《容器基本知识》课件.pptx

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1、容器基本知识容器技术是当今云计算和应用部署的核心技术之一。本课件将深入介绍容器的基本概念、优势和组成部分,帮助您全面了解容器技术的基础知识。saby 什么是容器1.容器是一种轻量级的、可移植的、可独立运行的软件封装技术。2.它将应用程序及其所有依赖项打包成一个标准化的单元,可在任何支持容器的环境中运行。3.容器提供了一种独立于底层操作系统的应用部署方式,隔离了应用程序与宿主机环境。容器的基本概念容器是一种独立的、可移植的软件打包和部署解决方案。它将应用程序及其所有依赖项封装在一个标准化的单元中,使应用程序能够在任何支持容器技术的环境中快速、可靠地运行。这种独立于底层操作系统的应用部署方式,可有

2、效隔离应用程序与宿主机系统,提高应用的可移植性和可扩展性。容器的优势灵活性和可移植性容器能够在任何支持容器运行的环境中快速部署和运行,大大提高了应用程序的可移植性和灵活性。资源隔离和安全性容器通过环境隔离和权限控制,确保应用程序可靠运行,资源得到有效保护。快速交付和扩展容器技术帮助实现持续集成和部署,应用程序可以快速交付和进行弹性扩展。减少资源开销容器相比虚拟机更轻量级,能够更高效地利用服务器资源,降低运营成本。容器的组成部分1.容器镜像(Container Image)：应用程序及其依赖项打包成的标准化软件单元。2.容器运行时(Container Runtime)：负责容器的生命周期管理和资

3、源隔离的底层技术。3.容器编排(Container Orchestration)：用于自动化管理和部署容器的系统和工具。容器镜像容器镜像是应用程序及其所有依赖项打包而成的标准化软件单元。它包含了应用运行所需的所有文件、库和配置,使应用能够在任何支持容器技术的环境中快速、可靠地运行。容器镜像是构建和部署容器化应用的基础,它提供了一种隔离、可移植和可再现的应用交付方式。开发人员可以使用容器镜像来打包应用程序及其所有依赖项,并确保应用在各种环境中的一致性和可靠性。容器镜像的制作1定义应用依赖确定应用程序需要的所有软件依赖项,包括操作系统、库文件、配置等。2创建Dockerfile使用Dockerfi

4、le定义容器镜像的构建步骤,包括从基础镜像拉取、安装依赖、复制应用代码等。3构建容器镜像运行docker build命令根据Dockerfile生成容器镜像,并为其打标签以便管理。容器镜像的存储远程仓库容器镜像通常存储在云端的镜像仓库,如Docker Hub、Harbor等,方便共享和分发。本地存储除了远程仓库,开发者也可以将容器镜像保存在本地的文件系统或存储介质中。版本管理容器镜像支持通过版本标签进行管理,方便跟踪和回滚应用的部署状态。安全性镜像仓库提供了访问控制、镜像签名等安全机制,确保容器镜像的完整性和可信性。容器的生命周期1交付开发人员将构建好的容器镜像交付给运维团队。2部署运维人员将

5、容器镜像部署到目标环境中。3运行容器在目标环境中启动并提供服务。4监控对容器的运行状态进行监控和观测。5更新根据需求对容器进行升级或替换。容器的生命周期包括交付、部署、运行、监控和更新等阶段。开发人员将应用程序打包成容器镜像,并交付给运维团队。运维人员将镜像部署到目标环境中,容器在该环境中启动并提供服务。在整个运行过程中,需要对容器的状态进行持续监控和观测。当需要对应用程序进行升级或替换时,就需要更新容器镜像并重新部署。容器的常用命令镜像管理1.docker pull:从仓库拉取容器镜像2.docker build:根据 Dockerfile 构建容器镜像3.docker push:将构建好的

6、镜像推送到仓库容器生命周期1.docker run:启动新的容器2.docker start/stop/restart:启动/停止/重启容器3.docker rm:删除容器容器操作1.docker exec:在正在运行的容器内执行命令2.docker logs:查看容器日志3.docker top:查看容器内正在运行的进程网络和存储1.docker network:管理容器网络2.docker volume:管理容器存储卷容器的网络连接容器中的应用程序需要通过网络与外部进行通信。容器提供了与物理主机网络环境隔离的虚拟网络接口,使应用程序能够安全、灵活地进行网络访问。内网访问公网访问容器支持多种

