#### 构建上下文

执行 `docker build` 命令时，当前的工作目录被称为构建上下文。默认情况下，Dockerfile 就位于该路径下。也可以通过 `-f` 参数来指定 dockerfile ，但 docker 客户端会将当前工作目录下的所有文件发送到 docker 守护进程进行构建。

所以来说，当执行 docker build 进行构建镜像时，当前目录一定要 `干净` ，切记不要在家里录下创建一个 Dockerfile 紧接着 `docker build` 一把梭 😂。

正确做法是为项目建立一个文件夹，把构建镜像时所需要的资源放在这个文件夹下。比如这样：

```
mkdir project
cd !$
vi Dockerfile
# 编写 Dockerfile
```

> 也可以通过 `.dockerignore` 文件来忽略不需要的文件发送到 docker 守护进程

#### 基础镜像

使用体积较小的基础镜像，比如 `alpine` 或者 `debian:buster-slim`，像 openjdk 可以选用 `openjdk:xxx-slim`，由于 openjdk 是基于 debian 的基础镜像构建的，所以向 debian 基础镜像一样，后面带个 `slim` 就是基于 `debian:xxx-slim` 镜像构建的。

```
REPOSITORY                  TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
debian                      buster-slim         e1af56d072b8        4 days ago          69.2MB
alpine                      latest              cc0abc535e36        8 days ago          5.59MB
```

不过需要注意的是，alpine 的 c 库是 `musl libc` ，而不是正统的 `glibc`，另外对于一些依赖 `glibc` 的大型项目，像 openjdk 、tomcat、rabbitmq 等都不建议使用 alpine 基础镜像，因为 musl libc 可能会导致 JVM 一些奇怪的问题。这也是为什么 tomcat 官方没有给出基础镜像是 alpine 的 Dockerfile 的原因。

#### 国内软件源

使用默认的软件源安装构建时所需的依赖，对于绝大多数基础镜像来说，可以通过修改软件源的方式更换为国内的软件源镜像站。目前国内稳定可靠的镜像站主要有，华为云、阿里云、腾讯云、163 等。

- 对于 alpine 基础镜像修改软件源

```
echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/" > /etc/apk/repositories ;\
echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/" >> /etc/apk/repositories ;\
apk update ;
```

- debian 基础镜像修改默认原件源码

```
sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.huaweicloud.com/g' /etc/apt/sources.list ;\
sed -i 's|security.debian.org/debian-security|mirrors.huaweicloud.com/debian-security|g' /etc/apt/sources.list ;\
apt update ;\
```

- Ubuntu 基础镜像修改默认原件源码

```
sed -i 's/archive.ubuntu.com/mirrors.huaweicloud.com/g' 
/etc/apt/sources.list
apt update ;\
```

- 对于 CentOS ???

你确定要用 220MB 大小的基础镜像？

```
REPOSITORY                  TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
centos                      latest              0f3e07c0138f        3 months ago        220MB
```

建议这些命令就放在 RUN 指令的第一条，update 以下软件源，之后再 install 相应的依赖。

#### 时区设置

由于绝大多数基础镜像都是默认采用 UTC 的时区，与北京时间相差 8 个小时，这将会导致容器内的时间与北京时间不一致，因而会对一些应用造成一些影响，还会影响容器内日志和监控的数据。

因此对于东八区的用户，最好在构建镜像的时候设定一下容器内的时区，以免以后因为时区遇到一些 bug😂。

可以通过环境变量设置容器内的时区。在启动的时候可以通过设置环境变量 `-e TZ=Asia/Shanghai` 来设定容器内的时区。

##### alpine

- 但对于 alpine 基础镜像无法通过 TZ 环境变量的方式设定时区，需要安装 tzdata 来配置时区。

```
root@ubuntu:~/docke/alpine# docker run --rm -it -e TZ=Asia/Shanghai alpine 
date
Thu Jan  2 03:37:44 UTC 2020
```

- 对于 alpine 基础镜像，可以在 RUN 指令后面追加上以下命令

```
apk add --no-cache tzdata ;\
cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime ;\
echo "Asia/Shanghai" > /etc/timezone ;\
apk del tzdata ;\
```

