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Docker使用指南

2023-09-13

Guides

Docker

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教程

Docker 是什么？#

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言并遵从 Apache2.0 协议开源。
Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。
容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。

Docker 架构的工作流程#

构建镜像：使用 Dockerfile 创建镜像。
推送镜像到注册表：将镜像上传到 Docker Hub 或私有注册表中。
拉取镜像：通过 docker pull 从注册表中拉取镜像。
运行容器：使用镜像创建并启动容器。
管理容器：使用 Docker 客户端命令管理正在运行的容器（例如查看日志、停止容器、查看资源使用情况等）。
网络与存储：容器之间通过 Docker 网络连接，数据通过 Docker 卷或绑定挂载进行持久化。

Docker 架构的工作流程

Docker 的核心组件#

Docker 客户端（Docker Client）#

Docker 客户端是用户与 Docker 守护进程交互的命令行界面（CLI）。它是用户与 Docker 系统的主要交互方式，用户通过 Docker CLI 发出命令，这些命令被发送到 Docker 守护进程，由守护进程执行相应的操作。

功能：#

允许用户使用命令与 Docker 守护进程通信，如创建容器、构建镜像、查看容器状态等。

交互方式：Docker 客户端与 Docker 守护进程之间通过 REST API 或 Unix 套接字通信。常用的命令行工具是 docker，通过它，用户可以发出各种 Docker 操作命令。

常用命令：

docker run：运行容器。
docker ps：列出正在运行的容器。
docker build：构建 Docker 镜像。
docker exec：在容器中执行命令。

Docker 守护进程（Docker Daemon）#

Docker 守护进程（通常是 dockerd）是 Docker 架构的核心，负责管理容器生命周期、构建镜像、分发镜像等任务。

守护进程通常以后台进程的方式运行，等待来自 Docker 客户端的 API 请求。

功能：#

启动和停止容器。
构建、拉取和推送镜像。
管理容器的网络和存储。
启动、停止、查看容器日志等。
与 Docker 注册表进行通信，管理镜像的存储与分发。
Docker 守护进程监听来自 Docker 客户端的请求，并且通过 Docker API 执行这些请求。守护进程将负责容器、镜像等 Docker 对象的管理，并根据请求的参数启动容器、删除容器、修改容器配置等。

启动 Docker 守护进程（通常是自动启动的）：

1
sudo systemctl start docker

Docker 引擎 API（Docker Engine API）#

Docker 引擎 API 是 Docker 提供的 RESTful 接口，允许外部客户端与 Docker 守护进程进行通信。通过这个 API，用户可以执行各种操作，如启动容器、构建镜像、查看容器状态等。API 提供了 HTTP 请求的接口，支持跨平台调用。

功能：#

向 Docker 守护进程发送 HTTP 请求，实现容器、镜像的管理。提供 RESTful 接口，允许通过编程与 Docker 进行交互。可以通过 curl 或其他 HTTP 客户端访问 Docker 引擎 API。例如，查询当前 Docker 守护进程的版本：

1
curl --unix-socket /var/run/docker.sock http://localhost/version

Docker 容器（Docker Containers）#

容器是 Docker 的执行环境，它是轻量级、独立且可执行的软件包。容器是从 Docker 镜像启动的，包含了运行某个应用程序所需的一切——从操作系统库到应用程序代码。容器在运行时与其他容器和宿主机共享操作系统内核，但容器之间的文件系统和进程是隔离的。

功能：#

提供独立的运行环境，确保应用程序在不同的环境中具有一致的行为。
容器是临时的，通常在任务完成后被销毁。
容器的生命周期是由 Docker 守护进程管理的。容器可以在任何地方运行，因为它们不依赖于底层操作系统的配置，所有的运行时依赖已经封装在镜像中。

启动一个容器：

1
docker run -d ubuntu

Docker 镜像（Docker Images）#

Docker 镜像是容器的只读模板。每个镜像都包含了应用程序运行所需的操作系统、运行时、库、环境变量和应用代码等。镜像是静态的，用户可以根据镜像启动容器。

功能：#

镜像是构建容器的基础，每个容器实例化时都会使用镜像。
镜像是只读的，不同容器使用同一个镜像时，容器中的文件系统层是独立的。
Docker 镜像可以通过 docker pull 从 Docker Hub 或私有注册表拉取，也可以通过 docker build 从 Dockerfile 构建。

