容器技术入门之Docker环境部署

一：Docker 概述

因为 Docker 轻便、快速的特性，可以使应用达到快速迭代的目的。每次小的变更，马上就可以看到效果，而不用将若干个小变更积攒到一定程度再变更。每次变更一小部分其实是一种非常安全的方式，在开发环境中能够快速提高工作效率。

Docker 容器能够帮助开发人员、系统管理员、质量管理和版本控制工程师在一个生产环节中一起协同工作。制定一套容器标准能够使系统管理员更改容器的时候，程序员不需要关心容器的变化，而更专注自己的应用程序代码。从而隔离开了开发和管理，简化了开发和部署的成本。

1、什么是 Docker

如果要方便的创建运行在云平台上的应用，必须要脱离底层的硬件，同时还需要任何时间地点可获取这些资源，这正是 Docker 所能提供的。Docker 的容器技术可以在一台主机上轻松为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器。通过这种容器打包应用程序，意味着简化了重新部署、调试这些琐碎的重复工作，极大的提高了工作效率。

docker 是目前较为主流的容器技术。容器技术是一种轻量级的虚拟化技术，它可以让应用程序及其依赖项打包在一个独立的单元中运行，从而实现应用的隔离、可移植性和资源的高效利用。以下从概念、原理、与传统虚拟化技术的对比、优势、应用场景等方面详细介绍容器技术。

容器就像是一个独立的 "盒子"，这个 "盒子" 里装着运行某个应用所需要的所有东西，包括代码、运行时环境、系统工具、系统库等。不同的容器之间相互隔离，每个容器都有自己独立的文件系统、进程空间、网络接口等，就好像它们是在不同的机器上运行一样，但实际上它们是共享宿主机的操作系统内核。

2、Docker 的优势

Docker 容器运行速度很快，启动和停止可以在秒级实现，比传统虚拟机要快很多；Docker 核心解决的问题是利用容器来实现类似虚拟机的功能，从而利用更加节省的硬件资源提供给用户更多的计算资源。因此，Docker 容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，在保证应用性能的同时，又减小了系统开销，使得一台主机上同时运行数千个 Docker 容器成为可能。

传统虚拟化技术（如 VMware、VirtualBox 等）是通过虚拟机管理程序（Hypervisor）在物理服务器上创建多个虚拟机（VM），每个虚拟机都包含完整的操作系统。而容器技术是在操作系统层面进行虚拟化，多个容器共享宿主机的操作系统内核。

对比维度	传统虚拟机	容器
资源占用	为每个虚拟机分配独立操作系统，占用大量系统资源	共享宿主机内核，仅包含应用及其依赖项，资源占用相对少，启动速度更快
隔离性	每个虚拟机有独立操作系统，隔离程度高	隔离性相对弱，多数应用场景下足够，可通过合理配置管理增强
性能	存在额外虚拟化层，有性能开销	直接运行在宿主机内核，性能损耗小，更接近原生应用性能
[容器技术和传统虚拟化的主要区别在]

特性	Docker 容器	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
计算能力损耗	几乎无	损耗 50% 左右
性能	接近原生	弱于
系统支持量（单机）	上千个	几十个
隔离性	资源限制	完全隔离

特性	说明
隔离性	容器间相互隔离，一个容器故障不影响其他，提升应用稳定性与安全性
可移植性	将应用及依赖打包成独立单元，可在开发、测试、生产等不同环境无缝迁移运行，避免环境适配问题
资源高效利用	共享宿主机操作系统内核，无需为每个应用运行独立系统，减少资源浪费，提升服务器利用率
快速部署和扩展	启动速度快（通常几秒），可按需快速创建、销毁，便于应用快速部署与弹性扩展
[优势]

3、docker应用场景

应用场景	作用说明
开发环境管理	用容器创建一致开发环境，保障团队环境一致，提升开发效率
持续集成和持续部署（CI/CD）	助力应用快速打包、测试、部署，实现自动化软件开发流程
微服务架构	适配微服务架构，每个微服务打包成独立容器，独立开发、测试、部署，增强系统可伸缩性与容错性
云计算	云服务提供商借容器技术，为用户提供更高效、灵活计算资源；用户可按需快速创建、管理容器化应用

4、核心概念

4.1、镜像

镜像、容器、仓库是 Docker 的三大核心概念。其中 Docker 的镜像是创建容器的基础，类似虚拟机的快照，可以理解为一个面向 Docker 容器引擎的只读模板。例如：一个镜像可以是一个完整的 CentOS 操作系统环境，称为一个 CentOS 镜像；也可以是一个安装了 MySQL 的应用程序，称之为一个 MySQL 镜像等等。

