云计算与云服务期末

云计算与云服务期末论文

一、docker engine 安装过程

进入官网下载，只安装Docker Engine 选择Apt安装Docker

复制以下内容到putty

# Add Docker's official GPG key:
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# Add the repository to Apt sources:
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update
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sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
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检验安装是否成功

sudo docker run hello-world
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给当前用户运行Docker的权限

sudo usermod -aG docker $USER
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重启并再次运行Docker:

sudo reboot
docker run hello-world
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成功

二、docker CLI

帮助:远程:docs.docker.com;本地:docker --help

1.docker主机操作

(1) docker version

查看docker版本信息

docker version
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(2) docker info

查看docker系统信息

docker info
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(3) docker volume

Docker Volume 命令用于管理 Docker 中的卷，卷用于持久化存储数据，以便在容器之间共享和重用。

docker volume create # 用于创建一个新的卷
docker volume inspect [卷名] # 用于查看卷的详细信息。返回卷的详细属性，如创建时间、驱动程序、路径等。
docker volume ls # 用于列出所有已创建的卷。可以查看卷的名称、驱动程序、挂载点等信息。
docker volume rm [卷名] # 用于删除一个卷。需要指定要删除的卷的名称或 ID，删除后该卷的数据将被永久删除。
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2. 容器生命周期管理

(1)docker run

创建并运行一个容器，从一个映像开始

• –name:为容器指定名称,在一个host上不能有同名容器
• -it:以交互模式运行,并出现一个终端

# docker run --name [容器名字] -i -t [ubuntu版本]
docker run --name myUbuntu -i -t ubuntu:22.04
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• -d:后台运行容器

# docker run -d --name [容器名字] [ubuntu版本]
docker run -d --name myUbuntu1 ubuntu:22.04
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• -e:设置环境变量

# docker run -e "ENV_VARIABLE=value" <image_name>
docker run -e PATH=/home/syr/cloud/node-v18.18.2-linux-x64/bin:$PATH ubuntu:22.04
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• -p:映射端口

# docker run -p [宿主机端口]:[容器端口] <image_name>
docker run -p 3000:4000 ubuntu:22.04
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• -v:挂载卷,同步本地目录与容器目录内容

# docker run -v [本地目录]:[容器目录] image
docker run -v /home/syr2/containerROOT:/root -it ubuntu
# 将containerROOT文件夹和这个新建容器的root目录中的文件同步
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允许数据在容器之间共享和重用，即使容器被删除也可以保留数据。volume 可以看作是宿主机上的一个目录或文件，当容器内的目录与 volume 目录绑定后，对容器的修改会立即反映到 volume 中
容器挂载后volume目录的数据就是与主机数据相同，如果image或容器内目录中存在原有数据，那么原有数据会被清除

(2)docker start/stop/restart

docker start :启动一个或多个已经被停止的容器
docker stop :停止一个运行中的容器
docker restart :重启容器

# docker start [容器名]
# docker stop [容器名]
# docker restart [容器名]
docker start myUbuntu
docker stop myUbuntu
docker restart myUbuntu
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(3) docker kill

• 结束一个正在运行中的容器

# docker kill  [容器名]
docker kill myUbuntu
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(4) docker rm

• 删除一个容器(不能是正在运行中的)

# docker rm [容器名]
docker rm myUbuntu
#删除所有已经停止的容器(常用于实验结束后)
docker rm $(docker ps -a -q)
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• -f 强制删除一个容器

# docker rm -f [容器名]
docker rm -f myUbuntu
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(5) docker pause/unpause

docker pause :暂停容器中所有的进程
docker unpause :恢复容器中所有的进程

# docker pause [容器名]
# docker unpause [容器名]
docker pause myUbuntu
docker unpause myUbuntu
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(6)docker exec

docker exec命令可以在容器中打开新的终端，并且可以启动新的进程

• -it

# docker exec -it [容器名] /bin/bash
# 进入一个正在运行的容器中
docker exec -it myUbuntu /bin/bash
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• 在正在运行的容器中执行echo命令

# docker exec [容器名] [命令内容]
# 在一个正在运行的容器中执行命令打印"Hello, World!"
docker exec myUbuntu echo "Hello, World!"
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• -d:在后台运行命令

