虚拟化运维--集群编排--Compose(七)
一、Docker-Compose简介
Docker-Compose项目是Docker官方的开源项目，负责实现对Docker容器集群的快速编排。
Docker-Compose将所管理的容器分为三层，分别是工程（project），服务（service）以及容器（container）。
Docker-Compose运行目录下的所有文件（docker-compose.yml，extends文件或环境变量文件等）组成一个工程，若无特殊指定工程名即为当前目录名。一个工程当中可包含多个服务，每个服务中定义了容器运行的镜像，参数，依赖。一个服务当中可包括多个容器实例，Docker-Compose并没有解决负载均衡的问题，因此需要借助其它工具实现服务发现及负载均衡。
Docker-Compose的工程配置文件默认为docker-compose.yml，可通过环境变量COMPOSE_FILE或-f参数自定义配置文件，其定义了多个有依赖关系的服务及每个服务运行的容器。
使用一个Dockerfile模板文件，可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器。在工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个Web项目，除了Web服务容器本身，往往还需要再加上后端的数据库服务容器，甚至还包括负载均衡容器等。
Compose允许用户通过一个单独的docker-compose.yml模板文件（YAML 格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。
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Docker API，就可以在其上利用Compose来进行编排管理。
文档地址：https://docs.docker.com/compose/reference/build/
二、Docker-Compose安装
# 下载Docker-Compose
[root@localhost ~]# curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.25.0-rc2/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# Docker-Compose
[root@localhost ~]# sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# 查看版本
[root@localhost ~]# docker-compose version
docker-compose version 1.25.0-rc2, build 661ac20e
docker-py version: 4.0.1
CPython version: 3.7.4
OpenSSL version: OpenSSL 1.1.0k 28 May 2019
三、Docker-Compose常用命令
- Docker-Compose命令格式
docker-compose [-f <arg>...] [options] [COMMAND] [ARGS...]
命令选项如下：
-f，–file FILE指定Compose模板文件，默认为docker-compose.yml，可以多次指定。
-p，–project-name NAME指定项目名称，默认将使用所在目录名称作为项目名。
-x-network-driver 使用Docker的可拔插网络后端特性（需要Docker 1.9+版本）
-x-network-driver DRIVER指定网络后端的驱动，默认为bridge（需要Docker 1.9+版本）
-verbose输出更多调试信息
-v，–version打印版本并退出
- docker-compose up
docker-compose up [options] [--scale SERVICE=NUM...] [SERVICE...]
选项包括：
-d 在后台运行服务容器
–no-color 不使用颜色来区分不同的服务的控制输出
–no-deps 不启动服务所链接的容器
–force-recreate 强制重新创建容器，不能与–no-recreate同时使用
–no-recreate 如果容器已经存在，则不重新创建，不能与–force-recreate同时使用
–no-build 不自动构建缺失的服务镜像
–build 在启动容器前构建服务镜像
–abort-on-container-exit 停止所有容器，如果任何一个容器被停止，不能与-d同时使用
-t, –timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为10秒）
–remove-orphans 删除服务中没有在compose文件中定义的容器
–scale SERVICE=NUM 设置服务运行容器的个数，将覆盖在compose中通过scale指定的参数
docker-compose up
启动所有服务
docker-compose up -d
在后台所有启动服务
-f 指定使用的Compose模板文件，默认为docker-compose.yml，可以多次指定。
docker-compose -f docker-compose.yml up -d
3、docker-compose ps
docker-compose ps [options] [SERVICE...]
docker-compose ps
[root@localhost webapp]# docker-compose ps
Name Command State Ports
----------------------------------------------------------
web1 nginx -g daemon off; Up 0.0.0.0:6061->80/tcp
web2 nginx -g daemon off; Up 0.0.0.0:6062->80/tcp
web3 nginx -g daemon off; Up 0.0.0.0:6063->80/tcp
列出项目中目前的所有容器
4、docker-compose stop
docker-compose stop [options] [SERVICE...]