Docker 提供了简单的机制来创建和更新现有的镜像，用户也可以从网上下载已经创建好的镜像直接使用。

4.2、容器

Docker 的容器是从镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止和删除。所创建的每一个容器都是相互隔离、互不可见，以保证安全性的平台。可以将容器看作是一个简易版的 Linux 环境，Docker 利用容器来运行和隔离应用。

4.3、仓库

Docker 仓库是用来集中保存镜像的地方，当创建了自己的镜像之后，可以使用 push 命令将它上传到公有仓库（Public）或者私有仓库（Private）。当下次要在另外一台机器上使用这个镜像时，只需从仓库获取。

仓库注册服务器（Registry）是存放仓库的地方，其中包含了多个仓库。每个仓库集中存放某一类镜像，并且使用不同的标签（tag）来区分它们。目前最大的公共仓库是 docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载使用

二、安装部署

1、基础环境

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i '/^SELINUX=/s/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

2、下载 Docker 的 repo 文件

curl -o /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

cd /etc/yum.repos.d/

sed -i 's/$releasever/8/g' docker-ce.repo
sed -i 's/$basearch/x86_64/g' docker-ce.repo

dnf clean all
dnf makecache

dnf -y install docker-ce

3、指定docker镜像仓库

cd /etc/docker/
vim daemon.json
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"registry-mirrors": [
"https://docker.m.daocloud.io",
"https://docker.imgdb.de",
"https://docker-0.unsee.tech",
"https://docker.hlmirror.com"
]
}

4、重载守护进程，并启动服务

systemctl daemon-reload
systemctl start docker
systemctl enable docker

5、优化内核参数

net.ipv4.ip_forward=1 是 Docker 网络功能正常运行的前提，它允许内核转发容器与外部网络、容器与容器之间的数据包，是实现容器通信、端口映射等核心功能的基础

vim /etc/sysctl.conf

###编辑内容###
net.ipv4.ip_forward=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1


sysctl -p

6、设置监听（生产环境中不允许）

vim /lib/systemd/system/docker.service

###编辑内容###
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target docker.socket firewalld.service containerd.service time-set.target
Wants=network-online.target containerd.service
Requires=docker.socket

[Service]
Type=notify
# the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still
# exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required
# for containers run by docker
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock -H tcp://0.0.0.0:2375
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutStartSec=0
RestartSec=2
Restart=always

# Note that StartLimit* options were moved from "Service" to "Unit" in systemd 229.
# Both the old, and new location are accepted by systemd 229 and up, so using the old location
# to make them work for either version of systemd.
StartLimitBurst=3

# Note that StartLimitInterval was renamed to StartLimitIntervalSec in systemd 230.
# Both the old, and new name are accepted by systemd 230 and up, so using the old name to make
# this option work for either version of systemd.
StartLimitInterval=60s

# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity

# Comment TasksMax if your systemd version does not support it.
# Only systemd 226 and above support this option.
TasksMax=infinity

# set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers
Delegate=yes

# kill only the docker process, not all processes in the cgroup
KillMode=process
OOMScoreAdjust=-500

[Install]
WantedBy=multi-user.target

三、镜像操作

1、拉取镜像

##语法##
docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

docker pull nginx:1.24.0

类别	参数 / 元素	说明
OPTIONS（可选参数）	-a, --all-tags	拉取指定仓库中的所有标签的镜像
OPTIONS（可选参数）	--disable-content-trust	默认值为true，用于禁用镜像内容验证，即不验证镜像的签名
NAME[:TAG@DIGEST]	NAME	要拉取的镜像的名称，可包含仓库地址和命名空间信息；Docker Hub 上官方镜像直接写镜像名（如nginx ），用户或组织镜像格式为用户名/镜像名（如dockerlibrary/redis ）
NAME[:TAG@DIGEST]	TAG（可选）	指定要拉取的镜像的具体标签，区分同一镜像不同版本；不指定时默认拉取latest标签的镜像
NAME[:TAG@DIGEST]	DIGEST（可选）	通过镜像的摘要信息精确指定要拉取的镜像版本，确保拉取特定哈希值对应的精确镜像，避免标签指向不同版本产生混淆，格式如nginx@sha256:abcdef123456...

