【Docker从入门到进阶】01.介绍 02.基础使用

1. 介绍

1.1. 什么是 Docker

Docker 是一个开源的平台，用于开发、发布和运行应用程序。它使开发者能够以更精简的方式封装应用及其依赖，做到“打包一次，到处运行”。通过 Docker，您可以创建轻量级、可移植的容器，每个容器内运行着一个应用程序及其所有依赖环境。

1.1.1. Docker 简介

Docker 提供了一种一致的应用运行环境，解决了“在我机器上正常工作”的问题。这是通过将应用程序及其所需的一切打包到容器中实现的，这样相同的容器可以在任何环境中运行。

1.1.2. Docker 的用途和优势

• 快速应用交付和部署：通过 Docker，可以用同一个配置快速测试、发布和大规模部署应用。

• 可移植性：无论是在本地开发环境、处理器架构不同的测试环境，还是在云端的生产环境，Docker 容器都能保持应用一致运行。

• 资源隔离和分配：Docker 使用 Linux 内核的功能，如 cgroups 和命名空间，来独立于操作系统隔离和分配资源。

• 高效利用系统资源：与虚拟机相比，Docker 容器使用的资源更少，能够运行更多的容器实例。

1.1.3. 容器 vs 虚拟机

• 虚拟机：在主机操作系统上通过虚拟化软件仿真硬件运行完整的操作系统。资源开销大，启动慢，但更适合运行不同操作系统内核。

• 容器：共享主机操作系统内核，通过隔离进程来实现资源使用控制。容器启动快，占用资源少，适合应用的轻量化和快速扩展。

1.2. Docker 的基本组成部分

1.2.1. Docker 镜像（Image）

Docker 镜像是一个只读模板，包含创建 Docker 容器的指令。镜像可以基于基础镜像进行拓展，添加新的指令来构建最终的应用程序执行环境。镜像是构建容器的基础，可以使用公共的镜像仓库，比如 Docker Hub，也可以使用私有仓库。

1.2.2. Docker 容器（Container）

Docker 容器是由镜像创建的可运行实例。容器是用户与应用程序交互的具体实现，它是独立的并提供一个隔离的运行环境。每个容器都与其他容器以及主机隔离，可作为一种本地或云端的环境部署。

1.2.3. Docker 仓库（Registry）

Docker 仓库是存储和分发镜像的平台。通过 Docker 仓库，您可以查找并下载他人共享的镜像，也可以上传自己的镜像用于共享或备份。常用的公共仓库是 Docker Hub，但根据需求可以搭建私有的 Docker 仓库。

2. 基础使用

本节将介绍Docker的基础操作，包括如何安装Docker、使用基本命令来管理镜像和容器。掌握这些内容将为您处理更复杂的Docker操作奠定基础。

2.1. 安装 Docker

Docker可在多种操作系统上安装，以下是常见系统的安装步骤：

• Windows：使用Docker Desktop进行安装，需提前启用Hyper-V。

  1. 下载Docker Desktop安装包。
  2. 运行安装包并按照提示完成安装。
  3. 启动Docker Desktop并成功运行时，系统托盘将显示Docker图标。

• macOS：通过Docker Desktop安装，需启用Apple Hypervisor。

  1. 下载Mac版Docker Desktop。
  2. 打开下载的dmg文件，将Docker图标拖入“应用程序”文件夹。
  3. 运行Docker应用，初次启动可能需要输入管理员密码。

• Linux：通常通过包管理工具安装（CentOS、Ubuntu为例）。

  • 对于Ubuntu:

    sudo apt-get update
    sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
    

  • 对于CentOS:

    sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
    

• 验证安装是否成功：执行以下命令以检查Docker版本：

  docker --version
  

  若显示版本信息，则安装成功。

2.2. 基本命令

掌握以下基本命令，便可轻松进行Docker的常规操作：

• 版本信息：docker version
  显示Docker客户端和服务端的版本信息。

• 系统信息：docker info
  查看Docker的具体设置信息，包含系统可用资源、已用资源等。

• 运行容器：docker run
  启动一个新的容器。

  docker run hello-world
  

  该命令从Docker Hub中拉取hello-world镜像并运行。

• 列出容器：

  • docker ps：列出当前正在运行的容器。
  • docker ps -a：列出所有容器包括已停止的。

• 管理容器：

  • 停止容器：docker stop <container_id>
  • 启动容器：docker start <container_id>
  • 重启容器：docker restart <container_id>