# docker exec -d [容器名] [命令内容]
# 在后台运行一个正在运行的容器，并在这个容器中执行打印"Hello, World!"
docker exec -d myUbuntu echo "Hello, World!"
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• -w:在指定目录下运行命令

# docker exec -w [目录名] [容器名] [命令内容]
# 在一个正在运行的容器的/apps目录下执行创建一个文件夹的命令
docker exec -w /apps myUbuntu mkdir nodeProject
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• -u:以指定用户运行命令

# docker exec -u [用户名] [容器名] [命令内容]
# 在一个正在运行的容器中,以root用户执行查看文件夹内容的命令
docker exec -u root myUbuntu ls
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使用exit退出容器的时候不会关闭容器(推荐使用)

3.容器操作

(1) docker ps

• 显示当前正在运行中的容器
• -a:显示所有容器

docker ps -a
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• -s:查看容器的磁盘大小

docker ps -s
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输出详情介绍：

• CONTAINER ID: 容器 ID。
• IMAGE: 使用的镜像。
• COMMAND: 启动容器时运行的命令。
• CREATED: 容器的创建时间。
• STATUS: 容器状态。

状态有7种：

• created(已创建)
• restarting(重启中)
• running(运行中)
• removing(迁移中)
• paused(暂停)
• exited(停止)
• dead(死亡)
  PORTS: 容器的端口信息和使用的连接类型(tcp\udp)。

NAMES: 自动分配的容器名称。

(2) docker attach

docker attach命令用于连接到正在运行中的容器。

# docker attach [容器名]
docker attach myUbuntu
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使用exit退出容器时会关闭容器(不建议使用)

(3) docker port

docker port 用于列出指定的容器的端口映射

# docker port [容器名]
docker port myUbuntu
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(4)docker stats

docker stats : 显示容器资源的使用情况，包括：CPU、内存、网络 I/O 等

• 输出运行中容器的使用情况
• -a:输出所有容器的使用情况

docker stats
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(5) docker inspect

docker inspect : 获取容器/镜像的元数据

• +[id]

(6) docker system

查找用法

• -df 查看磁盘

• • -v 查看详细信息

4.容器rootfs命令

(1) docker commit

docker commit :从容器创建一个新的镜像

# docker commit [容器名] [镜像名[:TAG]]
docker commit myUbuntu myWeb1:v1
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(2) docker cp

docker cp :用于容器与主机之间的数据拷贝

# docker cp  [容器名]:容器内地址 主机地址
# docker cp  主机地址 [容器名]:容器内地址
docker cp myUbuntu:/app/nodejs /node
docker cp /node myUbuntu:/app/nodejs
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5.镜像仓库

(1) docker pull

docker pull : 从镜像仓库中拉取或者更新指定镜像

docker pull java
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(2)docker search

用docker search搜索内容

# docker search <search_query>
docker search ubuntu
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想要image详细信息时使用网页版registry。

6.本地镜像管理

(1) docker images

docker images : 列出本地镜像

• 列出本地映像

docker images
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• -a:列出本地所有映像

docker images -a
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(2) docker rmi

docker rmi : 删除本地一个或多个镜像

# docker rmi [镜像名]
docker rmi hello-world
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(3 )docker build

docker build 命令用于使用 Dockerfile 创建镜像
参数说明:

• -f :指定要使用的Dockerfile路径
• -t: 镜像的名字及标签

# 使用当前目录的 Dockerfile 创建镜像，标签为image4:v1
docker build -f Dockerfile -t  image4:v1 .
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(4) docker save

docker save : 将指定镜像保存成 tar 归档文件

• -o:指定参数名

# docker save -o [输出文件名] [映像名]
docker save -o myweb.tar image4:v1
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(5) docker load

docker load : 导入使用 docker save 命令导出的镜像

• -i: 指定导入的文件

# docker load -i [输入文件名]
docker load -i myweb.tar
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三、Dockerfile

1. 什么是 Dockerfile？

Dockerfile是一个包含用于构建Docker映像的指令的文本文档。这些指令可以是任何可以在命令行中调用的命令。Docker通过读取Dockerfile中的指令自动生成映像。

