docker入门篇 - 技术栈

使用docker可以很快部署相同的环境,这也是最快的环境构建,接下来就主要对docker中的基础内容进行讲解.Docker 是一个用于开发、交付和运行应用程序的开源平台，它可以让开发者将应用程序及其依赖打包到一个容器中，然后在任何环境中运行这个容器，实现了应用的跨平台性和一致性。

1. Docker 架构

仓库富含镜像,镜像中包含运行一个容器所需的所有文件系统,容器是镜像的运行实例,镜像是容器的基础,对一个镜像可以创建多个容器.

仓库

仓库（Repository）：用于存储镜像的地方，可以分为公共仓库和私有仓库。公共仓库如 Docker Hub，提供了大量的官方和社区镜像，供用户下载和使用。私有仓库则用于企业或个人在内部网络中存储和管理自己的镜像。

镜像

镜像（Image）：镜像可以看作是一个只读的模板，它包含了运行一个容器所需的所有文件系统内容，包括操作系统、应用程序、库和配置文件等。镜像是创建容器的基础。

容器

容器（Container）：容器是镜像的运行实例。可以将其理解为一个轻量级的、独立的运行环境，其中包含了应用程序及其所有依赖项，容器之间相互隔离，互不影响。

2. 基本操作

安装docker

Windows

下载：访问 Docker 官方网站，选择适合 Windows 系统的 Docker Desktop 版本进行下载。www.docker.com

安装：运行下载好的安装包，按照安装向导完成安装。安装完成后，启动 Docker Desktop。

验证：在命令提示符或 PowerShell 中输入 docker --version，若显示 Docker 版本信息，则说明安装成功。

Linux系统

更新软件包索引：在终端中运行

bash 复制代码

sudo apt-get update

安装必要的包：运行

bash 复制代码

sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common

添加Docker官方GPG密钥：运行

bash 复制代码

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

添加Docker仓库：运行

bash 复制代码

sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

再次更新软件包索引：运行

bash 复制代码

sudo apt-get update

安装Docker CE：运行

bash 复制代码

sudo apt-get install docker-ce

验证：运行 sudo docker --version，若显示 Docker 版本信息，则说明安装成功。

查看docker的版本

bash 复制代码

sudo docker --version

镜像操作

搜索镜像

bash 复制代码

docker search [镜像名称]

如docker search nginx，可以搜索 Docker Hub 上的镜像

拉取镜像

bash 复制代码

sudo docker pull [镜像名称]

如 docker pull nginx。docker pull ubuntu:latest会从 Docker Hub 上拉取最新的 Ubuntu 镜像。

测试拉取一个最简单的镜像,镜像源为docker.m.daocloud.io,镜像名为hello-world

bash 复制代码

sudo docker pull docker.m.daocloud.io/hello-world

bash 复制代码

sudo docker pull ubuntu:latest

查看镜像：通过docker images命令可以列出本地已有的镜像，显示镜像的名称、标签、ID、创建时间和大小等信息。

bash 复制代码

sudo docker images

删除镜像：用docker rmi命令删除本地镜像。例如，docker rmi ubuntu:latest将删除指定的 Ubuntu 镜像。如果镜像正在被容器使用，则需要先停止相关容器才能删除镜像。

bash 复制代码

docker rmi [镜像ID]

容器操作

创建并启动容器：运行 docker run $选项$ $镜像名称$ ，如 docker run -d -p 80:80 nginx，其中 -d 表示后台运行，-p 用于端口映射

bash 复制代码

docker run [选项] [镜像名称]

docker run -it ubuntu:latest /bin/bash会基于 Ubuntu 镜像创建一个容器，并以交互模式进入容器的 bash shell。其中，-i表示保持标准输入流打开，-t表示分配一个伪终端。

查看容器：运行 docker ps 查看正在运行的容器，使用 docker ps -a 查看所有容器

bash 复制代码

sudo docker ps -a

docker ps命令用于查看正在运行的容器，若要查看所有容器（包括已停止的），可使用docker ps -a。该命令会显示容器的 ID、名称、镜像、状态、运行时间等信息。

bash 复制代码

docker stop [容器ID]

bash 复制代码

docker start [容器ID]

