《Docker容器技术》课程教学大纲
一、课程基本信息
开课单位： 课程名称：《Docker容器技术》 课程编号：
课程类型：专业课 学 分： 4 学 时： 54 开设专业： 专业 前导课程：
二、课程任务和目标
（一）课程任务
容器是继大数据和云计算之后的又一热门技术，越来越多的应用以容器的方式在开发、测试和生产环境中运行。作为目前较为流行的容器平台，Docker是开发、发布和运行应用的开放平台。使用Docker可以大大减少开发中的代码编写与运行之间的时间延迟，提高软件开发的效率和质量，实现产品的快速交付和快速迭代。软件开发人员、IT实施和运维人员都需要掌握这一新兴技术。
本课程是计算机软件专业的专业拓展课程。通过本课程的学习，学生掌握利用Docker发布、测试和部署应用程序的技术，学会Docker容器编排、应用程序容器化、自动化构建与持续集成，以及Docker集群配置的具体方法，能够胜任容器化应用的构建和维护工作，即在应用程序开发、测试、部署和运维工作中的Docker实施工作。
整个课程按照从基础到应用，从基本功能到高级功能的逻辑循序渐进进行讲授，要求学生通过动手实践来掌握Docker使用操作技能。
（二）课程目标
理论上，要求学生掌握Docker的基础知识，理解容器、镜像、仓库、注册中心等概念，理解Docker网络和存储，以及Docker集群的运行机制。技能上，要求学生能熟练掌握容器和镜像的使用和操作、容器的网络和存储配置，以及容器编排方法，熟悉应用程序容器化流程，初步掌握项目的持续集成和持续部署方法，能够配置Docker集群并部署分布式应用。
1、能力目标
（1）培养学生基于容器化应用测试、部署和运维的工程能力 （2）培养学生项目持续集成和持续部署的规划和实施的能力 （3）培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力
（4）培养良好的文化修养、职业道德、服务意识和敬业精神 （5）培养团队合作和协调沟通能力 2、知识目标
（1）了解Docker的概念、架构和特性 （2）掌握Docker的安装部署
（3）熟悉镜像、容器和注册中心的使用和操作 （4）学会使用Dockerfile构建镜像 （5）掌握Docker的网络与存储配置
（6）掌握Docker容器与Docker守护进程的运维 （7）掌握Docker容器编排
（8）掌握应用程序容器化的方法 （9）掌握镜像的自动化构建方法
（10）初步掌握项目的持续集成和持续部署
（11）掌握Docker Swarm集群的建立和维护方法 （12）掌握应用程序在集群中的部署和管理
三、教学条件
技术网络机房，在较高配置的单台Windows计算机上使用VMware Workstation组建实验环境，确保能够访问互联网。最后一个单元本课程对实验环境要求更高，需要搭建3个主机节点的集群网络。
建议在虚拟机上进行实验操作，可以充分利用虚拟机的快照功能来备份和恢复实验环境，利用其克隆功能来快速安装系统。
四、教学内容及学时安排
序号 1 单元 训练项目 Docker安装 教学内容 必备知识 教学目标 学时 明确Docker的4 概念，弄清容器1．Docker的概念 1．了解Docker用例 与虚拟机的区2．容器与虚拟机的区别 2．调查国内的Docker别，理解Docker3．Docker引擎 应用现状 的架构，了解4．Docker架构 3．安装Docker CE Docker的优势5．Docker底层技术 4．了解docker命令和应用领域，学6．Docker版本 的基本用法 会Docker的安7．Docker命令行接口 5．使用命令运行容器 装，并初步掌握 docker命令的用法 2 Docker快速入门 1．掌握镜像的操作方法 2．掌握容器的基本操作 3．熟悉Docker Hub的使用 4．了解第三方Docker注册中心的使用 5．建立和使用自己的Docker注册中心 6．基于容器构建镜像 7．基于Dockerfile构建镜像 1．掌握桥接网络的使用方法 2．掌握容器端口映射的配置方法 3．熟悉卷的创建和管理操作 4．掌握容器挂载卷的操作方法 5．熟悉容器绑定挂载的操作 1．在一个容器中运行多个服务 2．配置容器重启策略 3．熟悉容器的内存、CPU和I/O资源限制操作 4．使用cAdvisor监控容器 5．使用Weave Scope监控容器 6．熟悉容器日志工具使用方法 7．管理Docker对象 8．排查Docker守护进程故障 1．镜像的概念 2．镜像的分层结构 3．容器的概念 4．容器内部的存储 5．Docker注册中心6．Docker镜像仓库7．Dockerfile语法 掌握Docker镜像和容器的基础知识，学会镜像和容器的操作方法；学会镜像仓库管理；学会使用Dockerfile构建镜像 6 3 Docker网络与存储配置 1．Docker网络驱动 2．容器的网络模式 3．容器之间的网络通信4．容器与外部的网络通信 5．容器本地存储与外部存储 6．容器的挂载类型 1．容器的自动重启配置 2．Docker的实时恢复功能 3．容器健康检查机制 4．容器运行时选项覆盖Dockerfile指令 5．容器资源限制的实现机制 6．Docker监控工具 7．Docker日志工具 8．