选项包括：
-t, –timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为10秒）
docker-compose stop
[root@localhost webapp]# docker-compose stop
Stopping web3 ... done
Stopping web1 ... done
Stopping web2 ... done
停止正在运行的容器，可以通过docker-compose start 再次启动
5、docker-compose -h
docker-compose -h
查看帮助
6、docker-compose down
docker-compose down [options]
停止和删除容器、网络、卷、镜像。
选项包括：
–rmi type，删除镜像，类型必须是：all，删除compose文件中定义的所有镜像；local，删除镜像名为空的镜像
-v, –volumes，删除已经在compose文件中定义的和匿名的附在容器上的数据卷
–remove-orphans，删除服务中没有在compose中定义的容器
docker-compose down
停用移除所有容器以及网络相关
7、docker-compose logs
docker-compose logs [options] [SERVICE...]
查看服务容器的输出。默认情况下，docker-compose将对不同的服务输出使用不同的颜色来区分。可以通过–no-color来关闭颜色。
docker-compose logs
查看服务容器的输出
8、docker-compose build
docker-compose build [options] [--build-arg key=val...] [SERVICE...]
构建（重新构建）项目中的服务容器。
选项包括：
–compress 通过gzip压缩构建上下环境
–force-rm 删除构建过程中的临时容器
–no-cache 构建镜像过程中不使用缓存
–pull 始终尝试通过拉取操作来获取更新版本的镜像
-m, –memory MEM为构建的容器设置内存大小
–build-arg key=val为服务设置build-time变量
服务容器一旦构建后，将会带上一个标记名。可以随时在项目目录下运行docker-compose build来重新构建服务
9、docker-compose pull
docker-compose pull [options] [SERVICE...]
拉取服务依赖的镜像。
选项包括：
–ignore-pull-failures，忽略拉取镜像过程中的错误
–parallel，多个镜像同时拉取
–quiet，拉取镜像过程中不打印进度信息
docker-compose pull
拉取服务依赖的镜像
10、docker-compose restart
docker-compose restart [options] [SERVICE...]
重启项目中的服务。
选项包括：
-t, –timeout TIMEOUT，指定重启前停止容器的超时（默认为10秒）
docker-compose restart
重启项目中的服务
11、docker-compose rm
docker-compose rm [options] [SERVICE...]
删除所有（停止状态的）服务容器。
选项包括：
–f, –force，强制直接删除，包括非停止状态的容器
-v，删除容器所挂载的数据卷
docker-compose rm
[root@localhost webapp]# docker-compose rm
Going to remove web3, web1, web2
Are you sure? [yN] y
Removing web3 ... done
Removing web1 ... done
Removing web2 ... done
删除所有（停止状态的）服务容器。推荐先执行docker-compose stop命令来停止容器。
12、docker-compose start
docker-compose start [SERVICE...]
docker-compose start
启动已经存在的服务容器。
13、docker-compose run
docker-compose run [options] [-v VOLUME...] [-p PORT...] [-e KEY=VAL...] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]
在指定服务上执行一个命令。
docker-compose run ubuntu ping www.baidu.com
在指定容器上执行一个ping命令。
14、docker-compose scale
docker-compose scale web=3 db=2
设置指定服务运行的容器个数。通过service=num的参数来设置数量
15、docker-compose pause
docker-compose pause [SERVICE...]
暂停一个服务容器
16、docker-compose kill
docker-compose kill [options] [SERVICE...]
通过发送SIGKILL信号来强制停止服务容器。
支持通过-s参数来指定发送的信号，例如通过如下指令发送SIGINT信号：
docker-compose kill -s SIGINT
17、dokcer-compose config
docker-compose config [options]
验证并查看compose文件配置。
选项包括：
–resolve-image-digests 将镜像标签标记为摘要
-q, –quiet 只验证配置，不输出。 当配置正确时，不输出任何内容，当文件配置错误，输出错误信息
–services 打印服务名，一行一个
–volumes 打印数据卷名，一行一个
18、docker-compose create
docker-compose create [options] [SERVICE...]
为服务创建容器。
选项包括：
–force-recreate：重新创建容器，即使配置和镜像没有改变，不兼容–no-recreate参数
–no-recreate：如果容器已经存在，不需要重新创建，不兼容–force-recreate参数
–no-build：不创建镜像，即使缺失
–build：创建容器前，生成镜像
19、docker-compose exec
docker-compose exec [options] SERVICE COMMAND [ARGS...]
