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Wangyu

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Assignment2.md

@@ -0,0 +1,447 @@
+
+
+# Assignment 2 指南
+
+##  `******注意，实验结束请立即删除云主机，节省费用******`
+
+##  `******注意2，实验未结束且短期内不会继续实验，也请删除云主机。下次实验时重新创建******`
+
+## 实验内容
+
+- 安装Docker并测试：`实验步骤 一）`
+- 了解并学习简单的Docker指令：`实验步骤 二）`
+- 利用Docker部署一个简单的静态网页App ：`实验步骤 三）`
+- 使用Dockerfile完成复杂应用的搭建：`实验步骤 四）`
+
+## 实验要求（仔细看）
+
+- #### 完成所有步骤，并在实验报告（[模板下载](file/assignment2/学号-实验二.docx)）中完成穿插在本指南中的`作业1～作业4`（只需要截图）。实验报告转成`“学号-实验二.pdf”`，并上传至http://113.31.104.68:3389/index.htm
+
+- #### 实验报告上传deadline：`10月xx日`
+
+## 使用产品
+
+云主机uhost, 私有网络vpc，基础网络unet, Docker相关技术
+
+## 需要权限
+
+云主机uhost, 基础网络unet
+
+## 实验步骤
+
+### 零）前期工作
+
+#### 请根据Assignment1的要求[创建云主机](Assignment1.md)，并使用ssh远程登录（可以直接使用root用户进行后续操作）
+
+#### `Hint:` 本实验需要访问host的端口，请使用`-L `命令将`host`的`32768、32769、8000、8080`四个端口映射到本地，具体命令可以参考如下：
+
+```bash
+$ ssh root@113.31.104.108 -L 32769:0.0.0.0:32769 -L 32768:0.0.0.0:32768 -L 8080:0.0.0.0:8080 -L 8000:0.0.0.0:8000
+```
+
+
+
+
+
+### 一）安装Docker并测试
+
+#### 1. Docker是什么？
+
+> 一个开放源代码项目，通过在Linux上提供**OS级虚拟化**的附加抽象层和自动化层，使**容器**内软件应用程序的部署自动化。
+
+#### 简单来说，Docker是一种工具，它使开发人员，系统管理员等可以轻松地在沙盒（称为*容器*）中部署其应用程序，以在主机操作系统（即Linux）上运行。Docker的主要好处是，它允许用户将**具有所有依赖关系的应用程序打包到**用于软件开发**的标准化单元**中。与虚拟机不同，容器不具有高开销，因此可以更有效地利用基础系统和资源。
+
+#### 2. 在Linux上安装Docker环境
+
+> 直到几个版本之前，在OSX和Windows上运行Docker还是很麻烦的。但是，最近，Docker已投入大量资金来改善其用户在这些OS上的入职体验，因此，现在运行Docker是一个轻而易举的事。
+
+#### 这里只介绍如何在Linux上安装和运行Docker, 如果同学们想要在其他系统上尝试使用Docker，可以参考Docker官网给出的教程（如何在[Mac](https://docs.docker.com/docker-for-mac/install)、[Linux](https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu)或[Windows]([Windows](https://docs.docker.com/docker-for-windows/install))上使用Docker）
+
+#### a) 安装docker
+
+#### 推荐使用如下命令安装docker
+
+```bash
+$ curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun
+```
+
+#### 按照提示将自己的用户加入docker的用户组(root 用户无需操作)
+
+```bash
+$ sudo usermod -aG docker your-user
+```
+
+#### 基本的docker启动与查看状态命令如下
+
+```bash
+$ service docker start
+$ service docker stop
+$ service docker restart
+
+$ service docker status
+
+● docker.service - Docker Application Container Engine
+   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/docker.service; disabled; vendor preset: disabled)
+   Active: active (running) since Mon 2020-10-05 21:34:37 CST; 1min 45s ago
+     Docs: https://docs.docker.com
+ Main PID: 1954 (dockerd)
+    Tasks: 8
+   Memory: 40.1M
+   CGroup: /system.slice/docker.service
+           └─1954 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
+```
+
+## **为保证试验正常进行，请根据以下步骤修改docker镜像源为ucloud**
+
+#### 1.登录`ucloud docker hub`
+
+```bash
+$ docker login uhub-edu.service.ucloud.cn -u username
+
+Password: 
+WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
+Configure a credential helper to remove this warning. See
+https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store
+
+Login Succeeded
+```
+
+#### 出现`login succeeded`表示登陆成功
+
+#### 2.将如下内容写入`/etc/docker/daemon.json`中（没有则创建. ps: 需保证`docker`已经运行过，否则会出现`/etc/docker`文件夹不存在）
+
+```json
+{
+    "registry-mirrors": ["https://uhub-edu.service.ucloud.cn","https://uhub.service.ucloud.cn","https://registry.docker-cn.com","http://hub-mirror.c.163.com"]
+}
+```
+
+#### 之后重新启动`docker`即可
+
+#### b) 测试Docker是否安装成功
+
+#### 当你的按照上述步骤安装完docker之后，可以通过运行如下命令来测试docker是否安装成功
+
+```bash
+$ docker run hello-world
+
+Hello from Docker.