Docker对象的标记 9．Docker守护进程的启动方式、 10．Docker守护进程的配置方式 掌握Docker网络和存储的配置方法，能够通过网络配置让容器与其他容器和外部网络进行通信，通过挂载外部存储实现容器数据的持久存储 6 4 Docker容器与守护 进程运维 重点掌握6 Docker容器与守护进程的运维管理，涉及容器的持续运行、容器运行资源控制、容器监控与日志管理，以及Docker守护进程本身的管理和Docker对象的通用配置 5 Docker容器编排 1．Docker Compose的项目、服务和容器 1．掌握Docker 2．Docker Compose的Compose的安装 工作机制 2．熟悉使用Docker 3．Docker Compose的Compose的基本步骤 特点 3．掌握Compose文4．Docker Compose的件的编写 应用场景 4．掌握Docker 5．Compose文件的结构Compose构建、部署和格式 和管理应用程序的全6．服务、网络和卷定义套流程 的Compose基本语法 5．从源代码开始构7．Docker Compose的建、部署和管理应用命令格式 程序 8．Docker Compose的6．组合使用多个常用命令 Compose文件 9．Docker Compose的环境变量 1．使用scratch创建简单的镜像 2．掌握多阶段构建镜像的方法 3．熟悉应用程序容器化的完整过程 4．学会使用Docker Maven插件打包Java程序 4．掌握基于Tomcat的应用程序的容器化方法。 5．掌握Spring Boot应用程序的Docker部署方法 6．熟悉PHP官方镜像的使用 7．使用Docker Compose部署LAMP平台 8．熟悉Python官方镜像的使用。 7．使用Docker Compose部署Django应用程序 掌握Docker 6 Compose的安装和使用方法，能够在单主机上部署多个容器的应用程序 6 应用程序容器化 1．编写Dockerfile的准则 2．应用程序镜像包含的内容 3．应用程序容器化的基本步骤 4．应用程序容器化的一般方法 5．Java Web开发技术及发布环境 6．PHP应用程序与LAMP平台 7．Python程序的特点 8．Python Web框架 掌握了将应用8 程序部署到容器中的方法，涉及Java、PHP和Python，以及Node.js等应用程序的Docker部署 7 自动化构建与持续 集成 1．熟悉Git工具的使用方法 2．掌握阿里云提供的自动化构建方法 3．学会使用Drone和Gogs搭建持续集成平台 4．持续集成和持续部署项目 1．掌握Swarm集群的创建方法 2．熟悉Swarm节点的管理操作 3．熟悉服务的创建、伸缩、滚动更新、回滚操作和对外发布操作 4．掌握服务放置的控制 5．创建和使用自定义overlay网络 6．配置外部负载平衡 7．使用Docker栈部署和管理应用程序 全面的操作技能 1．代码分支管理 2．Docker Hub的自动化构建 3．持续集成与持续部署的概念 4．持续集成与持续部署的工具 5．Drone的工作机制 6．.drone.yml文件语法 1．Swarm集群的概念 2．Swarm节点 3．Swarm的服务、任务和容器 4．Swarm路由网 5．Swarm服务发现的工作机制 6．Swarm的状态自动调整与故障转移 7．Swarm负载平衡工作机制 8．Docker栈 9．Docker栈的文件格式 全面的基础知识 学会镜像的自动化构建，初步掌握基于Docker的持续集成和持续部署的实施方法 6 8 Docker集群配置与应用 掌握Docker Swarm集群的建立和维护方法，熟悉应用程序在集群中的部署和管理 8 9 复习与考核 对本课程的内容进行回顾和总结，综合运用Docker知识，提高相关的实施操作技能 4 学 时 合 计
54 六、考核方式及评分办法
1、出勤、平时作业：20% 2、理论考试： 50% 3、课程设计：30%
五、教法说明
本课程将采用理论与实践相结合的教学方法。原则上先讲理论知识，再让学生上机操作。课堂上播放PPT，重点示例直接在课堂上进行交互演示。组建实验平台，进行实验操作。
充分地利用互联网资源，发挥学生学习的主动性和利用网络资源的积极性，搜集最新的Docker资料、了解最新的容器技术。
本课程要求学生自己完成任务实现的操作，学习基本理论和方法，结合已有的知识，适当组织一些讨论，充分调动学生的主观能动性，以达到本课程的教学目的。
本课程的重点：Docker镜像、容器与仓库的基本操作、容器端口映射、容器挂载卷、Docker容器编排、应用程序容器化、Swarm集群部署、Docker栈的使用。
本课程的难点：基于Dockerfile构建镜像、容器与外部的网络通信、容器绑定挂载、容器资源限制、多Compose文件的组合使用、持续集成与持续部署、Java应用程序容器化、Python Web应用程序容器和、Swarm路由网与负载平衡。
七、教材和参考书
教 材：
《Docker容器技术 配置、部署与应用》 戴远泉等主编，人民邮电出版社
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