- 通过 tzdate 设定时区

```
root@ubuntu:~/docke/alpine# docker build -t alpine:tz2 .
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/2 : FROM alpine
 ---> cc0abc535e36
Step 2/2 : RUN set -xue ;    echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/" > /etc/apk/repositories ;    echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/" >> /etc/apk/repositories ;    apk update ;    apk add --no-cache tzdata ;    cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime ;    echo "Asia/Shanghai" > /etc/timezone ;    apk del tzdata
 ---> Running in 982041a34dbf
+ echo http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/
+ echo http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/
+ apk update
fetch http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/x86_64/APKINDEX.tar.gz
fetch http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/x86_64/APKINDEX.tar.gz
v3.11.2-11-gd5cdcefa20 [http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/]
v3.11.2-14-g973431591e [http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/]
OK: 11261 distinct packages available
+ apk add --no-cache tzdata
fetch http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/x86_64/APKINDEX.tar.gz
fetch http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/x86_64/APKINDEX.tar.gz
(1/1) Installing tzdata (2019c-r0)
Executing busybox-1.31.1-r8.trigger
OK: 9 MiB in 15 packages
+ cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
+ echo Asia/Shanghai
+ apk del tzdata
(1/1) Purging tzdata (2019c-r0)
Executing busybox-1.31.1-r8.trigger
OK: 6 MiB in 14 packages
Removing intermediate container 982041a34dbf
 ---> 3ec89f3e824d
Successfully built 3ec89f3e824d
Successfully tagged alpine:tz2
root@ubuntu:~/docke/alpine# docker run --rm -it alpine:tz2 date
Thu Jan  2 11:12:23 CST 2020
```

##### debian

- 通过启动时设定环境变量指定时区

```
root@ubuntu:~/docke/alpine# docker run --rm -it -e TZ=Asia/Shanghai debian 
date
Thu Jan  2 11:38:56 CST 2020
```

- 也可以再构建镜像的时候复制时区文件设定容器内时区

```
cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime ;\
echo "Asia/shanghai" > /etc/timezone ;\
```

##### ubuntu

- 通过启动时设定环境变量指定时区，发射失败 😂，只能通过时区文件来设定时区了。

```
root@ubuntu:~/docke/alpine# docker run --rm -it -e TZ=Asia/Shanghai debian date
Thu Jan  2 11:38:56 CST 2020

root@ubuntu:~/docke/alpine# ^debian^ubuntu
docker run --rm -it -e TZ=Asia/Shanghai ubuntu date
Thu Jan  2 03:44:13 Asia 2020
```

> 在这里有个命令执行的小技巧，通过脱字符 `^` 来替换上一条命令中的 debian 为 ubuntu 然后执行相同的命令。

- **通过时区文件来设定时区**

```
apt update ;\
apt install tzdata -y ;\
cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime ;\
echo "Asia/shanghai" > /etc/timezone ;\
```

##### 尽量使用 URL 添加源码

如果不采用分阶段构建，对于一些需要在容器内进行编译的项目，最好通过 git 或者 wegt 的方式将源码打入到镜像内，而非采用 ADD 或者 COPY ，因为源码编译完成之后，源码就不需要可以删掉了，而通过 ADD 或者 COPY 添加进去的源码已经用在下一层镜像中了，是删不掉滴啦。

也就是说 `git & wget source` 然后 `build`，最后 `rm -rf source/` 这三部放在一条 RUN 指令中，这样就能避免源码添加到镜像中而增大镜像体积啦。

下面以 FastDFS 的 Dockerfile 为例：

- 项目官方的 Dockerfile

```
# centos 7
FROM centos:7
# 添加配置文件
# add profiles
ADD conf/client.conf /etc/fdfs/
ADD conf/http.conf /etc/fdfs/
ADD conf/mime.types /etc/fdfs/
ADD conf/storage.conf /etc/fdfs/
ADD conf/tracker.conf /etc/fdfs/
ADD fastdfs.sh /home
ADD conf/nginx.conf /etc/fdfs/
ADD conf/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs

# 添加源文件
# add source code
ADD source/libfastcommon.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/fastdfs.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/fastdfs-nginx-module.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/nginx-1.15.4.tar.gz /usr/local/src/

# Run
RUN yum install git gcc gcc-c++ make automake autoconf libtool pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl-devel wget vim -y \
  &&  mkdir /home/dfs   \
  &&  cd /usr/local/src/  \
  &&  cd libfastcommon/   \
  &&  ./make.sh && ./make.sh install  \
  &&  cd ../  \
  &&  cd fastdfs/   \
  &&  ./make.sh && ./make.sh install  \
  &&  cd ../  \
  &&  cd nginx-1.15.4/  \
  &&  ./configure --add-module=/usr/local/src/fastdfs-nginx-module/src/   \
  &&  make && make install  \
  &&  chmod +x /home/fastdfs.sh
# export config
VOLUME /etc/fdfs

EXPOSE 22122 23000 8888 80
ENTRYPOINT ["/home/fastdfs.sh"]
```