拉取 Ubuntu 镜像：

1
docker pull ubuntu

Docker 仓库（Docker Registries）#

Docker 仓库是用来存储 Docker 镜像的地方，最常用的公共仓库是 Docker Hub 。用户可以从 Docker Hub 下载镜像，也可以上传自己的镜像分享给其他人。除了公共仓库，用户也可以部署自己的私有 Docker 仓库来管理企业内部的镜像。

功能：#

存储 Docker 镜像。
提供镜像的上传和下载功能。
Docker Hub 提供了大量官方和社区维护的镜像，如 Ubuntu、Nginx、MySQL 等。

推送镜像到 Docker Hub：

1
docker push <username>/<image_name>

Docker Compose#

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。通过 Compose，用户可以使用一个 docker-compose.yml 配置文件定义多个容器（服务），并可以通过一个命令启动这些容器。Docker Compose 主要用于开发、测试和部署多容器的应用。

功能：#

定义和运行多个容器组成的应用。
通过 YAML 文件来配置应用的服务、网络和卷等。

创建一个简单的 docker-compose.yml 文件来配置一个包含 Web 服务和数据库服务的应用：

1
version: '3'
2
services:
3
  web:
4
    image: nginx
5
    ports:
6
      - "8080:80"
7
  db:
8
    image: mysql
9
    environment:
10
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

启动 Compose 定义的所有服务：

1
docker compose up

TIP
Docker Compose 插件自 V2 版本起开始作为 Docker CLI（命令行）的一部分，不再需要单独安装，使用 docker compose 命令替代 docker-compose

Docker Swarm#

Docker Swarm 是 Docker 提供的集群管理和调度工具。它允许将多个 Docker 主机（节点）组织成一个集群，并通过 Swarm 集群管理工具来调度和管理容器。Swarm 可以实现容器的负载均衡、高可用性和自动扩展等功能。

功能：#

管理多节点 Docker 集群。
通过调度器管理容器的部署和扩展。

初始化 Swarm 集群：

1
docker swarm init

Docker 网络（Docker Networks）#

Docker 网络允许容器之间相互通信，并与外部世界进行连接。Docker 提供了多种网络模式来满足不同的需求，如 bridge 网络（默认）、host 网络和 overlay 网络等。

功能：#

管理容器间的网络通信。
支持不同的网络模式，以适应不同场景下的需求。

创建一个自定义网络并将容器连接到该网络：

1
docker network create my_network
2
docker run -d --network my_network ubuntu

Docker 卷（Docker Volumes）#

Docker 卷是一种数据持久化机制，允许数据在容器之间共享，并且独立于容器的生命周期。与容器文件系统不同，卷的内容不会随着容器的销毁而丢失，适用于数据库等需要持久存储的应用。

功能：#

允许容器间共享数据。
保证数据持久化，独立于容器的生命周期。

创建并挂载卷：

1
docker volume create my_volume
2
docker run -d -v my_volume:/data ubuntu

Docker 安装#

Linux 安装#

考虑到不同的发行版会有不一致的包/安装方式，此处将不使用官方的安装方式，采用SuperManito的 LinuxMirrors 项目进行安装docker，由于一些不可抗力的因素，目前国内网络环境一般无法正常访问 Docker Hub 因此无法拉取镜像，该镜像集成安装 Docker Engine 和 Docker Compose，支持选择或更换软件源以及镜像仓库、安装指定版本、重装等功能，支持 ARM 架构。

Docker 安装与换源脚本

SuperManito

/

LinuxMirrors

Waiting for api.github.com...

00K

0K

Waiting...