选项包括：
-d 分离模式，后台运行命令。
–privileged 获取特权。
–user USER 指定运行的用户。
-T 禁用分配TTY，默认docker-compose exec分配TTY。
–index=index，当一个服务拥有多个容器时，可通过该参数登陆到该服务下的任何服务，例如：docker-compose exec –index=1 web /bin/bash ，web服务中包含多个容器
20、docker-compose port
docker-compose port [options] SERVICE PRIVATE_PORT
显示某个容器端口所映射的公共端口。
选项包括：
–protocol=proto，指定端口协议，TCP（默认值）或者UDP
–index=index，如果同意服务存在多个容器，指定命令对象容器的序号（默认为1）
21、docker-compose push
docker-compose push [options] [SERVICE...]
推送服务依的镜像。
选项包括：
–ignore-push-failures 忽略推送镜像过程中的错误
22、docker-compose stop
docker-compose stop [options] [SERVICE...]
显示各个容器运行的进程情况。
23、docker-compose unpause
docker-compose unpause [SERVICE...]
恢复处于暂停状态中的服务。
24、docker-compose version
docker-compose version
打印版本信息。
四、Docker-Compose模板文件
1、Docker-Compose模板文件简介
Compose允许用户通过一个docker-compose.yml模板文件（YAML 格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。
Compose模板文件是一个定义服务、网络和卷的YAML文件。Compose模板文件默认路径是当前目录下的docker-compose.yml，可以使用.yml或.yaml作为文件扩展名。
Docker-Compose标准模板文件应该包含version、services、networks 三大部分，最关键的是services和networks两个部分。
version: '2'
services:
web:
image: dockercloud/hello-world
ports:
- 8080
networks:
- front-tier
- back-tier
redis:
image: redis
links:
- web
networks:
- back-tier
lb:
image: dockercloud/haproxy
ports:
- 80:80
links:
- web
networks:
- front-tier
- back-tier
volumes:
- /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
networks:
front-tier:
driver: bridge
back-tier:
driver: bridge
Compose目前有三个版本分别为Version 1，Version 2，Version 3，Compose区分Version 1和Version 2（Compose 1.6.0+，Docker Engine 1.10.0+）。Version 2支持更多的指令。Version 1将来会被弃用。
2、image
image是指定服务的镜像名称或镜像ID。如果镜像在本地不存在，Compose将会尝试拉取镜像。
services:
web:
image: hello-world
3、build
服务除了可以基于指定的镜像，还可以基于一份Dockerfile，在使用up启动时执行构建任务，构建标签是build，可以指定Dockerfile所在文件夹的路径。Compose将会利用Dockerfile自动构建镜像，然后使用镜像启动服务容器。
build: /path/to/build/dir
也可以是相对路径，只要上下文确定就可以读取到Dockerfile。
build: ./dir
设定上下文根目录，然后以该目录为准指定Dockerfile。
build:
context: ../
dockerfile: path/of/Dockerfile
build都是一个目录，如果要指定Dockerfile文件需要在build标签的子级标签中使用dockerfile标签指定。
如果同时指定image和build两个标签，那么Compose会构建镜像并且把镜像命名为image值指定的名字。
4、context
context选项可以是Dockerfile的文件路径，也可以是到链接到git仓库的url，当提供的值是相对路径时，被解析为相对于撰写文件的路径，此目录也是发送到Docker守护进程的context
build:
context: ./dir
5、dockerfile
使用dockerfile文件来构建，必须指定构建路径
build:
context: .
dockerfile: Dockerfile-alternate
dockerfile指令不能跟image同时使用，否则Compose将不确定根据哪个指令来生成最终的服务镜像。
6、command
使用command可以覆盖容器启动后默认执行的命令。
command: bundle exec thin -p 3000
7、container_name
Compose的容器名称格式是：<项目名称><服务名称><序号>
可以自定义项目名称、服务名称，但如果想完全控制容器的命名，可以使用标签指定：
container_name: app
8、depends_on
在使用Compose时，最大的好处就是少打启动命令，但一般项目容器启动的顺序是有要求的，如果直接从上到下启动容器，必然会因为容器依赖问题而启动失败。例如在没启动数据库容器的时候启动应用容器，应用容器会因为找不到数据库而退出。depends_on标签用于解决容器的依赖、启动先后的问题。
version: '2'
services:
web:
build: .