- **经过本人优化后的 Dockerfile**

```
FROM alpine:3.10

RUN set -x \
    && echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/main/" > /etc/apk/repositories \
    && echo "http://mirrors.huaweicloud.com/alpine/latest-stable/community/" >> /etc/apk/repositories \
    && apk update \
    && apk add --no-cache --virtual .build-deps gcc libc-dev make perl-dev openssl-dev pcre-dev zlib-dev git \
    && mkdir -p /usr/local/src \
    && cd /usr/local/src \
    && git clone https://github.com/happyfish100/libfastcommon.git --depth 1 \
    && git clone https://github.com/happyfish100/fastdfs.git --depth 1    \
    && git clone https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module.git --depth 1  \
    && wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.4.tar.gz \
    && tar -xf nginx-1.15.4.tar.gz \
    && cd /usr/local/src/libfastcommon \
    && ./make.sh \
    && ./make.sh install \
    && cd /usr/local/src/fastdfs/ \
    && ./make.sh \
    && ./make.sh install \
    && cd /usr/local/src/nginx-1.15.4/ \
    && ./configure --add-module=/usr/local/src/fastdfs-nginx-module/src/ \
    && make && make install \
    && apk del .build-deps \
    && apk add --no-cache pcre-dev bash \
    && mkdir -p /home/dfs  \
    && mv /usr/local/src/fastdfs/docker/dockerfile_network/fastdfs.sh /home \
    && mv /usr/local/src/fastdfs/docker/dockerfile_network/conf/* /etc/fdfs \
    && chmod +x /home/fastdfs.sh \
    && rm -rf /usr/local/src*
VOLUME /home/dfs
EXPOSE 22122 23000 8888 8080
CMD ["/home/fastdfs.sh"]
```

- 构建之后的对比

使用项目默认的 Dockerfile 进行构建的话，镜像大小接近 500MB，而经过一些的优化，将所有的 RUN 指令合并为一条，最终构建出来的镜像大小为 30MB。

```
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
fastdfs             alpine              e855bd197dbe        10 seconds ago      29.3MB
fastdfs             debian              e05ca1616604        20 minutes ago      103MB
fastdfs             centos              c1488537c23c        30 minutes ago      483MB
```

#### 使用虚拟编译环境

对于只在编译过程中使用到的依赖，我们可以将这些依赖安装在虚拟环境中，编译完成之后可以一并删除这些依赖，比如 alpine 中可以使用 `apk add --no-cache --virtual .build-deps`，后面加上需要安装的相关依赖。

```
apk add --no-cache --virtual .build-deps gcc libc-dev make perl-dev openssl-dev pcre-dev zlib-dev git
```

构建完成之后可以使用 apk del .build-deps 命令，一并将这些编译依赖全部删除。

需要注意的是，.build-deps 后面接的是编译时以来的软件包，并不是所有的编译依赖都可以删除，不要把运行时的依赖包接在后面，最好单独 add 一下。

#### 最小化层数

docker 在 1.10 以后，只有 `RUN、COPY 和 ADD` 指令会创建层，其他指令会创建临时的中间镜像，但是不会直接增加构建的镜像大小了。

前文提到了建议使用 git 或者 wget 的方式来将文件打入到镜像当中，但如果我们必须要使用 COPY 或者 ADD 指令呢？

还是拿 FastDFS 为例：

```
# centos 7
FROM centos:7
# 添加配置文件
# add profiles
ADD conf/client.conf /etc/fdfs/
ADD conf/http.conf /etc/fdfs/
ADD conf/mime.types /etc/fdfs/
ADD conf/storage.conf /etc/fdfs/
ADD conf/tracker.conf /etc/fdfs/
ADD fastdfs.sh /home
ADD conf/nginx.conf /etc/fdfs/
ADD conf/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs

# 添加源文件
# add source code
ADD source/libfastcommon.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/fastdfs.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/fastdfs-nginx-module.tar.gz /usr/local/src/
ADD source/nginx-1.15.4.tar.gz /usr/local/src/
```

多个文件需要添加到容器中不同的路径，每个文件使用一条 ADD 指令的话就会增加一层镜像，这样戏曲就多了 12 层镜像 。

其实大可不必，我们可以将这些文件全部打包为一个文件为 `src.tar.gz` 然后通过 ADD 的方式把文件添加到当中去，然后在 RUN 指令后使用 `mv` 命令把文件移动到指定的位置。这样仅仅一条 ADD 和 RUN 指令取代掉了 12 个 ADD 指令。

```
FROM alpine:3.10
COPY src.tar.gz /usr/local/src.tar.gz
RUN set -xe \
    && apk add --no-cache --virtual .build-deps gcc libc-dev make perl-dev openssl-dev pcre-dev zlib-dev tzdata \
    && cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime \
    && tar -xvf /usr/local/src.tar.gz -C /usr/local \
    && mv /usr/local/src/conf/fastdfs.sh /home/fastdfs/ \
    && mv /usr/local/src/conf/* /etc/fdfs \
    && chmod +x /home/fastdfs/fastdfs.sh \
    && rm -rf /usr/local/src/* /var/cache/apk/* /tmp/* /var/tmp/* $HOME/.cache
VOLUME /var/fdfs
```

其他最小化层数无非就是把构建项目的整个步骤弄成一条 RUN 指令，不过多条命令合并可以使用 `&&` 或者 `;` 这两者都可以，不过据我在 docker hub 上的所见所闻，使用 `;` 的居多，尤其是官方的 Dockerfile。