+This message shows that your installation appears to be working correctly.
+...
+```
+
+#### 3. 尝试使用busybox
+
+> 到此为止，你的docker环境已经安装完成并且正常运行，接下来我们尝试一些更加复杂的工作
+
+#### 在这个部分，我们将要通过`docker run`命令去开启一个`BusyBox container`
+
+#### a) 首先，我们通过运行如下命令从互联网拉取`BusyBox Image`: 
+
+```bash
+$ docker pull busybox
+```
+
+> 如果运行过程中遇到  **permission denied** 此类的错误，可以尝试在命令前加入 **sudo** 命令
+
+#### b) **pull** 命令可以将`busybox image`从docker仓库中拉取到本地，你可以使用**docker image**命令查看系统上目前已有的**image**. 
+
+```bash
+$ docker images
+
+REPOSITORY 	TAG 	IMAGE ID 		CREATED			VIRT
+busybox 	latest 	c51f86c28340 	4 weeks ago 	1.10
+```
+
+#### c) 我们接下来继续尝试使用`docker run`命令来运行`busybox`
+
+```bash
+$ docker run busybox
+$
+```
+
+#### d) 可以发现命令运行完，什么也没有发生。这不是bug，当我们执行`docker run`命令时，docker会从本地查找`image`，然后加载`image`并在容器中运行command。让我们加入自定义的command再试一次
+
+```bash
+$ docker run busybox echo "hello from busybox"
+hello from busybox
+```
+
+
+
+`**************作业1：请将上述涉及docker run/image的操作界面截图，并插入实验报告中***************`
+
+### 二) 熟悉Docker指令
+
+#### 让我们来尝试不同的**docker command**
+
+#### 1. docker ps
+
+> **docker ps** 命令可以查看当前正在运行的所有容器的状态，包括`CONTAINER ID`、`IMAGE`、`COMMAND`、`CREATE (创建时间)`、`STATUS (容器状态)`
+
+#### 让我们查看目前有哪些容器正在运行
+
+```bash
+$ docker ps
+
+CONTAINER ID 	IMAGE 	COMMAND 	CREATED	 STATUS
+```
+
+#### 可以看到控制台输出了了一个空的列表，这是正常的，因为目前没有容器正在运行。如果需要查看包括不在运行的所有容器，我们可以加入 **-a** 参数
+
+```bash
+$ docker ps -a
+
+CONTAINER ID 			IMAGE 					COMMAND 			CREATED 			STATUS
+305297d7a235 			busybox 				"uptime" 			11 minutes ago 		Exited (
+ff0a5c3750b9 			busybox 				"sh" 				12 minutes ago 		Exited (
+14e5bd11d164 			hello-world 			"/hello" 			2 minutes ago 		Exited (
+```
+
+#### Wow~ 之前运行过的容器全部都出现在输出中了~
+
+#### 2. docker run -it
+
+> **docker run -it** 可以在我们创建 **container** 的同时，以交互式的形式获取到 **container shell** 的控制权. 我们可以在**docker run **命令中使用**--name custom_name** 来指定container的名称，若不指定，docker会为我们随机生成一个名字
+
+#### 接下来我们使用 **run -it** 命令来创建一个 `busybox container`:
+
+```bash
+$ docker run -it busybox sh
+
+
+/ # ls
+bin dev etc home proc root sys tmp usr var
+/ # uptime
+05:45:21 up 5:58, 0 users, load average: 0.00, 0.01, 0.04
+```
+
+#### 3. docker rm
+
+> **docker rm -args** 可以删除不在运行的**container**，`args`可以是**container name/id** (可以不写完整，但必须保证唯一)
+
+####  下面让我们尝试删除上面的两个**busybox container**
+
+```bash
+$ docker rm 305297d7a235 ff0a5c3750b9
+
+305297d7a235
+ff0a5c3750b9
+```
+
+#### 也可以通过如下命令删除
+
+```bash
+$ docker rm 305 ff
+305297d7a235
+ff0a5c3750b9
+```
+
+#### 现在使用`ps`命令检查一下是否删除成功吧！
+
+`**************作业2：请手动创建centos image的container,将终端命令和`container cpu`信息截图，并插入实验报告中***************`
+
+> Hint: 可以使用**lscpu**命令查看linux的硬件信息，显示界面大致如下
+
+```bash
+$ lscpu
+
+Architecture:        x86_64
+CPU op-mode(s):      32-bit, 64-bit
+Byte Order:          Little Endian
+CPU(s):              4
+On-line CPU(s) list: 0-3
+Thread(s) per core:  1
+Core(s) per socket:  1
+Socket(s):           4
+Vendor ID:           GenuineIntel
+CPU family:          6
+Model:               158
+Model name:          Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU @ 2.80GHz
+Stepping:            9
+CPU MHz:             2800.000
+BogoMIPS:            5616.00
+L1d cache:           32K
+L1i cache:           32K
+L2 cache:            256K
+L3 cache:            6144K
+...