停止和启动容器：docker stop命令用于停止正在运行的容器，例如docker stop 8d8f81da12b5。要重新启动已停止的容器，可使用docker start container_id。

bash 复制代码

docker rm [容器ID]

删除所有容器: sudo docker rm -f $(sudo docker ps -aq)

停止所有容器sudo docker stop $(sudo docker ps -q)

删除所有镜像:sudo docker rmi $(sudo docker images)

删除容器：使用docker rm命令删除容器。例如，docker rm container_id，但容器必须先停止才能被删除。若要强制删除正在运行的容器，可以使用docker rm -f container_id。

bash 复制代码

docker exec -it [容器ID] /bin/bash

进入容器：当容器在运行时，可以使用docker exec命令进入容器。例如，docker exec -it container_id /bin/bash可以进入指定容器并打开一个 bash 终端。

停止容器使用 docker stop，删除容器使用 docker rm，删除镜像使用 docker rmi

查看容器日志：使用 docker logs [容器ID] 查看容器的日志信息

构建镜像：通过 docker build -t [镜像名称] . 命令可以根据 Dockerfile 构建镜像

推送镜像：运行 docker push [镜像名称] 将本地镜像推送到 Docker Hub

常见问题

linux环境下更换docker源

先修改docker的daemon.json文件

bash 复制代码

sudo gedit /etc/docker/daemon.json

加入源

bash 复制代码

    "registry-mirrors": [
   "https://docker.m.daocloud.io",
   "https://docker.imgdb.de",
   "https://docker-0.unsee.tech",
   "https://docker.hlmirror.com",
   "https://cjie.eu.org"
    ]

重启docker服务

bash 复制代码

sudo systemctl daemon-reload

bash 复制代码

 sudo systemctl restart docker

docker配置代理

如果docker镜像创建的过程中需要配置网络,可以直接添加本地的配置:

bash 复制代码

sudo gedit /etc/docker/daemon.json

bash 复制代码

{
    "registry-mirrors": [
   "https://docker.m.daocloud.io",
   "https://docker.imgdb.de",
   "https://docker-0.unsee.tech",
   "https://docker.hlmirror.com",
   "https://cjie.eu.org"
    ],
    "proxies": {
    "http-proxy": "http://127.0.0.1:7890",
    "https-proxy": "http://127.0.0.1:7890"
  }
}

重启docker服务

bash 复制代码

sudo systemctl daemon-reload

bash 复制代码

 sudo systemctl restart docker

这样就能正常访问github了

windows环境下更换docker源

打开docker-desktop客户端

设置一下docker engine:

添加源:

bash 复制代码

    "registry-mirrors": [
   "https://docker.m.daocloud.io",
   "https://docker.imgdb.de",
   "https://docker-0.unsee.tech",
   "https://docker.hlmirror.com",
   "https://cjie.eu.org"
    ]

应用保存即可

当然也可以直接修改docker的daemon.json文件:

以本机使用 Administrator 账户为例，配置文件位于 C:\Users\Administrator.docker\目录下的daemon.json

打开daemon.json文件，添加源地址即可.

然后去reset一下:

也可以完成设置

Dockerfile
Dockerfile 是一个文本文件，用于定义如何构建镜像。它包含了一系列的指令，描述了镜像的基础环境、安装的软件包、配置信息以及容器启动时要执行的命令等。通过编写 Dockerfile，可以方便地创建自定义镜像，并且能够保证镜像的可重复性和一致性。例如，以下是一个简单的 Dockerfile 示例：

bash 复制代码

# 使用官方的Python镜像作为基础镜像
FROM python:3.9

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 将当前目录下的所有文件复制到容器的/app目录下
COPY. /app