Dockerfile的基本结构包括四个部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。第一条指令必须是FROM，用于指定基础映像。

Dockerfile中的指令包括但不限于RUN、CMD、FROM、EXPOSE、ENV等。这些指令在Dockerfile中按照从上到下的顺序执行。以“#”字符开头的声明被视为注释。

使用docker build命令可以从Dockerfile构建映像，可以使用-f标志指定Dockerfile在文件系统中的位置。

2. dockerfile内容及其作用

3.dockerfile 示例1

# 指定基础镜像为Ubuntu
FROM ubuntu
# 标签作者为syr
LABEL Author=syr
# 将本地路径下的node-v18.18.2-linux-x64文件复制到容器中的/root/node目录
ADD node-v18.18.2-linux-x64 /root/node
# 将本地路径下的hello-world.js文件复制到容器中的/root目录
ADD hello-world.js /root
# 在容器中执行命令，创建一个名为dataPath的目录
RUN ["mkdir","/root/dataPath"]
# 将本地路径下的data1文件复制到容器中的/root/dataPath目录
ADD data1 /root/dataPath
# 创建一个卷，将容器的/root/dataPath目录挂载到宿主机上
VOLUME /root/dataPath
# 设置环境变量PATH，将/root/node/bin添加到PATH变量的开头
ENV PATH=/root/node/bin:$PATH
# 设置工作目录为/root
WORKDIR /root
# 公开容器的3000端口
EXPOSE 3000
# 设置容器启动时要执行的命令，即运行hello-world.js文件
CMD  ["node","hello-world.js"]
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四、Ubuntu 应用 1 及 docker 部署

1.程序文件

部署一个简单的web应用，实现的功能为：对网站的访问人数进行计数

const http = require('node:http')
const fs=require('fs')
const port = 3000
var i = fs.readFileSync('dataPath/data1')
const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
  i++
  fs.writeFile('dataPath/data1',' '+i,(err)=>{if(err) throw err})
  console.log('i+'+i)
  res.end('Hello, World! you are' + i + 'th visitor.\n');
});
server.listen(port, () => {
  console.log(`Server running at http://:${port}/`);
});
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2.dockerfile文件

web应用1的dockerfile文件为dockerfile示例1

3.部署过程

(1) 数据以及挂载卷准备

编辑data1

生成volume:

docker volume create webData1
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将data1复制过去：

sudo cp data1 /var/lib/docker/volumes/webData1/_data
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(2) 容器生成

生成容器，挂载volume，端口号4000，名字myweb-data1:

docker run -v webData1:/root/dataPath -p 4000:3000 --name myweb-data1 image4:v1
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(3) 结果展示

五、Ubuntu 应用 2(带 mongodb 数据库)及 docker 部署

1.MongoDB安装

MongoDB 是一个免费的开源跨平台面向文档的 NoSQL 数据库程序

(1)MongoDB版本选择

项目:完成一个web应用，用node.js语言，数据库使用mongodb:4.2.7。
使用框架: node.js用express，mongodb用mongoose:5.13.21。
项目管理工具: npm。
进入 npmjs.com，查看版本依赖。先查看node.js express，express当前版本是4.18.2，要求node.js是0.10版本以上，我们当前node.js版本是18.18.2，所以express使用当前版本。
在虚拟机上nongodb必须用5.0版本以下的，因为当前的虚拟机版本都不支持AVX指令集。通过npmis.com查看，4.17.2版本下载量最大，所以使用此版本。

(2)初始化项目结构

通过创建文件夹创建目录结构

mkdir web2
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项目npm初始化:进入项目文件夹,先创建入口文件,再执行初始化

touch webApp.js
npm init --save
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安装express
安装mongodb的driver
安装mongoose

npm install express
npm install mongodb@4.17.2
npm install mongoose@5.13.21
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• 安装问题:国外下载源速度慢卡死,国内下载源更换网址导致无法下载
• 解决办法:执行以下命令,更换最新的下载源(网络上绝大部分教程的下载源都是过时的)

npm config set registry https://registry.npmmirror.com/
npm config set ELECTRON_MIRROR https://npmmirror.com/mirrors/electron/
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2.web服务器搭建