7、网络模式,如桥接模式、主机模式和Overlay网络模式。不同网络模式提供了不同的网络隔离和访问能力,开发者可根据应用需求选择合适的网络方案。容器的存储管理存储卷容器使用存储卷来管理持久化数据,支持本地文件系统和网络存储。卷生命周期存储卷的创建、挂载和卸载都需要在容器管理中进行维护。性能优化选择合适的存储类型和配置参数,可以提升容器应用的存储性能。容器的日志管理集中式日志管理将容器的日志集中收集到统一的日志管理平台,如Elasticsearch、Splunk等,便于集中查看和分析。日志轮转和清理定期轮转和清理容器日志,控制日志文件的大小和存储时间,避免占用过多存储空间。日志搜索和分析对日志数据进

8、行搜索和分析,辅助问题排查和性能优化,提高容器应用的运维效率。容器健康监控通过容器日志监控容器的运行状态和异常情况,及时发现并解决问题。容器的资源限制5CPU按比例分配主机CPU资源10G内存设置容器使用的内存上限100G存储限定容器使用的存储空间10IOPS控制容器对存储的IOPS访问容器提供了对CPU、内存、存储等资源的精细化管理能力。开发者可以为每个容器设置合理的资源配额,如CPU份额、内存上限、存储空间和IOPS速率等,确保容器在共享主机资源时能公平竞争,防止资源被耗尽或浪费。同时,还可以根据应用需求动态调整这些资源限制参数,提升容器应用的性能和稳定性。容器的健康检查1就绪探针确保容器

9、服务已就绪并可接受请求2存活探针定期检查容器是否存活并正常运行3自定义检查根据应用程序特点定制健康检查逻辑容器健康检查机制可以确保应用程序在部署后能够正常运行。通过就绪探针和存活探针，可以检测容器是否已就绪并正常运行。此外，还可以根据应用程序的特点定制健康检查逻辑，更精细地监控容器的运行状态。健康检查有助于提高容器应用的可靠性和可用性。容器的扩展性弹性扩展容器可根据应用程序的负载动态调整运行实例数量,实现 CPU 和内存的自动扩缩容,提高系统的可靠性和可用性。微服务架构容器非常适合微服务架构，可将应用程序拆分为互相独立的小型服务，提升系统的扩展性和灵活性。自动化扩展通过集群管理工具如 Kube

10、rnetes，可以实现容器的自动化水平扩展和垂直扩展，无需手动管理。高可用架构容器支持多副本部署和故障转移机制，可确保应用程序在出现故障时快速恢复，提高系统的可用性。容器的高可用性容器技术可以通过多副本部署和故障转移机制实现高可用性。在集群中部署多个相同的容器实例,并监控它们的运行状态。一旦某个实例出现故障,集群管理系统会自动启动新的容器实例来替代，确保应用程序的持续可用性。这种高可用架构能提高系统的抗灾能力和恢复能力。容器的监控和告警监控指标容器的 CPU、内存、存储、网络等资源使用情况需要实时监控,及时发现异常。告警机制一旦监控指标超出预设阈值,需要及时触发告警,通知运维人员及时采取措施。

11、集中化管理将容器的监控和告警统一集中管理,方便查看全局状况并进行分析。可视化展示通过可视化仪表盘直观展示容器运行状态,并支持多维度分析和故障排查。容器的安全性访问控制通过身份认证和授权机制,限制对容器的访问,防止未授权的操作。漏洞修复及时修复容器镜像和应用程序中的安全漏洞,减少被攻击者利用的风险。网络隔离通过网络策略和防火墙,隔离容器之间以及容器与宿主机之间的网络访问。安全监控实时监控容器运行状态和安全事件,及时发现和预防安全威胁。容器的持续集成和部署1构建镜像自动化地构建和测试容器镜像,确保其质量和一致性。2推送镜像将构建好的容器镜像推送到集中的镜像仓库,便于统一管理和部署。3自动化部署利用

12、编排工具如Kubernetes,实现容器应用的自动化部署和更新。容器的集群管理容器技术广泛应用于云计算和微服务架构中,集群管理是其重要组成部分。使用容器编排工具如Kubernetes,可以实现容器集群的自动化部署、扩展、负载均衡和故障转移,提高应用程序的可靠性和可用性。集群管理还涉及对容器资源的监控和调度、服务发现和网络配置等功能。通过集中化管理,可以更好地控制和优化整个容器集群的运行状态。容器的编排工具Kubernetes（K8s）：强大的容器编排系统，可自动管理容器的部署、扩容、负载均衡和高可用性。Docker Swarm：Docker原生的容器编排工具，提供简单易用的容器集群管理功能。A