# 安装项目所需的依赖
RUN pip install -r requirements.txt

# 设置容器启动时要执行的命令
CMD ["python", "app.py"]

数据管理

数据卷（Volumes）：数据卷是一个可供容器使用的特殊目录，它可以绕过联合文件系统，提供了一种在容器和宿主机之间共享数据的方式。数据卷可以在容器创建时指定，并且可以在多个容器之间共享。例如，可以使用docker run -v /host/path:/container/path ubuntu:latest将宿主机的/host/path目录挂载到容器的/container/path目录。

容器数据持久化：通过数据卷，即使容器被删除，数据卷中的数据也不会丢失，从而实现了容器数据的持久化。这对于保存应用程序的配置文件、数据库数据等非常重要。
网络配置与进阶使用

容器网络模式：Docker 支持多种网络模式，如桥接模式（默认）、主机模式、none 模式等。在桥接模式下，容器会连接到一个虚拟的网桥，通过网桥与宿主机和其他容器进行通信。主机模式则让容器直接使用宿主机的网络，容器的网络配置与宿主机相同。none 模式下，容器没有网络配置，需要用户自行配置网络。

容器间通信：可以通过网络别名或 IP 地址在同一网络中的容器之间进行通信。例如，在一个 Docker 网络中，容器 A 可以通过容器 B 的网络别名或 IP 地址访问容器 B 提供的服务。

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。你可以使用 YAML 文件来配置应用程序的服务、网络和卷，然后通过一个命令来启动整个应用程序。

Docker Swarm 是 Docker 的原生集群工具，可以将多个 Docker 主机组合成一个单一的虚拟 Docker 主机，从而实现容器的编排和管理

举一个例子来使用docker

首先要有一个Dockerfile:

bash 复制代码

FROM ros:melodic-ros-core

SHELL ["/bin/bash", "-c"]

ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractive

RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl git python-pip && \
    pip install -U --no-cache-dir supervisor supervisor_twiddler rosdep && \
    rosdep init && \
    apt-get clean

# OSRF distribution is better for gazebo
RUN sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list' && \
    curl -L http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key | apt-key add -

# RUN apt-get update && \

RUN set -eux; \
for i in $(seq 1 5); do \
    if apt-get update; then \
        break; \
    else \
        echo "Error: apt-get failed (attempt $i of 5). Retrying..." >&2; \
        sleep 1; \
    fi; \
done; \
if [ "$i" = 5 ]; then \
    echo "Error: apt-get failed after 5 attempts." >&2; \
    exit 1; \
fi

RUN set -eux; \
for i in $(seq 1 5); do \
    if apt-get install -y ros-melodic-gazebo-plugins ros-melodic-xacro ros-melodic-controller-manager ros-melodic-robot-state-publisher; then \
        break; \
    else \
        echo "Error: apt-get failed (attempt $i of 5). Retrying..." >&2; \
        sleep 1; \
    fi; \
done; \
if [ "$i" = 5 ]; then \
    echo "Error: apt-get failed after 5 attempts." >&2; \
    exit 1; \
fi

RUN git clone --depth 1 https://github.com/osrf/gazebo_models.git /tmp/gazebo_models && \
    cp -r /tmp/gazebo_models/cafe_table /usr/share/gazebo-9/models/ && \
    cp -r /tmp/gazebo_models/first_2015_trash_can /usr/share/gazebo-9/models/ && \
    cp -r /tmp/gazebo_models/mailbox /usr/share/gazebo-9/models/ && \
    cp -r /tmp/gazebo_models/table_marble /usr/share/gazebo-9/models/ && \
    rm -r /tmp/gazebo_models

RUN mkdir /src

ADD src /src

RUN source /opt/ros/melodic/setup.bash && \
    mkdir -p ~/catkin_ws/src && cd ~/catkin_ws/src && \
    catkin_init_workspace && \
    git clone --depth 1 -b noetic https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git && \
    git clone --depth 1 -b melodic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations.git && \
    cp -r /src . && \
    cd .. && \
    rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y && \
    catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/ros/melodic install && \
    apt-get clean && rm -r ~/catkin_ws