NOTE
Docker CE 软件仓库，全称 Docker Community Edition（Docker 社区版），用于下载并安装 Docker 相关软件包 Docker Registry 镜像仓库，用于控制拉取镜像的默认来源存储仓库，又称镜像加速器，默认为官方的 Docker Hub 仓库

安装命令：

1
bash <(curl -sSL https://linuxmirrors.cn/docker.sh)

Windows 安装#

Docker 并非是一个通用的容器工具，它依赖于已存在并运行的 Linux 内核环境。

Docker 实质上是在已经运行的 Linux 下制造了一个隔离的文件环境，因此它执行的效率几乎等同于所部署的 Linux 主机。

因此，Docker 必须部署在 Linux 内核的系统上。如果其他系统想部署 Docker 就必须安装一个虚拟 Linux 环境。

win下docker的安装示意

本页提供 Windows 上 Docker Desktop 的下载链接、系统要求和分步安装说明。

交互式安装#

使用页面顶部的下载按钮或从发行说明中下载安装程序。

双击Docker Desktop Installer.exe运行安装程序。默认情况下，Docker Desktop 安装在C:\Program Files\Docker\Docker。

出现提示时，请确保根据您选择的后端，选择配置页面上的使用 WSL 2 而不是 Hyper-V选项。

NOTE
我应该使用 Hyper-V 还是 WSL？#
Docker Desktop 的功能在 WSL 和 Hyper-V 上保持一致，无需优先选择任何一种架构。Hyper-V 和 WSL 各有优缺点，具体取决于您的具体设置和计划用例。~~个人更偏好 WSL2~~

CAUTION
使用 Docker Desktop WSL 2 后端时，无法在用户帐户之间共享容器和镜像。

在仅支持一个后端的系统上，Docker Desktop 会自动选择可用选项。

按照安装向导上的说明授权安装程序并继续安装。

安装成功后，选择关闭即可完成安装过程。

启动 Docker Desktop#

如果您的管理员帐户与您的用户帐户不同，则必须将用户添加到docker-users组：

以管理员身份运行计算机管理。
导航到本地用户和组 > 组 > docker-users。
右键单击以将用户添加到组。
退出并重新登录以使更改生效。

从命令行安装#

下载Docker Desktop Installer.exe完成后，在终端中运行以下命令安装 Docker Desktop：

1
 "Docker Desktop Installer.exe" install

如果您使用 PowerShell，则应按以下方式运行它：

1
Start-Process 'Docker Desktop Installer.exe' -Wait install

如果使用 Windows 命令提示符：

1
start /w "" "Docker Desktop Installer.exe" install

默认情况下，Docker Desktop 安装在C:\Program Files\Docker\Docker

Docker 镜像配置加速#

当运行容器时，使用的镜像如果在本地中不存在，docker 就会自动从 docker 镜像仓库中下载，默认是从 Docker Hub 公共镜像源下载。国内从 DockerHub 拉取镜像有时会遇到困难，此时可以配置镜像加速器。 目前国内 Docker 镜像源出现了一些问题，基本不能用了，尽管可以通过上述 LinuxMirrors 项目配置源，但其提供的源并不能保证一直处于可用的状态，这个时候就需要我们自己去寻找相关源仓库添加到相关文件里了

对于使用 systemd 的系统，请在 /etc/docker/daemon.json 中写入如下内容（如果文件不存在请新建该文件）：

1
{
2
    "registry-mirrors": [
3
        "阿里云加速器地址",
4
        "可按格式添加多个地址"
5
    ]
6
}

