容器技术与应用（第2版）（微课版） 课件 任务5.1 Compose编排工具的使用

Docker容器技术与应用湖北轻工职业技术学院Docker编排工具项目5项目背景随着容器技术的飞速发展，Docker成为应用部署的热门选择。但单个容器难以满足复杂业务需求，多容器协作成为常态。在此背景下，如何高效管理容器生命周期和部署复杂工作负载成为关键。Docker编排工具项目5Docker平台及周边生态系统提供了很多工具来管理容器的生命周期。容器编排工具将生命周期管理能力扩展到可在集群上部署复杂的、多容器的工作负载。本项目通过两个任务介绍了Compose编排工具和Swarm编排工具的使用方法。知识目标了解容器编排的管理方法。了解容器编排的基本使用方法。能力目标掌握Compose编排工具的使用方法。掌握Compose编排工具的管理方法。素质目标培养精益求精的工匠精神。树立诚实守信的职业素养。项目五：Docker编排工具目录任务5.1、Compose编排工具的使用任务5.2、Swarm编排工具的使用Docker数据卷管理回顾1、Docker数据卷的使用。2、Docker数据卷容器的使用。工程师小王在对Docker技术进行学习后，发现当有大量Docker容器需要手动部署时效率较低，通过查阅相关资料，小王发现可利用Compose工具来更高效地部署容器，于是公司安排小王编写Compose工具的安装及使用手册，以供公司相关技术人员学习，并在公司内部推广该技术。任务5.1Compose编排工具的使用任务要求5.1为什么使用Compose工具使用Docker布署应用的步骤是，先定义Dockerfile文件，然后使用dockerbuild构建镜像，再用dockerrun命令启动容器。 然而在生产环境，尤其是微服务架构中，业务模块一般包含若干个服务，每个服务一般都会部署多个实例。如一个Web网站，需要首先启动数据库服务器容器，再启动Web服务器容器，整个系统的布署或启停将涉及多个子服务的布署或启停，而且这些子服务之间还存在强依赖关系，手动操作不仅劳动强度大还容易出错，这就需要分别执行多条Docker命令，操作起来比较麻烦，还不便于统一管理。。为此，Docker引入了容器编排Docker-compose。它通过一个配置文件docker-compose.yml模板文件，来描述整个应用涉及的所有容器与容器之间的依赖关系，然后可以用一条指令来启动或停止整个应用。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1为什么使用Compose工具

Compose是Docker官方的开源项目，定位是“定义和运行多个Docker容器应用的工具”，其前身是Fig，负责实现对Docker容器集群的快速编排，实现配置应用程序的服务。Docker-Compose项目由Python编写，调用Docker服务提供的API来对容器进行管理。因此，只要所操作的平台支持DockerAPI,就可以在其上利用Compose来进行编排管理。DockerCompose以项目为单位管理应用程序的部署，可以将它所管理的对象从上到下依次分为以下3个层次。（1）项目。（2）服务。（3）容器。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose工具Compose有以下3个重要概念：（1）项目（Project）：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在docker-compose.yml中定义，即Compose的一个配置文件可以解析为一个项目，Compose通过分析指定配置文件，得出配置文件所需完成的所有容器管理与部署操作。Compose的默认管理对象是项目，通过子命令对项目中的一组容器进行便捷的生命周期管理。（2）服务（Service）：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。每个服务都有自己的名称、使用的镜像、挂载的数据卷、所属的网络、依赖的服务等。（3）容器任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose工具DockerCompose的基本步骤如下：（1）使用Dockerfile定义应用程序的环境，以便可以在任何地方分发应用程序，通过DockerCompose编排的主要是多容器的复杂应用程序，这些容器的创建和运行需要相应的镜像，而镜像则要基于Dockerfile构建。（2）使用Compose文件定义组成应用程序的服务。该文件主要声明应用程序的启动配置，可以定义一个包含多个相互关联的容器的应用程序。（3）执行docker-composeup命令启动整个应用程序。使用这条简单的命令即可启动配置文件中上的所有容器，不再需要使用任何shell脚本。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1docker-compose.yml文件

