Docker与Kubernetes集成：容器编排技术

# 章节一：Docker与Kubernetes简介

## 1.1 Docker简介

Docker 是一个开源的应用容器引擎，可以让开发者打包他们的应用及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。Docker 减少了开发和运维人员在不同环境中部署应用的工作。

Docker 的主要目标是"Build, Ship and Run Any App, Anywhere"，它简化了从开发、发布到部署的整个过程。

## 1.2 Kubernetes简介

Kubernetes 是一个开源的，用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的平台。它将应用程序组装到定义好的批量系统中，而且可以管理和发现这些应用程序的资源。

Kubernetes 主要解决的问题包括：
- 自动化部署、扩展和操作容器化应用程序的管理问题。
- 使基础架构可以被应用所使用，同时保障这些应用的可用性、可扩展性、灵活性。

Kubernetes 的设计灵感来自于谷歌的 Borg 系统，是一个用于管理大规模容器化应用的系统。
### 2. 章节二：Docker基础知识

Docker是一种开源的平台，可以用来自动化部署、扩展和管理应用程序。它利用容器技术，可以在容器中打包应用程序和其所有的依赖项，然后可以在任何环境中运行这些容器。

#### 2.1 Docker镜像

Docker镜像是一个轻量级、可执行的独立软件包，其中包含运行应用程序所需的一切：代码、运行时、系统工具、系统库和设置。镜像通常用于创建Docker容器。创建一个Docker镜像的方法通常是编写一个Dockerfile文件，其中包含了构建镜像所需的指令。

以下是一个简单的Python应用程序的Dockerfile示例：

# 使用官方 Python 运行时作为父镜像
FROM python:3.7-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录的文件到工作目录
COPY . /app

# 安装应用程序依赖项
RUN pip install --trusted-host pypi.python.org -r requirements.txt

# 暴露应用程序需要的端口
EXPOSE 80

# 定义环境变量
ENV NAME World

# 运行应用程序
CMD ["python", "app.py"]

通过上面的Dockerfile可以构建出一个包含Python应用程序的Docker镜像，并且可以运行这个镜像来启动应用程序。

#### 2.2 Docker容器

Docker容器是Docker镜像的运行实例。它可以被启动、停止、移动或删除。容器是完全独立的，它们具有自己的文件系统、网络和进程空间。一个容器的定义包括了应用程序以及运行该应用程序所需的所有组件。

下面是使用Docker命令运行一个容器的示例：

docker run -d -p 5000:5000 --name myapp myimage

上面的命令将以后台模式运行一个名为`myapp`的容器，它是从名为`myimage`的镜像构建而来的，并且将镜像内部的端口5000映射到宿主机的端口5000。

#### 2.3 Docker网络

Docker提供了内置的网络功能，可以使容器之间互相通信，也可以使容器与外部网络进行通信。Docker网络可以帮助用户轻松地构建多层、跨服务器的网络拓扑结构，并对网络环境进行配置和管理。

使用Docker创建一个自定义的桥接网络示例：

docker network create --driver bridge mynetwork

上面的命令将创建一个名为`mynetwork`的自定义桥接网络。

#### 2.4 Docker存储

Docker提供了多种存储驱动来支持容器对数据的持久化存储。用户可以根据自己的需求选择不同的存储驱动方式，包括本地持久化、共享存储以及云存储等。

使用Docker创建一个数据卷示例：

docker volume create myvolume

上面的命令将创建一个名为`myvolume`的数据卷，用来在容器之间共享数据和持久化存储数据。

### 3. 章节三：Kubernetes基础知识

Kubernetes（常简称为K8s）是一个开源的容器编排引擎，最初由Google设计并捐赠给了Cloud Native Computing Foundation。Kubernetes 构建于 Docker 之上，通过调度和管理容器化应用程序，使得容器集群的管理更加简单有效。在本章节中，我们将介绍一些 Kuberne