13、pache Mesos：分布式的集群管理系统，可跨多台主机有效管理容器。OpenShift：基于Kubernetes的企业级容器应用平台，集成了丰富的管理和监控功能。Amazon ECS/EKS、Azure AKS、Google GKE等：主流云服务商提供的托管式Kubernetes服务。容器的服务发现标准协议容器服务通常使用标准的服务发现协议如 DNS、DHCP、mDNS 等,以确保不同容器之间的互联互通。注册中心容器服务可以注册到集中的服务注册中心,如 Consul、Zookeeper、Etcd 等,以便于查找和调用。动态发现容器编排系统如 Kubernetes 能够实现容器服务的自动发现

14、和负载均衡,无需手动配置。服务网格通过服务网格技术如 Istio、Linkerd,可以提供更加智能和安全的服务发现和负载均衡。容器的负载均衡在容器集群中,负载均衡是一项关键功能。通过负载均衡器将客户端请求均匀分配到多个容器实例上,可以提高应用程序的可扩展性和高可用性。常见的负载均衡策略包括轮询、最少连接数、加权轮询和基于延迟等。通过比较不同策略的响应时间,可以选择最合适的方式来分配容器实例的访问流量。容器的数据管理1数据卷将数据存储在持久性的数据卷中,确保数据独立于容器生命周期。2数据备份定期备份容器中的数据,以防止数据丢失或损坏。3数据迁移将容器中的数据轻松迁移到新的环境或不同的存储系统。容

15、器技术需要提供有效的数据管理机制,确保应用程序数据的可靠性和可移植性。通过数据卷、备份和迁移等方式,确保应用程序数据独立于容器生命周期,并能够在不同环境之间迁移和共享。这样可以提高容器应用的可靠性和可扩展性。容器的性能优化资源管理合理分配CPU、内存、存储等容器资源,避免资源竞争和浪费。镜像优化精简容器镜像大小,删除无用组件,提高镜像构建和拉取速度。网络优化优化容器网络配置,如使用overlay网络、调整MTU等,减少网络延迟。日志管理合理配置日志输出,减小日志文件体积和IO开销。容器的迁移和升级评估现有环境分析当前容器架构,了解应用程序依赖关系和部署拓扑。选择迁移策略根据业务需求和技术限制,

16、确定最佳的迁移方案,如重新部署或逐步迁移。镜像升级更新容器镜像版本,确保新版本兼容应用程序和依赖关系。现场迁移在生产环境中执行容器迁移,确保服务连续性和数据完整性。验证和测试对迁移后的环境进行全面测试,确保应用程序功能和性能正常。容器的故障排查1日志分析检查容器日志,分析错误信息和运行状态,以定位问题根源。2资源监控监控容器的CPU、内存、存储等资源使用情况,发现资源瓶颈。3网络诊断排查容器之间、容器与外部网络的连接问题,检查网络配置。4容器状态检查容器的运行状态及退出代码,分析容器崩溃或停止的原因。容器的最佳实践合理规划架构根据业务需求和技术特点,仔细设计容器的部署拓扑和服务依赖关系,确保系

17、统的可扩展性和弹性。持续监控优化实时监测容器的资源利用率、日志输出、网络状态等指标,及时发现并解决性能瓶颈。重视安全防护采取多重安全措施,包括镜像扫描、权限管控、网络隔离等,确保容器环境的安全性。实现自动化建立容器的自动化构建、测试和部署流程,提高开发效率和部署频率，降低人为错误风险。容器的发展趋势1容器技术持续升级,支持更多的资源隔离和安全特性。无服务器（Serverless）架构与容器技术的深度融合,提高应用敏捷性。容器编排系统如Kubernetes不断完善,提供更加智能和自动化的容器管理。多云环境中的容器迁移和可移植性得到加强,提高了应用部署的灵活性。微服务架构与容器技术相结合,实现应用程序的高度模块化和分布式。容器安全问题受到高度重视,安全检测和防护能力不断增强。总结和展望通过系统地介绍容器的基本知识、核心概念和关键功能,我们深入了解了容器技术的独特优势和广泛应用。容器为应用程序的开发、部署和运维带来了显著的改善,为企业数字化转型提供了强大的支撑。展望未来,容器技术必将继续创新发展,打造更加安全、智能和高效的应用交付解决方案。随着无服务器架构、云原生微服务以及多云环境等新趋势的兴起,容器的角色也将更加重要和关键。我们希望通过本课程的学习,为您深入理解和应用容器技术奠定坚实的基础。