构建镜像的几个小技巧

## **Shell变量**

用一个固定的字符串去表示不固定的内容

## **变量的类型**

#### **1.自定义变量**

定义变量：变量名=变量值 变量名必须以字母或下划线开头，区分大小写 ip1=192.168.2.115 引用变量：$变量名 或 ${变量名} 查看变量：echo $变量名 set(所有变量：包括自定义变量和环境变量)取消变量：unset 变量名作用范围：仅在当前Shell中有效

**示例：**

```
#!/bin/bash
xihongshi=7
mogu=6
huluobo=8
echo  今日菜价：
echo 
echo  西红柿：${xihongshi}￥ 一斤
echo  蘑菇：${mogu}￥ 一斤
echo  胡萝卜：${huluobo}￥ 一斤
echo
echo 欢迎买菜！！！ 下次便宜点！！ 
```

#### **2.环境变量**

**定义环境变量：**

方法一 export back_dir2=/home/backup

方法二 export back_dir1 将自定义变量转换成环境变量



引用环境变量：$变量名 或 ${变量名}

查看环境变量：echo $变量名 env 例如 env | grep back_dir2set

取消环境变量：unset 变量名 变量作用范围：在当前Shell和子Shell有效

#### **3.位置变量**

主要是在脚本执行后加参数！！！

$1 $2 $3 $4 $5 $6 $7 $8 $9 ${10}

**示例：**

```
#!/bin/bash
echo  我是谁：$0
echo 我的第一个位置是： $1
echo 我的第二个位置是： $2
echo 我的年龄是：$1
echo 我的名字是：$2
echo 我的学校是：$3
echo   位置变量我学会了！！ 
```

#### **4.预定义变量**

$0 脚本名(自己本身) $*所有的参数* "$" 会将所有的参数作为一个整体，以"$1 $2 … $n"的形式输出所有参数$@ 所有的参数 "$@" 会将各个参数分开，以"$1" "$2" … "$n" 的形式输出所有参数$# 参数的个数$$当前进程的PID$! 上一个进程的pid$? 上一个命令的返回值 0表示成功



**示例：**

```
#!/bin/bash
echo "我的脚本是存在的： $0"
echo "我的所有参数为： $*"
echo "我的所有参数为： $@"
echo "我的参数个数为：$#"
echo "我的系统当前pid为：$$"
sleep 1000 &
echo "我的系统上一个pid为：$!"
echo pwd
echo "我上一个命令： $?"
```

**示例：**

```
# vim test.shecho 
"第2个位置参数是$2"echo 
"第1个位置参数是$1"echo 
"第4个位置参数是$4"echo 
"所有参数是: $*"echo 
"所有参数是: $@"echo 
"参数的个数是: $#"
echo "当前进程的PID是: $$"
echo '$1='$1
echo '$2='$2
echo '$3='$3
echo '$*='$*
echo '$@='$@
echo '$#='$#
echo '$$='$$
```



## **变量的赋值方式**

#### **1.显式赋值**

变量名=变量值

**示例：**

```
ip1=192.168.1.251
school="BeiJing 1000phone"   ' ' 
today1=`date +%F`   截取命令中本身含义
today2=$(date +%F)  截取命令中本身含义
```



#### **2.read 从键盘读入变量值**

- read 变量名
- read -p "提示信息: " 变量名
- read -t 5 -p "提示信息: " 变量名
- read -n 2 变量名
- read: 用法:read -ers -d 分隔符 -n 读取字符数 -p 提示符 -u 文件描述符
- -s 不显示输出内容
- stty -echo （stty echo） 命令行隐藏输入

**示例：**

```
#!/bin/bash
read -p "请输入你的姓名："  
nameread -p "请输入你的密码："  
passecho 
echo  你的姓名是：$name
echo  你的密码是: $pass
#!/bin/bash
read -p "请输入你的姓名："  name
read -s -p "请输入你的密码："  passecho 
echo  你的姓名是：$name
echo  你的密码是: $pass


[root@qfdeu ~]# vim first.sh
back_dir1=/var/backup
read -p "请输入你的备份目录: " back_dir2
echo $back_dir1
echo $back_dir2
[root@qfdeu ~]# sh first.sh
```

**示例：**

```
[root@qfdeu ~]# vim ping2.sh
#!/bin/bash                         
read -p "Input IP: " ip                
ping -c2 $ip &>/dev/null        
if [ $? = 0 ];then                     
 echo "host $ip is ok"       
 else                                                
 echo "host $ip is fail"    
 fi                                         
[root@qfdeu ~]# chmod a+x ping2.sh
[root@qfdeu ~]# ./ping.sh
```