之后重新启动服务：

1
sudo systemctl daemon-reload
2
sudo systemctl restart docker

NOTE
Docker的某些版本是daemon.conf文件，是一样的，如果重启出现报错就将后缀conf/json选择另一个即可

重启后使用以下命令检查加速器是否生效，如果生效会出现先前添加的加速器地址：

1
docker info

常用的 Docker 客户端命令#

命令	功能	示例
docker run	启动一个新的容器并运行命令	`docker run -d ubuntu`
docker ps	列出当前正在运行的容器	`docker ps`
docker ps -a	列出所有容器（包括已停止的容器）	`docker ps -a`
docker build	使用 Dockerfile 构建镜像	`docker build -t my-image`
docker images	列出本地存储的所有镜像	`docker images`
docker pull	从 Docker 仓库拉取镜像	`docker pull ubuntu`
docker push	将镜像推送到 Docker 仓库	`docker push my-image`
docker exec	在运行的容器中执行命令	`docker exec -it container_name bash`
docker stop	停止一个或多个容器	`docker stop container_name`
docker start	启动已停止的容器	`docker start container_name`
docker restart	重启一个容器	`docker restart container_name`
docker rm	删除一个或多个容器	`docker rm container_name`
docker rmi	删除一个或多个镜像	`docker rmi my-image`
docker logs	查看容器的日志	`docker logs container_name`
docker inspect	获取容器或镜像的详细信息	`docker inspect container_name`
docker exec -it	进入容器的交互式终端	`docker exec -it container_name /bin/bash`
docker network ls	列出所有 Docker 网络	`docker network ls`
docker volume ls	列出所有 Docker 卷	`docker volume ls`
docker-compose up	启动多容器应用（从 docker-compose.yml 文件）	`docker-compose up`
docker-compose down	停止并删除由 docker-compose 启动的容器、网络等	`docker-compose down`
docker info	显示 Docker 系统的详细信息	`docker info`
docker version	显示 Docker 客户端和守护进程的版本信息	`docker version`
docker stats	显示容器的实时资源使用情况	`docker stats`
docker login	登录 Docker 仓库	`docker login`
docker logout	登出 Docker 仓库	`docker logout`

常用选项说明:

-d：后台运行容器，例如 docker run -d ubuntu
-it：以交互式终端运行容器，例如 docker exec -it container_name bash
-t：为镜像指定标签，例如 docker build -t my-image
-p：将容器内部使用的网络端口随机映射到我们使用的主机上，例如docker run -d -p 12345:5000 training/webapp python app.py，其中12345为主机端口

NOTE
-P：是容器内部端口随机映射到主机的端口。
-p：是容器内部端口绑定到指定的主机端口。

备份容器快照#

导出和导入容器#

导出容器#

如果要导出本地某个容器，可以使用 docker export 命令。

1
$ docker export 1e560fca3906 > ubuntu.tar

导出容器 1e560fca3906 快照到本地文件 ubuntu.tar。

这样将导出容器快照到本地文件。

导入容器快照#

可以使用 docker import 从容器快照文件中再导入为镜像，以下实例将快照文件 ubuntu.tar 导入到镜像 test/ubuntu:v1:

1
cat docker/ubuntu.tar | docker import - test/ubuntu:v1

此外，也可以通过指定 URL 或者某个目录来导入，例如：

1
docker import http://example.com/exampleimage.tgz example/imagerepo

Docker 命令详解#

docker run#

docker run 命令用于创建并启动一个新的容器。

语法#

1
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

常用参数说明：#

-d: 后台运行容器并返回容器 ID。
-it: 交互式运行容器，分配一个伪终端。
--name: 给容器指定一个名称。
-p: 端口映射，格式为 host_port。
-v: 挂载卷，格式为 host_dir。
--rm: 容器停止后自动删除容器。
--env 或 -e: 设置环境变量。
--network: 指定容器的网络模式。
--restart: 容器的重启策略（如 no、on-failure、always、unless-stopped）。
-u: 指定用户。

e.g. 后台运行一个命名为 webserver 的 nginx 容器，将主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口，并将主机的 /host/data 目录挂载到容器的 /data 目录，并设置为开机自启

1
docker run -d -p 8080:80 -v /host/data:/data --restart always --name webserver nginx

Docker exec#

docker exec 命令用于在运行中的容器内执行一个新的命令。这对于调试、运行附加的进程或在容器内部进行管理操作非常有用。

语法#

1
docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

常用参数#

-d , --detach: 在后台运行命令。
--detach-keys: 覆盖分离容器的键序列。
-e, --env: 设置环境变量。
--env-file: 从文件中读取环境变量。
-i, --interactive: 保持标准输入打开。
--privileged: 给这个命令额外的权限。
--user, -u: 以指定用户的身份运行命令。
--workdir, -w: 指定命令的工作目录。
-t, --tty: 分配一个伪终端。

e.g.

