如何打造 Docker + Kubernetes 容器栈-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

随着云计算的发展，容器化技术已经成为了现代化应用开发中的标配，而 Docker 和 Kubernetes 则是最为流行的两个容器化技术。本文将介绍如何打造 Docker + Kubernetes 容器栈，从搭建环境到部署应用一步步指导，详细介绍 Docker 和 Kubernetes 背后的基本概念和工作原理，旨在为读者提供深入学习和指导意义。

Docker 简介

Docker 是一种开源的容器引擎，它可以轻松地打包、部署和运行应用程序，而且是跨平台的。使用 Docker，开发人员可以将应用程序与运行环境一起打包，然后以容器的方式来运行。

Docker 的基本概念：

镜像（Image）：Docker 镜像包含了一个完整的文件系统，其中包含了运行某个应用程序所需的所有组件。开发人员可以使用 Dokerfile 来创建自己的镜像，也可以使用已有的镜像。
容器（Container）：镜像是只读的，容器是由镜像创建的可读写的运行实例。一个容器对应一种应用程序的运行状态。
仓库（Repository）：Docker 镜像可以存储在 Docker 仓库中，供其他人使用和共享。Docker 官方自己维护着一个 Docker Hub，其它人也可以上载自己的镜像到 Docker Hub 上。

下面是一个简单的 Dockerfile 示例：

// javascriptcn.com 代码示例
FROM node:14

# 创建一个应用程序的目录
WORKDIR /app

# 拷贝 package.json/package-lock.json 到容器
COPY package*.json ./

RUN npm install

# 拷贝当前目录下的所有文件到容器
COPY . .

# 暴露3000端口
EXPOSE 3000

# 运行应用程序
CMD ["npm", "start"]

这个 Dockerfile 的作用是创建一个基于 Node.js 14 镜像的容器，然后安装依赖，拷贝应用程序代码，最后启动应用程序。有了这个 Dockerfile，我们就可以构建出一个应用程序的镜像，并上传到 Docker Hub 上。

Kubernetes 简介

Kubernetes 是一个开源的容器编排系统，它提供了管理、调度和扩展容器化应用程序的能力。使用 Kubernetes，开发人员可以轻松地管理数千个容器化的应用程序和服务。

Kubernetes 的基本概念：

Pod：是 Kubernetes 调度器调度的最小单元，它是一个或多个容器的组合，它们共享网络和存储资源。
Deployment：用于管理应用程序的部署，它可以控制 Pod 的创建和终止。Deployment 可以快速地创建和销毁 Pod，从而支持应用程序的灵活扩展和缩容。
Service：是一个抽象的概念，用于定义一组 Pod 和访问它们的策略。Service 可以让应用程序无感知地从一个 Pod 迁移到另一个 Pod，同时也提供了应用程序的负载均衡和服务发现功能。
Configuration：用于管理应用程序的配置，例如环境变量和密钥等。Configuration 可以让应用程序在不停机的情况下进行更新。

下面是一个简单的 Kubernetes 配置文件例子：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
  labels:
    app: myapp
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
        - name: myapp
          image: myuser/myapp
          ports:
            - containerPort: 3000

这个文件的作用是创建一个名为 myapp 的 Deployment，它将启动 3 个 Pod，每个 Pod 中都运行一个名为 myuser/myapp 的容器，同时暴露 3000 端口。

搭建 Docker + Kubernetes 环境

在开始构建容器栈之前，我们需要先搭建运行容器化应用程序的环境。下面以 Ubuntu 20.04 为例，介绍如何搭建 Docker 和 Kubernetes。

安装 Docker

Docker 可以通过官方的安装脚本进行安装，步骤如下：

安装必要的依赖：

sudo apt-get update
sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg \
    lsb-release

添加 Docker 的官方 GPG 密钥：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

添加 Docker 的 APT 源：

echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

安装 Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

验证 Docker 是否成功安装：
```
sudo docker run hello-world
```

安装 Kubernetes

Kubernetes 的安装可以使用 kubeadm 工具，步骤如下：

关闭系统的 swap 分区：
```
sudo swapoff -a
```

配置 Kubernetes apt repository：

sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
cat <<EOF | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF
sudo apt-get update

安装 Kubernetes：

sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

初始化 Kubernetes 集群：

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

安装网络插件（这里以 Flannel 为例）：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

部署应用程序：

kubectl run myapp --image=myuser/myapp --port=3000
kubectl expose deployment myapp --type=LoadBalancer --port=80 --target-port=3000

查看应用程序的服务地址：
```
kubectl get svc
```

至此，我们已经成功搭建了 Docker + Kubernetes 容器栈，可以在这个环境中进行应用程序的开发、测试和部署。

总结

容器化技术可以帮助开发人员轻松地打包、部署和运行应用程序，而 Docker 和 Kubernetes 则是目前最流行的两个容器化技术。通过本文的介绍，读者可以了解 Docker 和 Kubernetes 背后的基本概念和工作原理，以及如何搭建 Docker + Kubernetes 环境。希望读者可以在此基础上进一步深入学习和探索容器化技术。

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