## **定义引用变量**

" " 弱引用

' ' 强引用

```
[root@qfdeu ~]# school=1000phone
[root@qfdeu ~]# echo "${school} is good"
1000phone is good
[root@qfdeu ~]# echo '${school} is good'
${school} is good
```

(反引号)命令替换 等价于 $() 反引号中的Shell命令会被先执行

```
[root@qfdeu ~]# touch `date +%F`_file1.txt  
[root@qfdeu ~]# touch $(date +%F)_file2.txt 
[root@qfdeu ~]# disk_free3="df -Ph |grep '/$' |awk '{print $4}'"    # 错误
[root@qfdeu ~]# disk_free4=$(df -Ph |grep '/$' |awk '{print $4}')
[root@qfdeu ~]# disk_free5=`df -Ph |grep '/$' |awk '{print $4}'`
```

##  **变量的运算**

#### **1.整数运算**

**方法一：expr**

```
[root@qfdeu ~]# expr 1 + 2
[root@qfdeu ~]# expr $num1 + $num2          +  -  \*  /  %
```



**方法二：$(())**

```
[root@qfdeu ~]# echo $(($num1+$num2))       +  -  *  /   %
[root@qfdeu ~]# echo $((num1+num2))
[root@qfdeu ~]# echo $((5-3*2))  
[root@qfdeu ~]# echo $(((5-3)*2))
[root@qfdeu ~]# echo $((2**3))
[root@qfdeu ~]# sum=$((1+2)); echo $sum
```



**方法三：$[]**

```
[root@qfdeu ~]# echo $[5+2]                  +  -  *  /  %
[root@qfdeu ~]# echo $[5**2]
```



**方法四：let**

```
[root@qfdeu ~]# let sum=2+3; echo $sum
[root@qfdeu ~]# let i++; echo $i
let a+=2   //和a=a+2的效果一样
+= 加等
*= 乘等
-= 减等
/= 除等
%= 模等
```



#### **2.小数运算**

```
[root@qfdeu ~]# echo "2*4" |bc
[root@qfdeu ~]# echo "2^4" |bc
[root@qfdeu ~]# echo "scale=2;6/4" |bc
[root@qfdeu ~]# awk 'BEGIN{print 1/2}'
[root@qfdeu ~]# echo "print 5.0/2" |python
```

随机数：$RANDOM

##  **变量截取**

#### **1.匹配截取**

```
[root@qfedu ~]# url=www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${#url}                  # 获取变量值的长度15
[root@qfedu ~]# echo ${url}               # 标准查看
www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url#*.}            # 从前往后，最短匹配
sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url##*.}           # 从前往后，最长匹配   贪婪匹配
cn
[root@qfedu ~]# url=www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url}
www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url%.*}            # 从后往前，最短匹配
www.sina.com
[root@qfedu ~]# echo ${url%%.*}           # 从后往前，最长匹配   贪婪匹配
www
[root@qfedu ~]# url=www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url#a.}
www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url#*sina.}
com.cn
[root@qfedu ~]# echo $HOSTNAME
qfedu.1000phone.com
[root@qfedu ~]# echo ${HOSTNAME%%.*}
qfedu
```

#### **2.索引及切片**

```
[root@qfedu ~]# echo ${url:0:5}
[root@qfedu ~]# echo ${url:5:5}     
[root@qfedu ~]# echo ${url:5}
```

#### **3."内容"的替换**

```
[root@qfedu ~]# url=www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url/sina/baidu}
www.baidu.com.cn
[root@qfedu ~]# url=www.sina.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url/n/N}
www.siNa.com.cn
[root@qfedu ~]# echo ${url//n/N}        贪婪匹配
www.siNa.com.cN
```

#### **4.变量的替代**

```
[root@qfedu ~]# unset var1
[root@qfedu ~]# 
[root@qfedu ~]# echo ${var1}
[root@qfedu ~]# echo ${var1-aaaaa}
aaaaa
[root@qfedu ~]# var2=111
[root@qfedu ~]# echo ${var2-bbbbb}
111
[root@qfedu ~]# 
[root@qfedu ~]# var3=
[root@qfedu ~]# echo ${var3-ccccc}
```

#### **5.${变量名-新的变量值}**

变量没有被赋值：会使用“新的变量值“ 替代

变量有被赋值（包括空值）：不会被替代

```
[root@qfedu ~]# unset var1
[root@qfedu ~]# unset var2
[root@qfedu ~]# unset var3
[root@qfedu ~]# 
[root@qfedu ~]# var2=
[root@qfedu ~]# var3=111
[root@qfedu ~]# echo ${var1:-aaaa}
aaaa
[root@qfedu ~]# echo ${var2:-aaaa}
aaaa
[root@qfedu ~]# echo ${var3:-aaaa}
111
```