• 删除容器与镜像：

  • 删除容器：docker rm <container_id>
  • 删除镜像：docker rmi <image_id>

2.3. 镜像管理

镜像是Docker构建的基础，通过管理镜像，您可以控制容器的基础环境：

2.3.1. 拉取镜像

在内网环境中，通常需要通过特定的镜像源或者私有镜像仓库来获取镜像。假设已在内网搭建了私有镜像仓库：

1. 配置镜像源：在内网中使用私有仓库时，需配置docker以访问该仓库，编辑或创建daemon.json文件：

   {"registry-mirrors": ["http://your-private-registry"]
   }
   

   然后，重启docker服务。

2. 拉取镜像：
   通过命令行下载镜像：

   docker pull <your-private-registry>/<image_name>:<tag>
   

   使用正确的仓库地址和标签来指定镜像版本。

2.3.2. 列出镜像

在下载或创建镜像后，可以查看当前系统上存储的所有镜像：

• 执行以下命令来查看镜像列表：

  docker images
  

  此命令将显示镜像仓库名称、标签、镜像ID、创建时间及其虚拟大小。

2.3.3. 删除镜像

当不再需要某些镜像时，可以手动删除以节省磁盘空间：

1. 查找镜像ID：首先使用docker images命令找到目标镜像的ID。
2. 删除特定镜像：

   docker rmi <image_id>
   

   如果镜像正在被某些容器使用，需先停止并删除这些容器。

2.3.4. 创建镜像（可选）

在内网环境中，您可能需要自己构建镜像：

1. 编写Dockerfile：
   创建一个Dockerfile，定义您需要的环境和软件安装。

   FROM ubuntu:latest
   RUN apt-get update && apt-get install -y <your-required-packages>
   COPY ./your-local-file /some/path
   CMD ["your-command"]
   

2. 构建镜像：
   使用以下命令构建镜像：

   docker build -t <your-image-name>:<tag> .
   