depends_on:
- db
- redis
redis:
image: redis
db:
image: postgres
上述YAML文件定义的容器会先启动redis和db两个服务，最后才启动web 服务。
9、pid
pid: "host"
将PID模式设置为主机PID模式，跟主机系统共享进程命名空间。容器使用pid标签将能够访问和操纵其他容器和宿主机的名称空间。
10、ports
ports用于映射端口的标签。
使用HOST:CONTAINER格式或者只是指定容器的端口，宿主机会随机映射端口。
ports:
- "3000"
- "8000:8000"
- "49100:22"
- "127.0.0.1:8001:8001"
当使用HOST:CONTAINER格式来映射端口时，如果使用的容器端口小于60可能会得到错误得结果，因为YAML将会解析xx:yy这种数字格式为60进制。所以建议采用字符串格式。
11、extra_hosts
添加主机名的标签，会在/etc/hosts文件中添加一些记录。
extra_hosts:
- "somehost:162.242.195.82"
- "otherhost:50.31.209.229"
启动后查看容器内部hosts：
162.242.195.82 somehost
50.31.209.229 otherhost
12、volumes
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，后者对于容器来说，数据卷是只读的，可以有效保护宿主机的文件系统。
Compose的数据卷指定路径可以是相对路径，使用 . 或者 .. 来指定相对目录。
数据卷的格式可以是下面多种形式：
volumes:
// 只是指定一个路径，Docker 会自动在创建一个数据卷（这个路径是容器内部的）。
- /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
如果不使用宿主机的路径，可以指定一个volume_driver。
volume_driver: mydriver
13、volumes_from
从另一个服务或容器挂载其数据卷：
volumes_from:
- service_name
- container_name
14、dns
自定义DNS服务器。可以是一个值，也可以是一个列表。
dns：8.8.8.8
dns：
- 8.8.8.8
- 9.9.9.9
15、dns_search
配置DNS搜索域。可以是一个值，也可以是一个列表。
dns_search：example.com
dns_search：
- domain1.example.com
- domain2.example.com
16、entrypoint
在Dockerfile中有一个指令叫做ENTRYPOINT指令，用于指定接入点。
在docker-compose.yml中可以定义接入点，覆盖Dockerfile中的定义：
entrypoint: /code/entrypoint.sh
17、env_file
在docker-compose.yml中可以定义一个专门存放变量的文件。
如果通过docker-compose -f FILE指定配置文件，则env_file中路径会使用配置文件路径。
如果有变量名称与environment指令冲突，则以后者为准。格式如下：
env_file: .env
或者根据docker-compose.yml设置多个：
env_file:
- ./common.env
- ./apps/web.env
- /opt/secrets.env
如果在配置文件中有build操作，变量并不会进入构建过程中。
18、cap_add
增加指定容器的内核能力（capacity）。
让容器具有所有能力可以指定：
cap_add:
- ALL
19、cap_drop
去掉指定容器的内核能力（capacity）。
去掉NET_ADMIN能力可以指定：
cap_drop:
- NET_ADMIN
20、cgroup_parent
创建了一个cgroup组名称为cgroups_1:
cgroup_parent: cgroups_1
21、devices
指定设备映射关系，例如：
devices:
- "/dev/ttyUSB1:/dev/ttyUSB0"
22、expose
暴露端口，但不映射到宿主机，只允许能被连接的服务访问。仅可以指定内部端口为参数，如下所示：
expose:
- "3000"
- "8000"
23、extends
基于其它模板文件进行扩展。例如，对于webapp服务定义了一个基础模板文件为common.yml：
# common.yml
webapp:
build: ./webapp
environment:
- DEBUG=false
- SEND_EMAILS=false
再编写一个新的development.yml文件，使用common.yml中的webapp服务进行扩展：
# development.yml
web:
extends:
file: common.yml
service: webapp
ports:
- "8000:8000"
links:
- db
environment:
- DEBUG=true
db:
image: mysql
后者会自动继承common.yml中的webapp服务及环境变量定义。
extends限制如下：
A、要避免出现循环依赖
B、extends不会继承links和volumes_from中定义的容器和数据卷资源
推荐在基础模板中只定义一些可以共享的镜像和环境变量，在扩展模板中具体指定应用变量、链接、数据卷等信息
24、external_links
链接到docker-compose.yml外部的容器，可以是非Compose管理的外部容器。
external_links:
- redis_1
- project_db_1:mysql
- project_db_1:postgresql
25、labels