#### **6.${变量名:-新的变量值}**

变量没有被赋值（包括空值）：都会使用“新的变量值“ 替代

变量有被赋值：不会被替代

```
[root@qfedu ~]# echo ${var3+aaaa}
[root@qfedu ~]# echo ${var3:+aaaa}
[root@qfedu ~]# echo ${var3=aaaa}
[root@qfedu ~]# echo ${var3:=aaaa}
[root@qfedu ~]# echo ${var3?aaaa}
[root@qfedu ~]# echo ${var3:?aaaa}
```

Shell变量

### 一、[RAID]的简述

> RAID 是英文 (Redundant Array of Independent Disks) 的缩写，翻译成中文是“独立磁盘冗余阵列”, 简称[磁盘阵列]（Disk Array）。

> 简单的说，RAID 是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供[数据备份]技术。

> 组成磁盘阵列的不同方式称为 RAID 级别（RAID Levels），现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的 RAID 级别。另外，还有一些基本 RAID 级别的组合形式，如 RAID 10（RAID 0 与 RAID 1 的组合）等等.

**RAID 技术的两大特点：一是速度、二是安全**

### 二、标准 RAID

> 最为常用的是下面的几种 RAID 形式: RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10

1）**RAID 0** （称为带区卷，性能最佳）

> RAID 0 技术把多块物理硬盘设备（至少两块）通过硬件或软件的方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据一次写入到各个物理硬盘中。这样硬盘设备的读写性能会提升数倍，但是若任意一块硬盘发生故障将导致整个系统的数据都受到破坏。

![image-20230321083208198](http://pic.nexopera.tech/image-20230321083208198.png)

- 优点：使用 n 颗硬盘，即可拥有将近 n 倍的读写效能，读写性能是所有 RAID 级别中最高的。
- 缺点：不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法得到恢复, RAID0 运行时只要其中任一块硬盘出现问题就会导致整个数据的故障。

**硬盘数量：最少 2 个**

2）**RAID 1**（称为镜像卷，完整备份）

> RAID1 是将一个两块硬盘所构成 RAID 磁盘阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据 “镜像”

![image-20230321083216552](http://pic.nexopera.tech/image-20230321083216552.png)

- 优点：安全性依照数组里的实体硬盘数量倍数成长。
- 缺点：空间利用率是所有 RAID 中最没有效率的。

> 硬盘数量：最少 2 个, 磁盘空间使用率：50%，故成本最高

3）**RAID 5**（性能与数据备份的均衡考虑）

> RAID 5 技术把多块硬盘设备（至少三块）的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。RAID 5 磁盘阵列组中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中，而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上，这样的好处是其中任何一设备损坏后不至于出现致命缺陷；

> RAID5 不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成 RAID5 的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当 RAID5 的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

<img src="http://pic.nexopera.tech/image-20230321083221730.png" alt="image-20230321083221730"  />优点：兼顾空间利用率与安全性。

- 缺点：需要额外的运算资源，仅能忍受 1 个硬盘损毁。
- 硬盘数量：至少 3 个。

4）**RAID 10**

> RAID 10 技术是 RAID1+RAID0 技术的一个组合体。如下图，RAID 10 技术需要至少四块硬盘来组建，其中先分别两两制作成 RAID 1 磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个 RAID 1 磁盘阵列实施 RAID 0 技术，进一步提高硬盘设备的读写速度。这样子从理论上讲，只要坏的不是同一组中的所有硬盘，那么最多可以损坏 50% 的硬盘设备而不丢失数据。RAID 10 技术继承了 RAID 0 的高读写速度和 RAID 1 的数据安全性。

![image-20230321083233450](http://pic.nexopera.tech/image-20230321083233450.png)

### 三、总结

1）容错对比

![image-20230321083238786](http://pic.nexopera.tech/image-20230321083238786.png)

2）性能对比

![image-20230321083244422](http://pic.nexopera.tech/image-20230321083244422.png)

RAID磁盘阵列

### 一. 实验环境

**本次的实验环境见下表:**

| 操作系统  |  服务器 IP   |   hostname   |
| :-------: | :----------: | :----------: |
| centos7.6 | 192.168.1.41 | mufengrow41  |
| centos7.6 | 192.168.1.42 | mufenggrow42 |

如何查看相应的参数：

- 查看操作系统：

```
[root@mufenggrow ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
```

- 查看 hostname

```
## 修改hostname
[root@mufenggrow ~]# hostnamectl set-hostname mufenggrow41
[root@mufenggrow ~]# bash
# 查看hostname
[root@mufenggrow41 ~]# hostname
mufenggrow41
```

- 查看 ip

```
[root@mufenggrow41 ~]# ifconfig |grep inet |awk 'NR==1{print $2}'
192.168.1.41
```

本文中的 master 服务器，也就是 prometheus 已经安装好，如果你还未安装，可以参考上一篇文章：prometheus 安装及使用入门

### 二. 安装 node_exporter

## 2.1 node_exporter 的介绍

> 官网给提供了数据采集的组件： node_exporter， prometheus 只能拉取数据，而 Exporter 是 Prometheus 的指标数据收集组件。