Compose文件是DockerCompose项目的配置文件，又称Compose模板文件。它用于定义整个应用程序，包括服务、网络和卷。Compose文件是文本文件，采用YAML格式，可以使用.yml或yaml扩展名，默认的文件名为docker-compose.yml。YAML是Java脚本对象简谱(JavaScriptObjectNotation,JSON)的一个子集，是一种轻量级的数据交换格式，因此，Compose也可以使用JSON格式，构建时需要明确指定要使用的文件名，如docker-compose-fdocker-compose.jsonup。建议统一使用YAML格式。编写Compose文件是使用DockerCompose的关键环节。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1YAML文件格式YAML是一种数据序列化格式，易于阅读和使用，尤其适合用来表示数据。YAML类似于可扩展标记语言(EXtensibleMarkupLanguage，XML)，但YAML的语法比XML的语法简单得多。YAML的数据结构通过缩进表示，连续的项目通过减号表示，键值对冒号分隔，数据用括号（[]）括起来，hash用花括号（{}）括起来。任务5.1Compose编排工具的使用YAML文件格式5.1YAML文件格式使用YAML时需要注意如下事项：（1）通常开头缩进两个空格。（2）使用缩进表示层级关系，不支持使用制表符Tab键缩进，需要使用空格缩进，但相同层级应当左对齐（一般为2个或4个空格）。（3）每个冒号与它后面所跟的参数之间都需要一个空格，字符后缩进一个空格，如冒号、逗号、横杠。（4）如果包含特殊字符，要使用单引号（''）括起来。（5）使用#号表示注释，YAML中只有行注释。（6）布尔值（true、false、yes、no、on、off）必须用双引号（""）括起来，这样分析器才会将它们解释为字符串。（7）字符串可以不用引号标。（8）区分大小字符。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1YAML文件格式YAML表示的数据可分为以下3种类型：（1）序列。序列（Sequence）就是列表，相当于数组，使用一个短横线加一个空格表示一个序列项，实际上是一种字典格式。例如:-port（2）标量。标量（Scalar）相当于常量，是YAML数据的最小单位，不可再分割。YAML支持整数、浮点数、字符串、NULL、日期、布尔值和时间等多种标量类型。如：image:mysql:5.7（3）映射。映射（Map）相当于JSON中的对象，也使用键值对表示，只是冒号后面一定要加一个空格，同一缩进层次的所有键值对属于一个映射。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1docker-compose.yml文件docker-compose.yml文件包含version、services、networks和volumes四个部分，其中servers和networks是关键部分。version是必须指定的，而且总是位于文件的第一行，没有任何下级节点，它定义了Compose文件格式的版本。services、networks和volumes分别定义服务、网络和卷（存储）资源配置，都由下级节点具体定义。首先要在节下定义资源名称，在services、networks和volumes节下分别可以指定若干服务、网络和卷的名称，然后在这些资源名称下采用缩进结构“<键>:<选项>:<值>”定义其具体配置，键也被称为字段。服务定义包含为该服务启动的每个容器的配置，这与将命令行参数传递给dockercreate命令类似。同样，网络和卷定义类似于dockernetworkcreate和dockervolumecreate命令。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1docker-compose.yml文件services节用于定义不同的应用服务，服务定义了镜像、端口、网络和卷等，DockerCompose会将每个服务部署在各自的容器中。networks用于定义要创建的容器网络，DockerCompose会创建默认的桥接网络。volumes用于定义要创建的卷，可以使用默认配置，并将使用的Docker配置的默认驱动local（本地驱动）。任务5.1Compose编排工具的使用5.1.3docker-compose.yml文件5.1任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1docker-compose.yml文件服务定义

在services节中定义若干服务，每个服务实际上是一个容器，需要基于镜像运行。每个Compose文件必须指定image或build键提供镜像，其他键是可选的。就是使用dockercreate命令一样，Dockerfile中的指令，如CMD、EXPOSE、ENV、VOLUME等，默认已经被接受，不必再在Compose文件中定义它们。