+```
+
+### 三) 使用docker创建静态webapp
+
+#### `docker`与虚拟机不同之处在于，在部署复杂的应用时，`docker`可以灵活的从`docker hub`中`pull`各种`image`（如：`mysql`、`sqlserver`、`java`、`php`.etc.），并将它们自由的组合到一起，使得每个`container`都能发挥自己独特的作用。那么我们先从简单的部署单页面的静态网页开始吧！
+
+#### 1. 运行`static-web app`
+
+#### `docker hub`上有许多开发者们上传的`image`，我们可以自由下载并且使用，这里我们使用到的`image`是`prakhar1989/staticsite`,这是一个搭载了简单的静态单页面的Nginx镜像，让我们来试者运行它：
+
+```bash
+$ docker run --rm cloud_computing/static_site
+
+Nginx is running...
+```
+
+> `--rm` 参数的作用是当container运行结束时系统自动删除该container
+
+#### 如果顺利的话，你的终端会出现`nginx is running...`,但是目前容器对我们来说是一个完全封闭的环境，我们并没有办法去访问`container`的端口
+
+#### 2. 将`container`映射到本地
+
+到此为止，我们已经部署了一个静态的`nginx container`但是并没有办法去访问，`docker`提供了许多接口去解决这个问题，我们可以通过添加参数的方式将`container`的端口或者文件夹映射到本地
+
+#### docker提供了如下一些参数
+
+|              -d               |                将container置于后台运行                |
+| :---------------------------: | :---------------------------------------------------: |
+| -p local_port:container_port  |           将container 的某个端口映射到本地            |
+|              -P               | 将container所有正在监听的端口全部映射到本地的随机端口 |
+| -v local_path:contatiner_path |          将container的某个文件路径映射到本地          |
+
+####  `static-site`默认监听的`80`和`443`端口我们使用上述参数尝试将它映射到本机
+
+```bash
+$ docker run -d -P --name static_site cloud_computing/static_site
+
+e61d12292d69556eabe2a44c16cbd54486b2527e2ce4f95438e504afb7b02810
+```
+
+#### 查看docker给我们映射的端口
+
+```
+$ docker port static_site
+
+80/tcp -> 0.0.0.0:32769
+443/tcp -> 0.0.0.0:32768
+```
+
+#### 可以看到`docker`将`container`的`80`和`443`分别映射到了本机的`32769`和`32768`两个端口上
+
+#### 3.打开浏览器，访问`http://localhost:32769`，得到如下页面：(若`docker`随机映射端口不是`32768/32769`可以无需验证此步骤)
+
+![static-web](img/assignment2/static-web.png)
+
+`**************作业3：尝试使用-v、--rm和-p (请将container的80端口映射到host的8000端口)等参数，创建cloud_computing/static_site容器***************`
+
+#### 具体步骤如下: 
+
+#### 1.若提示continer正在运行中，可以使用`docker stop static_site && docker rm static_site`删除正在使用的容器并重新创建.
+
+#### 2. 创建`/var/html`文件夹
+
+```bash
+mkdir /var/html
+```
+
+#### 3.在`/var/html`中新建`index.html`文件，复制[index.html文件](file/assignment2/index.html)中的内容到文件中，并修改以下部分为自己的信息
+
+```html
+ <div class="container">
+    <div class="row">
+      <div class="one-half column" style="margin-top: 25%">
+        <h4>Hello Docker!</h4>
+        <p>This is being served from a <strong>docker</strong> container running Nginx.</p>
+		<p>my id is xxxx,my name is xxx</p>
+      </div>
+    </div>
+  </div>
+```
+
+#### 4. 尝试使用`-p、-v、-d、--rm、--name`参数创建`cloud_computing/static_site`的`container`，具体要求为：映射`container`的`80`端口到`host`的`8000`端口，映射`container`的`/usr/share/nginx/html/mypage`路径到`/var/html`文件夹，`container`名称以自己的学号命名
+
+#### 5.访问本地浏览器:`http://localhost:8000/mypage`
+
+#### 6.将浏览器界面包括url截图，将创建container的终端界面截图，并插入到实验报告中 (浏览器界面类似下面图片所示)
+
+![浏览器界面](img/assignment2/static-web-2.png)
+
+### 四) 熟悉Dockerfile的简单使用
+
+#### 到现在为止，同学可能会疑惑，这种docker的镜像到底是如何创建的呢？这里就要使用到一个概念: `Dockerfile`
+
+#### 1.从repo中下载[附件](/file/assignment2/demo.zip)，通过`scp`命令上传到云服务器并解压
+
+```bash
+$ scp demo.zip root@113.31.105.65:~
+
+root@113.31.105.65's password: 
+demo.zip                                      100% 1308   142.4KB/s   00:00
+
+$ unzip demo.zip 
+
+Archive:  demo.zip
+   creating: demo/
+  inflating: __MACOSX/._demo         
+  inflating: demo/Dockerfile         
+  inflating: demo/app.py  
+```
+
+#### 2.查看Dockerfile
+
+#### 这是一个`Flask App`,是一个用`python`写的网页应用，我们进入`demo`文件夹,只有两个文件`app.py、Dockerfile`
+
+#### 首先我们使用`cat app.py`命令查看`app.py`的内容，显示如下：
+
+```python
+from flask import Flask
+
+app = Flask(__name__)
+
+@app.route('/')
+def hello():
+    return 'hello world!'