ADD supervisord.conf /etc/supervisor/supervisord.conf

VOLUME /opt/ros/melodic/share/turtlebot3_description

RUN echo "export ROBOT_HOST=hiwonder LIDAR_TYPE=G4" >> /opt/ros/$ROS_DISTRO/setup.bash

CMD ["/usr/local/bin/supervisord", "-n", "-c", "/etc/supervisor/supervisord.conf"]

一个supervisord.conf:

bash 复制代码

[unix_http_server]
file=/var/run/supervisor.sock
chmod=0700

[inet_http_server]
port = :9001

[supervisord]
nodaemon=true

[rpcinterface:supervisor]
supervisor.rpcinterface_factory = supervisor.rpcinterface:make_main_rpcinterface

[rpcinterface:twiddler]
supervisor.rpcinterface_factory = supervisor_twiddler.rpcinterface:make_twiddler_rpcinterface

[supervisorctl]
serverurl=unix:///var/run/supervisor.sock

[program:simulator]
# command=/ros_entrypoint.sh roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_autorace.launch
command=/ros_entrypoint.sh roslaunch hiwonder_gazebo worlds.launch
# environment=TURTLEBOT3_MODEL=burger
autostart=true
autorestart=true
stopwaitsecs=30
stdout_logfile=/dev/stdout
stdout_logfile_maxbytes=0
stderr_logfile=/dev/stderr
stderr_logfile_maxbytes=0

有了dockerfile过后就可以创建docker镜像

bash 复制代码

sudo docker build -f Dockerfile -t devrt/simulator-robot:latest .

以当前目录下的 Dockerfile 为基础，使用当前目录作为构建上下文，构建一个名为 devrt/simulator-robot 且标签为 latest 的 Docker 镜像。构建过程中，Docker 会根据 Dockerfile 中的指令执行一系列操作，如安装软件包、复制文件、设置环境变量等，最终生成一个可运行的镜像。

之前创建过,所以直接创建好了镜像了

接下来就需要创建容器了,比如sudo docker run devrt/simulator-robot:latest ,或者后台持续运行sudo docker run -d devrt/simulator-robot:latest等等,但是我们希望的是创建多个容器,所以运行的是

bash 复制代码

sudo docker compose up

对应的docker-compose.yaml为

bash 复制代码

version: '2.3'
services:
  xserver:
    image: devrt/xserver
    ipc: host
    security_opt:
    - seccomp:unconfined
    ports:
    - "3000:80"
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "test -e /tmp/.X11-unix/X0"]
      interval: "1s"
      retries: 20
  simulator:
    image: devrt/simulator-robot
    ipc: host
    security_opt:
    - seccomp:unconfined
    environment:
    - DISPLAY=:0
    - GAZEBO_MODEL_PATH=/home/developer/models:$GAZEBO_MODEL_PATH  # Add models to Gazebo path
    volumes_from:
    - xserver
    volumes:
      - ./ros/models:/home/developer/models:rw  # Mount local models folder to simulator
      - ./ros/worlds/turtlebot3_autorace.world:/opt/ros/melodic/share/turtlebot3_gazebo/worlds/turtlebot3_autorace.world:ro  # Replace the world file
    depends_on:
    - xserver
  workspace:
    # env_file:
    #   - .env
    image: devrt/ros-devcontainer-vscode:noetic-desktop
    ipc: host
    security_opt:
    - seccomp:unconfined
    ports:
    - "3001:3000"
    - "3002:8888"
    volumes:
    - workspace:/workspace
    - .src:/workspace/src:rw  # Mount local src to /workspace in container
    environment:
    - DISPLAY=:0
    - ROS_MASTER_URI=http://simulator:11311/
    volumes_from:
    - xserver
    - simulator
    depends_on:
    - xserver
volumes:
  workspace:

services 部分定义了在 Docker Compose 中要运行的各个服务，每个服务对应一个或多个容器。

所以相当于他会自动去拉取其他镜像比如devrt/xserver:

这里当然是创建了三个容器,有些镜像会自动从hub上进行下载

以上测试文件请下载相关绑定的资源

下一次来看如何打包一个docker.