在services节中指定服务的名称，在服务名称下面使用键进行具体定义，下面介绍部分常用的键及其选项。（1）image标签。

（2）build标签。

（3）command标签。（4）dns标签。（5）depends_on标签。（6）environment标签。（7）env_file标签。（8）expose标签。

（9）links标签。（10）logs标签。（11）network_mode标签。（12）networks标签。（13）port标签。（14）volumes标签。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义常见的services书写规则如下：1．image标签image标签用于指定基础镜像。

services: web:image:nginx在services标签下的web为第二级标签，标签名可由用户自定义，它也是服务名称。image可以指定服务的镜像名称或镜像ID，如果镜像在本地不存在，则Compose会尝试获取这个镜像。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义2．build标签build标签用于指定Dockerfile所在文件夹的路径。该值可以是一个路径，也可以是一个对象。Compose会利用它自动构建镜像，并使用构建的镜像启动容器。

build:/path/to/build/dir也可以使用相对路径，即

build:./dir任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义2．build标签可以设置上下文根目录，并以该目录指定Dockerfile。build:context:../dockerfile:path/of/Dockerfile可指定arg标签，与Dockerfile中的ARG指令一样，arg标签可以在构建过程中指定环境变量，并在构建成功后取消。build:context:./dirdockerfile:Dockerfileargs:buildno:1任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义3．command标签command标签用于覆盖容器启动后默认执行的命令。

command:bundleexecthin-p3000也可以写为类似Dockerfile中的格式，例如：

command:[bundle,exec,thin,-p,3000]任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义4．dns标签dns标签用于配置DNS服务器，其可以是一个具体值。

dns:14也可以是一个列表。dns:-14-15还可以配置DNS搜索域，其可以是一个值或列表。dns_search:dns_search:--任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义5．environment标签environment标签用于设置镜像变量，与arg标签不同的是，arg标签设置的变量仅用于构建过程中，而environment标签设置的变量会一直保存在镜像和容器中。environment:RACK_ENV:developmentSHOW:'true'SESSION_SECRET:任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1或者environment:-RACK_ENV=development-SHOW=true-SESSION_SECRET服务定义6．env_file标签env_file标签用于设置从env文件中获取的环境变量，可以指定一个文件路径或路径列表，其优先级低于environment指定的环境变量，即当其设置的变量名称与environment标签设置的变量名称冲突时，以environment标签设置的变量名称为主。env_file:.env可以根据docker-compose.yml设置路径列表。env_file:-./common.env-./apps/web.env-/opt/secrets.env任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义7．expose标签expose标签用于设置暴露端口，只将端口暴露给连接的服务，而不暴露给主机。expose:-"8000"-"8010"任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义8．port标签port标签用于对外暴露端口定义，使用host:container格式，或者只指定容器的端口号，宿主机会随机映射端口。ports:-"3000"-"8763:8763"-"8763:8763“注意：当使用host:container格式来映射端口时，如果使用的容器端口号小于60，则可能会得到错误的结果，因为YAML会将<xx:yy>格式的数字解析为六十进制，所以建议使用字符串格式。任务5.1Compose编排工具的使用服务定义5.1服务定义9．network_mode标签network_mode标签用于设置网络模式。network_mode:"bridge"network_mode:"host"network_mode:"none"network_mode:"service:[servicename]"network_mode:"container:[containername/id]"任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义10．depends_on标签depends_on标签用于指定容器服务的启动顺序。 wordpress: depends_on:-dbimage:wordpress:latestvolumes:-/data/web_data:/var/www/html任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义11．links标签links标签用于指定容器连接到当前连接，可以设置别名。links:-db-db:database-redis任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义12．volumes标签

volumes标签用于指定卷挂载路径，可以挂载一个目录或者一个已存在的数据卷容器。可以直接使用“host:container”格式，或者使用“host:container:ro”格式，对于容器来说，后者的数据卷是只读的，这样可以有效保护宿主机的文件系统。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义12．volumes标签