2、查看镜像信息

2.1、docker images 命令功能概述

docker images 是 Docker 中基础且常用命令，用于列出本地 Docker 主机上的镜像信息，展示镜像的仓库名、标签、镜像 ID、创建时间和大小等基本信息，帮助了解本地镜像存储情况。

2.2、显示信息解读

• REPOSITORY：镜像所属仓库
• TAG：镜像标签信息，标记同一仓库中不同镜像
• IMAGE ID：镜像唯一 ID 号，唯一标识一个镜像
• CREATED：镜像创建时间
• VIRTUAL SIZE：镜像大小

2.3、命令语法

docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]

2.4、参数说明

2.4.1、OPTIONS（可选参数）

• -a, --all：显示所有镜像（含中间层镜像），默认仅显示顶层镜像
• --digests：显示镜像摘要信息
• -f, --filter filter：按指定条件过滤输出，如 dangling=true 显示虚悬镜像（无标签镜像 ）
• --format string：用 Go 模板语法自定义输出格式
• --no-trunc：不截断输出，完整显示镜像 ID 等长字段
• -q, --quiet：仅显示镜像 ID

2.4.2、REPOSITORY [:TAG]（可选）

• REPOSITORY：指定要显示的镜像仓库名称
• TAG：指定要显示的镜像标签，不指定则默认显示所有标签镜像

docker images

3、查看镜像的详细信息

docker inspect 95

4、修改镜像标签

docker tag nginx:latest nginx:v1
docker images

5、删除镜像

5.1、用镜像名删除

docker -rmi nginx:v1

5.2、用ID删除

docker -rmi 95 -f

6、镜像导出

docker save -o nginx nginx:latest

7、镜像导入

docker load<nginx

四、docker容器操作

1、创建与启动

##命令语法：docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
docker create -it centos:7

docker create 是 Docker 中的一个重要命令，它的主要作用是基于指定的镜像创建一个新的容器，但并不立即启动该容器。下面将对 docker create 命令进行详细解释。

参数说明：

OPTIONS（可选参数）：docker create 支持众多可选参数，这些参数可以帮助你对创建的容器进行各种配置，以下是一些常用的参数：

• -i, --interactive：保持标准输入打开，即使没有附加到容器上，常用于需要交互的应用程序。
• -t, --tty：分配一个伪终端，通常与 -i 一起使用，模拟一个交互式的终端环境，如 docker create -it。
• -p, --publish list：将容器内的端口映射到宿主机的端口，格式为 宿主机端口：容器端口，例如 -p 8080:80 表示将容器的 80 端口映射到宿主机的 8080 端口。
• -v, --volume list：挂载数据卷，将宿主机的目录或文件挂载到容器内，格式为 宿主机路径：容器路径，例如 -v /host/data:/container/data。
• --name string：为创建的容器指定一个自定义的名称，方便后续管理和识别。
• -e, --env list：设置容器内的环境变量，格式为 变量名 = 变量值，例如 -e DB_HOST=localhost。
• --network string：指定容器要加入的网络，例如 --network my_network。

IMAGE

• 指定用于创建容器的镜像名称和标签，如 nginx:latest。如果本地没有该镜像，Docker 会尝试从 Docker Hub 等镜像仓库中拉取。

COMMAND\] \[ARG...\]（可选） * 指定容器启动时要执行的命令及其参数。如果不指定，将使用镜像的默认启动命令。 docker create 命令主要用于提前准备好容器的配置，创建一个处于停止状态的容器实例，之后可以在需要的时候使用 docker start 命令启动该容器，这种方式在一些场景下非常有用，例如： * 批量创建多个配置好的容器，在需要时逐个启动，提高部署效率。 * 对容器进行预配置，进行多次测试或验证不同的启动参数。 注意事项 * 创建容器时，要确保指定的镜像存在于本地或者可以从镜像仓库中拉取。 * 使用 docker create 创建的容器处于停止状态，需要使用 docker start 命令启动。 * 对于复杂的容器配置，要仔细检查参数的正确性，避免出现配置错误导致容器无法正常工作。 ### 2、查看所有容器 ```bash docker ps -a ```  ### 3、容器的运行 ```bash docker start 5c ```  ### 4、利用容器执行命令(命令执行完毕后容器会退出) ```bash docker run centos:7 /bin/bash -c "ls /root" ```  ### 5、在启动容器时持续在后台运行 ```bash docker run -itd centos:7 /bin/bash -c "top" ```  6、终止容器的运行 ```bash docker stop c4 ```  ### 7、进入容器 ```bash docker exec -it 5c /bin/bash ```  ### 8、导出容器 ```bash docker export 5c > centos7 ```  ### 9、导入容器 ```bash docker import centos7 aaa docker images ```   ### 10、删除容器 ```bash #删除 docker rm c4 #强制删除 docker rm 5c -f ```