为容器添加Docker元数据（metadata）信息。例如，可以为容器添加辅助说明信息：
labels：
com.startupteam.description: "webapp for a strtup team"
26、links
链接到其它服务中的容器。使用服务名称（同时作为别名），或者“服务名称:服务别名”（如 SERVICE:ALIAS），例如：
links:
- db
- db:database
- redis
使用别名将会自动在服务容器中的/etc/hosts里创建。例如：
172.17.2.186 db
172.17.2.186 database
172.17.2.187 redis
27、log_driver
指定日志驱动类型。目前支持三种日志驱动类型：
log_driver: "json-file"
log_driver: "syslog"
log_driver: "none"
28、log_opt
日志驱动的相关参数。例如：
log_driver: "syslog"log_opt:
syslog-address: "tcp://192.168.0.42:123"
29、net
设置网络模式。
net: "bridge"
net: "none"
net: "host"
30、security_opt
指定容器模板标签（label）机制的默认属性（用户、角色、类型、级别等）。例如，配置标签的用户名和角色名：
security_opt:
- label:user:USER
- label:role:ROLE
31、环境变量
环境变量可以用来配置Docker-Compose的行为。
COMPOSE_PROJECT_NAME
设置通过Compose启动的每一个容器前添加的项目名称，默认是当前工作目录的名字。
COMPOSE_FILE
设置docker-compose.yml模板文件的路径。默认路径是当前工作目录。
DOCKER_HOST
设置Docker daemon的地址。默认使用unix:///var/run/docker.sock。 DOCKER_TLS_VERIFY
如果设置不为空，则与Docker daemon交互通过TLS进行。
DOCKER_CERT_PATH
配置TLS通信所需要的验证(ca.pem、cert.pem 和 key.pem)文件的路径，默认是 ~/.docker 。
五、Docker-Compose模板文件示例
1、docker-compose模板文件编写
[root@localhost ~]# vi docker-compose.yaml
docker-compose.yaml文件如下：
version: '2'
services:
web1:
image: nginx
ports:
- "6061:80"
container_name: "web1"
networks:
- dev
web2:
image: nginx
ports:
- "6062:80"
container_name: "web2"
networks:
- dev
- pro
web3:
image: nginx
ports:
- "6063:80"
container_name: "web3"
networks:
- pro
networks:
dev:
driver: bridge
pro:
driver: bridge
#volumes:
docker-compose.yaml文件指定了三个web服务。
2、启动应用
创建一个webapp目录，将docker-compose.yaml文件拷贝到webapp目录下，使用docker-compose启动应用。
# 创建目录
[root@localhost ~]# mkdir webapp
[root@localhost ~]# cp docker-compose.yaml webapp
[root@localhost ~]# cd webapp
# 启动应用
[root@localhost webapp]# docker-compose up -d
Pulling web1 (nginx:)...
Trying to pull repository docker.io/library/nginx ...
latest: Pulling from docker.io/library/nginx
8d691f585fa8: Pull complete
047cb16c0ff6: Pull complete
b0bbed1a78ca: Pull complete
Digest: sha256:77ebc94e0cec30b20f9056bac1066b09fbdc049401b71850922c63fc0cc1762e
Status: Downloaded newer image for docker.io/nginx:latest
Creating web2 ... done
Creating web1 ... done
Creating web3 ... done
3、服务访问
通过浏览器访问web1，web2，web3服务:
http://192.168.247.130:6061/
http://192.168.247.130:6062/
http://192.168.247.130:6063/
192.168.247.130:6061
192.168.247.130:6062
192.168.247.130:6063
常见问题：
- ERROR: Failed to Setup IP tables: Unable to enable SKIP DNAT rule: (iptables failed: iptables --wait -t nat -I DOCKER -i br-2add1a39bc5d -j RETURN: iptables: No chain/target/match by that name.
原因是关闭防火墙之后docker需要重启，执行以下命令重启docker即可：
service docker restart