它负责从目标 Jobs 收集数据，并把收集到的数据转换为 Prometheus 支持的时序数据格式。

> 和传统的指标数据收集组件不同的是，它只负责收集数据，并不向 Server 端发送数据，而是等待 Prometheus Server 主动抓取。

node-exporter 默认的抓取 url 地址：http://ip:9100/metrics

> 如果想要让 node_exporter 推送数据，可以借助于工具 pushgetway 组件，这个组件可以推送 node_exporter 的指标数据到你安装好的 prometheus 服务器上。

> node-exporter 用于采集 node 的运行指标，包括 node 的 cpu、load、filesystem、meminfo、network 等基础监控指标，类似于 zabbix 监控系统的的 zabbix-agent

## 2.2 node_exporter 的安装

**1. 上传 node_exporter**

![image-20230320092807423](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092807423.png)

**2. 解压并启动**

- 解压 node_exporter

```
[root@mufenggrow42 ~]# tar xf node_exporter-1.5.0.linux-amd64.tar.gz 
#包的名字太长，这里改的短一点
[root@mufenggrow42 ~]# mv node_exporter-1.5.0.linux-amd64 node_exporter
[root@mufenggrow42 ~]# cd node_exporter
[root@mufenggrow42 node_exporter]#
```

- 关于启动 exporter 的参数

> 上面我们已经解压了，如果要安装，我们需要使用 node_exporter --help 来查看完成的参数：

```
[root@mufenggrow42 node_exporter]# ./node_exporter --help
usage: node_exporter [<flags>]

Flags:
  -h, --help                     Show context-sensitive help (also try --help-long and --help-man).
      --collector.arp.device-include=COLLECTOR.ARP.DEVICE-INCLUDE  
                                 Regexp of arp devices to include (mutually exclusive to device-exclude).
      --collector.arp.device-exclude=COLLECTOR.ARP.DEVICE-EXCLUDE  
                                 Regexp of arp devices to exclude (mutually exclusive to device-include).
      --collector.bcache.priorityStats  
                                 Expose expensive priority stats.
                                 ...(省略）
```

> 默认情况下， node_exporter 在端口 9100 上运行，并在路径 /metrics 上暴 露指标，此处也可以修改，比如：

可以通过–web.listen-address 和 --web.telemetry-path 参数来设置端口和路径：

```
[root@mufenggrow42 node_exporter]# ./node_exporter  --web.listen-address=":9800"
```

修改端口为 9800.

> （关于启动时候的一些参数，我们在后面的文章中详细介绍，本文只启动 node_exporter，实现监控远程主机即可）

- 开始启动 node_exporter

```
[root@mufenggrow42 node_exporter]# nohup ./node_exporter &
[1] 19459
```

> 启动并设置在后台运行，这里 nohup 命令，主要用于在系统后台不挂断地运行命令，退出终端不会影响程序的运行。

> nohup 命令，在默认情况下（非重定向时），会输出一个名叫 nohup.out 的文件到当前目录下，如果当前目录的 nohup.out 文件不可写，输出重定向到 $HOME/nohup.out 文件中。

- 查看启动情况:我们可以查看端口是否启动：

```
[root@mufenggrow42 ~]# lsof -i:9100
COMMAND     PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
node_expo 19459 root    3u  IPv6  59483      0t0  TCP *:jetdirect (LISTEN)
```

- 查看监控信息:我们从网页端查看监控信息：

![image-20230320092819405](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092819405.png)

### 三. 在 prometheus 服务端配置监控远程主机

3.1 在 server 端配置拉取 node 的信息

找到我们的配置文件：

![image-20230320092945697](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092945697.png)
打开配置文件进行设置:在最后面添加 node 的信息：

```
scrape_configs:
  # The job name is added as a label `job=<job_name>` to any timeseries scraped from this config.
  - job_name: "prometheus"
    static_configs:
      - targets: ["localhost:9090"]

  - job_name: "node42"
    static_configs:
      - targets: ["192.168.1.42:9100"]
```

如图所示：

![image-20230320092856667](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092856667.png)

## 3.2 重启 prometheus

两种方法重启：

- 方法一： **直接使用 pkill 杀死进程，然后重启**

```
#杀死promethues
[root@mufenggrow41 prometheus]# pkill prometheus
# 再次启动
[root@mufenggrow41 prometheus]# ./prometheus &
```

