker push命令推送到docker镜像服务器了。

sudo docker push reg.docker.alibaba-inc.com/tmjl_service/ubuntu-1604-build:latest

6. 总结

通过本文的探索，我们更深入地了解了Docker技术，并对其在软件开发和部署中的价值有了更清晰的认识。Docker的出现为应用程序的开发、部署和管理带来了革命性的变化，相信在未来，它将继续发挥重要作用，推动软件开发和部署的进步。

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