(1)入口页面index.html

<head>
	<meta charset="UTF-8">
	<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
	<title>Document</title>
</head>
<body>
	<p>
		<form action="/form1" method="get">
			Name:<input type="text" value="Name" name="name"><br>
			Password:<input type="text" value="Password" name="password"><br>
			<input type="submit" value="Submit" >
		</form>
	</p>
</body>
</html>
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页面效果

(2)路由程序

webApp.js

const express = require('express')
const app = express()

app.get('/', function (req, res) {
  res.sendFile(__dirname + '/index.html')
})
app.get('/form1', function (req, res) {
  res.send('Received data:{name:'+req.query.name+',password:'+req.query.password+' }')
  console.log(req.query.name)
  console.log(req.query.password)
  //res.sendFile(__dirname + '/index.html')
})
app.listen(3000)
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• 测试1:程序能否运行
  

• 测试2:是否能收到数据
  

• 测试3:具体数据收集
  

3.mongodb数据库

(1)docker启动

直接使用mongodb的docker容器,版本4.2.7

docker pull mongo:4.2.7
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• 原有下载源下载速度过慢
  解决办法:将镜像修改成国内镜像

在/etc/docker/daemon.json 文件中添加以下参数（没有该文件则新建）：
{“registry-mirrors”: [“https://9cpn8tt6.mirror.aliyuncs.com”]}
服务重启

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
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创建mongodb数据文件夹/data/db
创建数据库数据文件volume:mongo-data:

docker volume create mongo-data
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创建容器

docker run -p 27017:27017 -v mongo-data:/data/db --name mymongo mongo:4.2.7
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(2)UI界面下的mongodb访问

使用vscode,安装拓展

点击connect,在地址栏输入连接字符串

# mongodb://IP地址:端口号
mongodb://192.168.146.129:27017
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试运行通过

(3)mongoose下操作

const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://192.168.146.129/syr0117');

const logNamePassword = mongoose.model('logNamePassword', { name: String,password: String });

const person = new logNamePassword({ name: 'Zildjian', password: '123' });
person.save().then(() => console.log('is saved'));
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• 测试1:能否运行
  

• 测试2:数据导入

  
  

4.最后文件

• webApp.js

const express = require('express')
const app = express()
const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://192.168.146.129/syr0117');
const logNamePassword = mongoose.model('namePassword', { name: String,password: String });
app.get('/', function (req, res) {
  res.sendFile(__dirname + '/index.html')
})
app.get('/form1', function (req, res) {
  res.send('Received data:{name:'+req.query.name+',password:'+req.query.password+' }')
  console.log(req.query.name)
  console.log(req.query.password)
  const person = new logNamePassword({ name: req.query.name, password: req.query.password });
  person.save()
  //res.sendFile(__dirname + '/index.html')
})
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• web页面输入
  

• 数据库接受数据
  

5.容器化

当前有两部分内容:mongodb数据库和webApp
构建dockerfile,生成image
web2应用的dockerfile如下：

FROM ubuntu
LABEL Author=syr 
COPY web2 /root/web2
ENV PATH=/root/web2/node-v18.18.2-linux-x64/bin:$PATH
WORKDIR /root/web2
CMD ["node","webApp.js"]
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使用dockerfile生成image

docker build -f /home/syr2/dockerfile3 -t image2:v4 .
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完整在容器内启动web应用2的流程

• 1.启动mongo容器

docker run -p 27017:27017 -v mongo-data:/data/db --name mymongo mongo:4.2.7
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• 2.启动web2容器

docker run -p 3000:3000 image2:v4
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• 3.结果
  输入端

数据库接受到数据

t/web2/node-v18.18.2-linux-x64/bin:$PATH
WORKDIR /root/web2
CMD [“node”,“webApp.js”]
EXPOSE 3000

使用dockerfile生成image
```shell
docker build -f /home/syr2/dockerfile3 -t image2:v4 .
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完整在容器内启动web应用2的流程

• 1.启动mongo容器

docker run -p 27017:27017 -v mongo-data:/data/db --name mymongo mongo:4.2.7
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• 2.启动web2容器

docker run -p 3000:3000 image2:v4
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• 3.结果
  输入端
  

数据库接收到数据