volumes://只是指定一个路径，Docker会自动创建一个数据卷（该路径是容器内部的）

-/var/lib/mysql//使用绝对路径挂载数据卷

-/opt/data:/var/lib/mysql//以Compose配置文件为中心的相对路径作为数据卷挂载到容器

-./cache:/tmp/cache//使用用户的相对路径（～/表示的目录是/home/<用户目录>/或者/root/）

-～/configs:/etc/configs/:ro//已经存在的命名的数据卷

-datavolume:/var/lib/mysql任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义13．volumes_from标签volumes_from标签用于设置从其他容器或服务挂载数据卷，可选的参数是:ro或者:rw，前者表示容器只读，后者表示容器对数据卷是可读可写的，默认情况下是可读可写的。volumes_from:-service_name-service_name:ro-container:container_name-container:container_name:rw任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1服务定义14．logs标签logs标签用于设置日志输出信息。logging:driver:syslogoptions:syslog-address:"tcp://2:123"任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1docker-compose.yml示例Compose的常用命令Compose的常用命令常跟在docker-compose主命令后面。docker-compose主命令的格式如下。 docker-compose[-f<arg>...][options][COMMAND][ARGS...]其常用选项说明如下。（1）-f：指定Compose配置文件，默认为docker-compose.yml。（2）-p：指定项目名称，默认为目录名。（3）--verbose：显示更多的输出。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令1．列出容器ps命令用于列出所有运行的容器，其命令格式如下。ps[options][SERVICE...]其常用选项说明如下。-q：只显示ID。例如，列出所有运行容器的代码如下。docker-composeps任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令2．查看服务日志输出logs命令用于查看服务日志输出，其命令格式如下。

logs[options][SERVICE...]其常用选项说明如下。（1）-f,--follow：实时输出日志。（2）-t,--timestamps：显示时间戳。（3）--tail="all"：从日志末尾显示行。例如，查看nginx的实时日志的代码如下。docker-composelogs-fnginx任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令3．输出绑定的公共端口port命令用于输出绑定的公共端口，其命令格式如下。

port[options]SERVICEPRIVATE_PORT其常用选项说明如下。（1）--protocol=proto：TCP或UDP，默认为TCP。（2）--index=index：多个容器时的索引数字，默认为1。例如，输出eureka服务8761端口所绑定的公共端口，其代码如下。docker-composeporteureka8761任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令4．重新构建服务build命令用于构建或重新构建服务，其命令格式如下。

build[options][--build-argkey=val...][SERVICE...]其常用选项说明如下。（1）--no-cache：不使用缓存构建镜像。（2）--build-argkey=val：设置构建时变量。例如，构建镜像的代码如下。docker-composebuild任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令5．启动服务start命令用于启动指定服务已存在的容器，其命令格式如下。

start[SERVICE...]例如，启动nginx容器的代码如下。docker-composestartnginx任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令6．停止服务stop命令用于停止已运行服务的容器，其命令格式如下。

stop[SERVICE...]例如，停止nginx容器的代码如下。docker-composestopnginx任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令7．删除已停止服务的容器rm命令用于删除指定服务的容器，其命令格式如下。

rm[options][SERVICE...]其常用选项说明如下。（1）-f,--force：强制删除。（2）-s,--stop：删除容器时需要先停止容器。（3）-v：删除与容器相关的任何匿名卷。例如，删除已停止的nginx容器的代码如下。docker-composermnginx任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1Compose的常用命令8．创建和启动容器up命令用于创建和启动容器，其命令格式如下。

up[options][--scaleSERVICE=NUM...][SERVICE...]其常用选项说明如下。（1）-d：在后台运行容器。（2）-t：指定超时时间。（3）-no-deps：不启动连接服务。（4）--no-recreate：如果容器存在，则不重建容器。任务5.1Compose编排工具的使用相关知识5.1（5）--no-build：不构建镜像，即使其会丢失。（6）--build：启动容器并构建镜像。（7）--scaleSERVICE=NUM：指定一个服务（容器）的启动数量。例如，创建并启动nginx容器，且容器在后台运行的代码如下。docker-composeup-dnginx任务5.1Compo