   在执行的目录中包含Dockerfile。

2.3.5. 镜像保存与加载

对于内网环境中，如需在不同主机之间转移镜像而不通过镜像仓库，您可以使用保存和加载功能：

2.3.5.1. 保存镜像为文件

• 命令：docker save

  可以将镜像导出到一个文件中，以便在其他系统上重新导入。假设错误报告创建ubuntu镜像文件：

  docker save -o ubuntu_latest.tar ubuntu:latest
  

• 用途：适用于需要将镜像转移到无网络或者不便于网络传输的环境。

2.3.5.2. 加载镜像文件

• 命令：docker load

  从tar文件中加载镜像到本地镜像仓库：

  docker load -i ubuntu_latest.tar
  

• 用途：从转移的镜像文件中恢复镜像，此操作将镜像加载到Docker环境中，可以随时使用。

2.3.6. 导出和导入镜像

导出和导入略有不同，适用于不同场景，主要用于容器的迁移：

2.3.6.1. 导出镜像

• 命令：docker export

  如需导出一个正在运行或已停止的具体容器，而非镜像：

  docker export -o my_container.tar <container_id>
  

2.3.6.2. 导入镜像

• 命令：docker import

  将导入的tar包文件重新创建为镜像：

  cat my_container.tar | docker import - my_new_image:latest
  

2.3.7. 镜像的标记

标记（tag）操作允许您为镜像创建别名，以便于管理和引用不同版本的镜像：

• 命令：docker tag

  为现有镜像分配新标签：

  docker tag ubuntu:latest myrepo/ubuntu:optimized
  

2.3.8. 清理未使用的镜像

• 命令：docker image prune

  删除所有未被使用过的所有悬挂（dangling）镜像：

  docker image prune
  

2.3.9. 镜像的历史

• 命令：docker history

  查看镜像的创建历史和层次结构，帮助理解镜像是如何构建的：

  docker history ubuntu:latest
  

2.4. 容器管理

管理容器是理解Docker的关键之一，掌握容器的创建、启动和交互操作可以有效地利用Docker进行应用部署和维护。以下是详细的基本操作指南：

2.4.1. 创建和启动容器

使用 docker run 命令是创建和启动容器的主要方式：

• 命令：docker run

  通过该命令可以从指定镜像创建并启动一个新的容器。例如：

  docker run -d --name my_container ubuntu:latest
  

  • -d：后台运行容器。
  • --name my_container：为容器指定一个名字，方便管理和访问。
  • ubuntu:latest：使用的镜像名称和标签。

• 启动已停止的容器：

  使用 docker start 启动：

  docker start my_container
  

2.4.2. 进入容器

有时需要进入容器内部进行操作或调试，以下是主要的两种方式：

• 执行命令行（交互式）：

  使用 docker exec 启动新进程：

  docker exec -it my_container bash
  

  • -it：以交互方式启动终端。

• 附加到终端：

  使用 docker attach 连接到容器的标准输入、输出和错误输出，适用于希望与容器主程序交互的场景：

  docker attach my_container
  

  • 这种方法将使您直接连接到运行中的应用程序。

2.4.3. 查看容器日志

查看日志对于调试和监控容器运行非常重要：

• 命令：docker logs

  获取容器输出的日志信息：

  docker logs my_container
  

• 额外选项：

  • --follow (-f)：实时跟踪日志输出。
  • --tail：显示末尾若干行。

  如实时查看日志尾部10行：

  docker logs -f --tail 10 my_container
  

2.4.4. 停止与删除容器

对停止和删除容器进行合理管理，可以优化资源使用：

• 停止容器：

  用 docker stop 安全停止容器，它将发送SIGTERM信号：

  docker stop my_container
  

• 强制终止容器：

  用 docker kill 强制终止执行，发送SIGKILL信号：

  docker kill my_container
  

• 删除容器：

  删除停止的容器是释放资源的好方法：

  docker rm my_container
  

  • 使用 -f 强制删除正在运行的容器。

熟练掌握这些容器管理指令将让您在Docker的世界中更加游刃有余，实现高效的容器化管理和支持。

当你在一个容器中更新软件和安装必要的插件，并希望将其复制到另一台内网机器上，你可以通过以下几个步骤来实现：

2.5. 容器创建镜像的过程

2.5.1. 通过容器创建新的镜像

在容器上操作完毕后，你需要将其变化保存为一个新的镜像，这样才能在其他机器上重现相同的环境。

• 提交容器为镜像：

  使用 docker commit 将容器的当前状态保存为一个新的镜像：

  docker commit <container_id> <new_image_name>:<tag>
  

  例子：

  docker commit my_container my_updated_image:latest
  

2.5.2. 保存镜像为文件

将创建的新镜像保存为一个可移动的文件，这样可以在其他机器上加载：

• 保存镜像：

  使用 docker save 命令：

  docker save -o my_updated_image.tar my_updated_image:latest
  

  这将生成一个 .tar 文件，包含你镜像的所有数据。

2.5.3. 将镜像文件移动到其他机器

使用任何适合的手段，将生成的.tar文件传输到目标内网机器上，例如：

• 使用USB驱动器或其他物理介质。
• 通过内网文件共享服务（如Samba、NFS等）。
• 使用安全拷贝工具（如 scp 若在内网有SSH可用）。

2.5.4. 在新机器上加载镜像

在接收.tar文件的内网机器上，使用 docker load 命令来恢复你的镜像：

• 加载镜像：

  docker load -i my_updated_image.tar
  

  这将在新机器上将镜像加载到Docker中，并且可以通过 docker images 检查确认该镜像是否存在。

2.5.5. 运行新镜像的容器

在新机器上，从加载的镜像启动一个新的容器。

• 启动容器：

  docker run -d --name new_container my_updated_image:latest
  

这样，您就可以在新的内网环境中使用相同的更新镜像和配置进行操作了。

通过这些步骤，您可以安全高效地在内网环境中部署和共享更新后的Docker镜像，无需依赖外部网络。