+
+if __name__ == '__main__':
+    app.run(host='0.0.0.0')
+```
+
+#### 看不懂没有关系，这就是一个很简单的flask应用，它定义了一个路由，当我们访问:`http://localhost:5000/`的时候，浏览器会给我们返回`hello world!`
+
+#### 接下来我们继续查看`Dockerfile`：
+
+```dockerfile
+# 拉取python镜像作为基本环境
+FROM cloud_computing/python:latest
+
+# 设置额外信息
+LABEL description="Dockerfile Demo for ECNU"
+
+# 在container中运行命令（这一步在container安装pip依赖）
+RUN pip install flask -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
+
+# 将本地目录拷贝到container并且设置为工作目录
+ADD ./app.py /opt
+WORKDIR /opt
+
+# 将5000端口暴露出来
+EXPOSE 5000
+
+# 容器启动的执行命令
+CMD python app.py
+```
+
+#### 可以看出`Dockerfile`的书写非常简单易懂，涉及到几个命令
+
+|  FROM   |                      指定容器来自的镜像                      |
+| :-----: | :----------------------------------------------------------: |
+|   RUN   |                     容器中运行shell命令                      |
+|   ADD   |                 将本地文件传送到容器指定位置                 |
+| WORKDIR |          将容器中某个目录设置为工作目录（当前目录）          |
+| EXPOSE  | 将容器中某个端口暴露出来（如上述flask工作在5000端口，将其暴露出来） |
+|   CMD   |                 容器启动自动执行的shell命令                  |
+|  LABEL  |                      设置一些额外的信息                      |
+
+#### 通过`dockerfile`的方式，我们就可以将各种各样的环境打包成镜像上传到`docker hub`上供他人使用
+
+#### 3.打包镜像
+
+#### 在当前目录（`Dockerfile`同级目录），执行如下命令，`docker`会自动将当前环境部署打包为一个`image`
+
+```bash
+$ docker build -t user-name/image-name .
+```
+
+#### 通过上面的命令，我们就在本地打包好了一个名叫`username/image-name`的镜像，我们可以通过之前学习的`docker run`命令去创建该镜像的`container`
+
+**************作业4：利用dockerfile将当前环境打包为 `英文姓名/demo` 的`image`，并通过`docker`命令将创建该镜像的`container`，将`5000`端口映射到本地的`8080`端口。将打包镜像的命令、创建容器的命令以及浏览器页面截图，并插入实验报告中***************
+

file/assignment2/index.html

@@ -0,0 +1,47 @@
+<!DOCTYPE html>
+<html lang="en">
+<head>
+
+  <!-- Basic Page Needs
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <meta charset="utf-8">
+  <title>Docker :)</title>
+  <meta name="description" content="">
+  <meta name="author" content="">
+
+  <!-- Mobile Specific Metas
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
+
+  <!-- FONT
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <link href="//fonts.googleapis.com/css?family=Raleway:400,300,600" rel="stylesheet" type="text/css">
+
+  <!-- CSS
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <link rel="stylesheet" href="../css/normalize.css">
+  <link rel="stylesheet" href="../css/skeleton.css">
+
+  <!-- Favicon
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <link rel="icon" type="image/png" href="../images/favicon.png">
+
+</head>
+<body>
+
+  <!-- Primary Page Layout
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+  <div class="container">
+    <div class="row">
+      <div class="one-half column" style="margin-top: 25%">
+        <h4>Hello Docker!</h4>
+        <p>This is being served from a <strong>docker</strong> container running Nginx.</p>
+	<p>my id is xxxx,my name is xxx</p>
+      </div>
+    </div>
+  </div>
+
+<!-- End Document
+  –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– -->
+</body>
+</html>