在容器内运行命令：#

1
docker exec my_container ls /app

在运行中的 my_container 容器内执行 ls /app 命令，列出 /app 目录的内容。

以交互模式运行命令：#

1
docker exec -it my_container /bin/bash

在运行中的 my_container 容器内启动一个交互式的 Bash shell。-i 保持标准输入打开，-t 分配一个伪终端。

在后台运行命令：#

1
docker exec -d my_container touch /app/newfile.txt

在运行中的 my_container 容器内后台执行 touch /app/newfile.txt 命令，创建一个新文件。

设置环境变量：#

1
docker exec -e MY_ENV_VAR=my_value my_container env

在运行中的 my_container 容器内执行 env 命令，并设置环境变量 MY_ENV_VAR 的值为 my_value。

以指定用户身份运行命令：#

1
docker exec -u user123 my_container whoami

在运行中的 my_container 容器内以 user123 用户身份执行 whoami 命令。

指定工作目录：#

1
docker exec -w /app my_container pwd

在运行中的 my_container 容器内以 /app 目录为工作目录执行 pwd 命令。

docker network#

docker network 命令用于管理 Docker 网络。这些命令可以创建、列出、删除和检查网络，帮助用户在 Docker 容器之间建立通信。

常用 docker network 命令#

docker network ls: 列出所有网络
docker network inspect: 查看网络详细信息
docker network create: 创建一个新网络
docker network rm: 删除一个或多个网络
docker network connect: 将一个容器连接到一个网络
docker network disconnect: 将一个容器从一个网络断开

docker network ls 命令:#

列出所有网络。

docker network ls输出：

1
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
2
b649b57f5bc5        bridge              bridge              local
3
7e8c2d2c0b5a        host                host                local
4
6a9c8d69bfb2        none                null                local

docker network inspect 命令#

查看指定网络的详细信息。输出：

1
[
2
    {
3
        "Name": "my_network",
4
        "Id": "b649b57f5bc5",
5
        "Created": "2024-07-23T00:00:00.000000000Z",
6
        "Scope": "local",
7
        "Driver": "bridge",
8
        "EnableIPv6": false,
9
        "IPAM": {
10
            "Driver": "default",
11
            "Options": {},
12
            "Config": [
13
                {
14
                    "Subnet": "172.18.0.0/16",
15
                    "Gateway": "172.18.0.1"
16
                }
17
            ]
18
        },
19
        "Internal": false,
20
        "Attachable": false,
21
        "Containers": {},
22
        "Options": {},
23
        "Labels": {}
24
    }
25
]

NOTE
容器与容器之间的连接强烈推荐使用容器内部ip而不是主机端映射的端口！但也要注意容器内部ip可能会因为重启而导致ip变换

docker network create 命令#

创建一个新网络。

1
docker network create my_network

常用参数#

--driver: 指定网络驱动程序（如 bridge、host、overlay）。
--subnet: 指定子网。
--gateway: 指定网关。
--ip-range: 指定可用 IP 地址范围。
--ipv6: 启用 IPv6。
--label: 为网络添加标签。

示例：

1
docker network create --driver bridge --subnet 192.168.1.0/24 my_network

将一个容器连接到一个网络。#

1
docker network connect my_network my_container
2
docker network disconnect 命令

将一个容器从一个网络断开#

1
docker network disconnect my_network my_container

Docker使用指南

https://p1ume.vercel.app/posts/docker/

作者

p1ume

发布于

2023-09-13

许可协议

CC BY-NC-SA 4.0

Markdown示例

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Docker 客户端（Docker Client）

Docker 守护进程（Docker Daemon）

Docker 引擎 API（Docker Engine API）

Docker 容器（Docker Containers）

Docker 镜像（Docker Images）

Docker 仓库（Docker Registries）

Docker Compose

Docker Swarm

Docker 网络（Docker Networks）

Docker 卷（Docker Volumes）

docker network ls 命令:

docker network inspect 命令

docker network create 命令

将一个容器连接到一个网络。

将一个容器从一个网络断开