- 方法二： **后台运行 prometheus 的方式重启**

1）配置 prometheus server 的 systemd 文件

```
# vim /usr/lib/systemd/system/prometheus.service
[Unit]
Description=Monitoring system and time series database
Documentation=https://prometheus.io/docs/introduction/overview/
After=network.target

[Service]
Restart=on-failure #表示当进程以非零退出代码退出，由信号终止；
#当操作(如服务重新加载)超时；以及何时触发配置的监视程序超时时，服务会自动重启。
WorkingDirectory=/apps/prometheus/ #工作目录，路径根据需求修改
ExecStart=/apps/prometheus/prometheus  --config.file=/apps/prometheus/prometheus.yml
#/apps/prometheus/prometheus：二进制启动文件
#--config.file #配置文件的路径，启动prometheus指定要读取那个配置文件。（配置文件路径根据需求修改）
User=prometheus #启动用户

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```

2.添加 prometheus 用户

```
useradd -M -r -s /usr/sbin/nologin prometheus
```

**此命令的解释：**
-M：创建用户时不创建该用户的家目录，也就是在 / home 目录中没有该用户的目录。（该选项可选择性添加）
-r：创建的用户为系统用户。（该选项可选择性添加）
-s：指定用户的 shell。

3）给 prometheus 二进制文件修改所属主和所属组

```
# chown -R prometheus.prometheus /apps/prometheus-2.37.5.linux-amd64
```

4） 启动 prometheus

```
#重新读取所有的service文件
# systemctl daemon-reload 
#该命令有启动prometheus和设置prometheus开机的作用
# systemctl enable --now prometheus 

# ps -ef | grep prometheus
```

3.3 通过浏览器查看 prometheus

打开 prometheus 的地址:输入访问地址： 192.168.1.41：9090

![image-20230320092909794](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092909794.png)
![image-20230320092915589](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092915589.png)
![image-20230320092921394](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092921394.png)
**可以看到，已经监控到了远程主机的信息**

从下图可以看到监控的详细参数:比如我们查看 cpu 的使用时间：

![image-20230320092925203](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092925203.png)

> process_cpu_seconds_total 用户和系统的总 cpu 使用时间

云原生系列之使用 prometheus监控Linux远程主机实战

> 为什么 VMware 会给我多创建了两个网络呢？Windows 和 Linux 为什么可以彼此 ping 的通呢

> 在 VMware 给我们提供了三种不同的的连接方式（[桥接模式]、NAT 模式，仅主机模式）

![image-20230320092314306](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092314306.png)

### 桥接模式

> 在桥接模式的情况下 PC 主机虚拟出来一个网桥，在实际情况下虚拟机是有很多的有一个集群，通过虚拟网桥连接虚拟交换机，交换机就可以延展出来这些设备。虚拟机就可以通过主机虚拟出来的网桥通过交换机来上网。所有的虚拟机和主机都是通过路由器进行 IP 的分配，所有主机和虚拟机都是平等的关系，因为都处于一个网段所以可以彼此 ping 的通（但是需要把防护墙的公共网络关了）

![image-20230320092326088](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092326088.png)

**好处**：[局域网]内都可以访问虚拟机的内容

> **不好**：没有隐私，局域网内的都可以访问搭建出来的虚拟机集群，会带来一些安全性，隐私性的问题，而且还会占用局域网的 ip。对于 C 类地址扩展出来的子网就比较少前三个数都是 255.255.255，只有最后一个数可以进行分配 0255 的 ip，0 是表示当前的网络地址，255 是广播地址，实际上只有 1254 个 ip 地址，会导致 ip 不够用的情况。虽然架构比较简单，但是在实际应用的情况下比较少

### ANT 模式（VMnet8）

> 虚拟机和主机构建一个专用网络，然后通过设备对 IP 进行转换，这样虚拟机就不在通过外面的路由器去访问外部的网络了，而是通过共享主机的 IP 来进行外部的访问，对于外部网络而言，就没有办法访问虚拟机的网络了

![](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092332580.png)

> 主机通过连接路由器，在通过主机上的网卡虚拟一个路由器出来，虚拟的路由器就可以向虚拟机分配子网 IP，现在就是有两个不同的局域网，虚拟机可以通过虚拟出来的路由器访问主机，但是主机无法访问虚拟机，**此时 VMware 就虚拟了一张网卡**出来连接到虚拟的路由器中，主机和虚拟机就有变成一个网段了，虚拟出来这张网卡叫做 **VMnet8**，VMnet8 的网络是和虚拟机在同一个网段的，彼此之间也可以 ping 的通（但是需要把防护墙的公共网络关了）

![image-20230320092341005](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092341005.png)

### 仅主机模式（VMnet1）

> 虚拟机只跟主机共享这一个专用网络，跟外部无法通信

![image-20230320092346892](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092346892.png)

> 主机单独的虚拟出一张网卡**VMnet1** 连接到交换机上构建一个子网，现在虚拟机只能彼此之间互相访问跟主机访问，但是不能上网，对于主机而言它可以上网也可以访问虚拟机。因为都在一个虚拟子网中所有虚拟机和主机可以互相 ping 的通

![image-20230320092353505](http://pic.nexopera.tech/image-20230320092353505.png)

为什么VMware会给我多创建了两个网络呢

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