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《容器技术应用实训报告：探索高效、灵活的应用部署与管理》
随着信息技术的快速发展，软件应用的规模和复杂度不断增加，传统的应用部署和管理方式面临着诸多挑战，容器技术作为一种轻量级的虚拟化技术，为解决这些问题提供了全新的思路和解决方案，本实训旨在深入学习和掌握容器技术的应用，通过实际操作和项目实践，体验容器技术在应用开发、部署、管理等方面的优势。
实训目的
1、深入理解容器技术的核心概念，包括容器镜像、容器运行时、容器编排等。
2、掌握常用容器技术工具的使用，如Docker和Kubernetes。
3、学会使用容器技术进行应用的打包、部署和管理，提高应用的可移植性和可扩展性。
4、通过实际项目，解决在容器化应用过程中遇到的问题，培养实践能力和创新思维。
实训环境
1、硬件环境
- 服务器：配置为多核CPU、足够的内存（如16GB以上）和大容量硬盘（如500GB以上），以满足容器运行和存储镜像的需求。
2、软件环境
- 操作系统：Ubuntu 18.04 LTS，选择该系统是因为其在容器技术社区中具有广泛的支持和良好的兼容性。
- Docker：安装Docker CE（社区版），用于构建、分发和运行容器。
- Kubernetes：通过Minikube搭建本地的Kubernetes集群，用于容器的编排和管理。
（一）Docker基础操作
1、安装与配置
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- 在Ubuntu系统上，按照Docker官方文档的步骤进行安装，安装完成后，启动Docker服务，并通过docker version命令检查安装是否成功。
2、镜像操作
- 从Docker Hub（官方镜像仓库）拉取常用的镜像，如nginx镜像，使用docker pull nginx命令将nginx镜像下载到本地。
- 构建自定义镜像，编写一个简单的Dockerfile，例如创建一个包含自定义Web应用的镜像，在Dockerfile中，指定基础镜像（如python:3.8 - slim），安装应用所需的依赖包，复制应用代码到镜像中，并定义容器启动时要执行的命令。
- 使用docker build -t my - app:v1.0.命令构建镜像，其中-t参数用于指定镜像的标签（名称和版本）。
3、容器操作
- 基于拉取或构建的镜像启动容器，对于nginx镜像，使用docker run -d -p 80:80 nginx命令，其中-d表示在后台运行容器，-p用于将主机的80端口映射到容器的80端口。
- 进入正在运行的容器内部进行操作，使用docker exec -it <container - id> /bin/bash命令，其中<container - id>是容器的唯一标识符，可以通过docker ps命令获取，在容器内部，可以查看应用的运行状态、修改配置文件等。
（二）Kubernetes容器编排
1、Minikube安装与启动
- 在Ubuntu系统上安装Minikube，这是一个在本地快速搭建单节点Kubernetes集群的工具，安装完成后，使用minikube start命令启动集群。
2、部署应用到Kubernetes集群
- 将之前构建的自定义my - app镜像部署到Kubernetes集群中，创建一个Deployment资源对象，在Deployment的配置文件中，指定应用的名称、副本数量、镜像名称等信息。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: my - app - deployment
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my - app
template:
metadata:
labels:
app: my - app
spec:
containers:
- name: my - app - container
image: my - app:v1.0 - 使用kubectl apply - f my - app - deployment.yaml命令将Deployment资源对象应用到集群中，Kubernetes会根据配置文件创建并管理应用的多个副本。
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3、服务暴露
- 为了使外部能够访问部署在Kubernetes集群中的应用，创建一个Service资源对象，可以创建NodePort类型的服务，
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my - app - service
spec:
type: NodePort
selector:
app: my - app
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30080 - 通过kubectl apply - f my - app - service.yaml命令创建服务后，就可以通过集群节点的IP地址和30080端口访问应用。
实训成果
1、成功构建并运行了多个自定义容器镜像，包括简单的Web应用容器。
2、在Kubernetes集群中成功部署了应用，并实现了应用的多副本管理和服务暴露，提高了应用的可用性和可扩展性。
3、通过对容器技术的应用，实现了应用在不同环境（开发、测试、生产）之间的快速迁移和部署，大大缩短了应用的上线周期。
遇到的问题及解决方案
（一）问题
1、在构建自定义镜像时，由于网络问题，依赖包安装失败。
2、在Kubernetes集群中，应用副本之间的通信出现故障。
（二）解决方案
1、对于构建镜像时的网络问题，更换了国内的镜像源，如阿里云的Docker镜像源，修改Dockerfile中的RUN指令，指定新的镜像源地址进行依赖包安装，
RUN sed - i's/deb.debian.org/mirrors.aliyun.com/g'/etc/apt/sources.list && \
apt - get update && \
apt - get install - y <dependency - packages>2、对于Kubernetes集群中应用副本通信故障，检查了Service的配置，发现是selector标签与Deployment中的labels不匹配导致的，修改Service的selector标签使其与Deployment中的labels一致后，通信问题得到解决。
通过本次容器技术应用实训，深入学习和掌握了容器技术的核心知识和应用技能，容器技术以其轻量级、可移植性和高效的资源利用等优势，为现代应用的开发、部署和管理带来了革命性的变化，在实训过程中，不仅学会了Docker和Kubernetes等容器技术工具的基本操作，还通过解决实际问题，提高了对容器技术的理解和应用能力，在未来的工作和学习中，容器技术将成为构建和管理复杂应用系统的重要手段，我们将继续深入研究容器技术，探索其在更多领域的应用。
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