本文为学习笔记，会随着学习深入持续更新，仅供参考
场景：简化部署步骤，通过docker打包组件镜像实现快速部署，支持机器扩展（打包前，请参考官方确认是否建议用docker镜像部署）
一、基本概念
Docker 容器化技术允许你将应用程序及其所有依赖项打包到一个标准化的单元中，这个单元称为 Docker 容器。容器提供了一个隔离的运行环境，确保应用程序可以在任何支持 Docker 的系统上运行，而无需担心底层环境的差异。
1、分层文件系统
Docker 镜像由多个只读层组成，每一层都是对基础层的增量更新。镜像构建过程中，每执行一条指令就会创建一层。容器运行时，会在镜像之上添加一个可写层。
2、隔离与虚拟化
Docker 使用 Linux 内核的 命名空间（Namespaces） 和 控制组（cgroups） 技术来实现容器的资源隔离和限制。命名空间提供了隔离的运行环境，控制组则限制了容器能够使用的资源。
3、网络与存储
Docker 提供了灵活的网络配置选项，可以通过桥接模式、主机模式、自定义网络等方式配置容器网络。Docker 卷（Volumes）用于持久化存储数据，使得数据可以在容器重启或删除后仍然保留。
二. Docker 镜像的构建过程
1、编写 Dockerfile
Dockerfile 是一个包含一系列指令的文本文件，这些指令定义了如何构建 Docker 镜像。每条指令都会在镜像中创建一层，最终形成一个多层次的镜像。
示例 Dockerfile：
复制代码# 使用一个基础镜像
FROM ubuntu:20.04
# 安装所需的软件包
RUN apt-get update && apt-get install -y python3
# 复制应用程序代码到镜像中
COPY . /app
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 指定容器启动时要运行的命令
CMD ["python3", "app.py"]
2.构建 Docker 镜像
在包含 Dockerfile 的目录中运行以下命令来构建镜像：
docker build -t my-application:latest
这会创建一个名为 my-application 的 Docker 镜像。
- Docker 镜像的存储与分发
本地存储:构建好的 Docker 镜像存储在本地 Docker 注册表中，可以通过 docker images 命令查看。
推送到远程仓库:为了在其他机器上使用镜像，可以将其推送到远程镜像仓库，如 Docker Hub、AWS ECR 等。
docker tag my-application:latest your-dockerhub-username/my-application:latest
docker push your-dockerhub-username/my-application:latest
- 在其他机器上拉取与运行 Docker 镜像
拉取镜像: 在另一台机器上，从远程仓库拉取镜像：
docker pull your-dockerhub-username/my-application:latest
运行容器: 使用拉取的镜像启动容器：
docker run -d --name my-application-container your-dockerhub-username/my-application:latest
-d 参数表示容器在后台运行，--name 参数为容器指定一个名称。
三、docker镜像扩展机器
1、kafka集群打包docker镜像
四、Kubernetes简介
K8s是一个用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理的开源平台。它能够有效地管理 Docker 镜像，并在集群中的多个节点上运行和扩展容器。以下是 Kubernetes 管理 Docker 镜像的基本原理和工作流程：
镜像存储与分发
容器镜像仓库:
Kubernetes 使用容器镜像仓库（如 Docker Hub、Google Container Registry、AWS ECR 等）来存储和分发 Docker 镜像。在部署应用程序时，Kubernetes 会从指定的镜像仓库拉取所需的镜像。配置和部署镜像
Pod 和 Deployment:
在 Kubernetes 中，最小的可部署单元是 Pod，一个 Pod 可以包含一个或多个容器。为了方便管理和扩展，通常使用 Deployment 来定义和管理 Pod。
以下是一个简单的 Deployment YAML 文件示例，用于部署一个基于 Docker 镜像的应用程序：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: my-application
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-application
template:
metadata:
labels:
app: my-application
spec:
containers:
- name: my-application-container
image: your-dockerhub-username/my-application:latest
ports:
- containerPort: 80
- 镜像拉取策略
Kubernetes 支持多种镜像拉取策略，可以通过 imagePullPolicy 字段进行配置：
Always：每次启动 Pod 时总是拉取最新的镜像。
IfNotPresent：如果本地没有该镜像则拉取，否则使用本地镜像。
Never：只使用本地已有的镜像，且不会尝试拉取。
示例：
spec:
containers:
- name: my-application-container
image: your-dockerhub-username/my-application:latest
imagePullPolicy: Always
节点上的镜像缓存
Kubernetes 集群中的每个节点都会运行一个容器运行时（如 Docker），该运行时负责管理本地的镜像缓存。当一个 Pod 被调度到某个节点时，如果该节点上已经存在所需的镜像，则不会重新拉取镜像，从而加快启动速度。安全性与镜像拉取凭据
对于私有镜像仓库，需要提供镜像拉取凭据。可以通过创建 Kubernetes Secret 来存储这些凭据，并在 Pod 配置中引用它们。
创建 Secret：
kubectl create secret docker-registry myregistrykey --docker-server=myregistrydomain.com --docker-username=myusername --docker-password=mypassword --docker-email=myemail@example.com
在 Pod 配置中引用 Secret：
spec:
imagePullSecrets:
- name: myregistrykey
containers:
- name: my-application-container
image: myregistrydomain.com/my-application:latest
- 镜像更新与滚动更新
Kubernetes 的 Deployment 控制器支持滚动更新，通过逐步替换旧版本的 Pod 来实现应用程序无缝升级。
spec:
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxUnavailable: 1
maxSurge: 1
- 高可用与负载均衡
Kubernetes 使用 Service 来暴露一组 Pod，Service 提供了负载均衡和服务发现功能，使得应用程序可以实现高可用。
示例：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-application-service
spec:
selector:
app: my-application
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
type: LoadBalancer
- 集群管理与调度
Kubernetes 的控制平面（Control Plane）负责整个集群的管理与调度，包括监控节点状态、调度 Pod、自动扩展等功能。控制平面组件包括：
API Server：提供集群管理的 REST API 接口。
Scheduler：负责将 Pod 调度到合适的节点。
Controller Manager：执行各种控制循环，如 Deployment 控制器、节点控制器等。
etcd：分布式键值存储，用于存储集群状态数据。
