四、Portainer图形化管理实战与Docker镜像原理

作者：IvanCodes

日期：2025年8月2日

专栏：Docker教程

一、Portainer 安装与基础使用教程

Portainer 是一个轻量级、功能强大的Docker图形化管理界面 (GUI)。它能让你通过简单的Web界面来管理和监控你的Docker容器、镜像、卷、网络等资源，极大降低了Docker的命令行操作门槛。

1.Portainer 安装部署

前提条件：

你的服务器 (例如 hadoop01) 必须已经安装并正在运行 Docker 服务。

步骤 1：在主机上创建用于持久化 Portainer 数据的目录

为了防止 Portainer 容器被删除或重建后丢失其配置数据 (如用户、环境设置等)，我们将在主机文件系统上创建一个目录，并将其直接挂载到容器中。这种方式称为绑定挂载 (bind mount)。

在 hadoop01 (或其他你打算安装Portainer的Docker主机) 上执行：

bash 复制代码

mkdir -p /opt/portainer_data

说明：我们选择在 /opt 目录下创建 portainer_data 文件夹，你可以根据自己的习惯选择其他路径。

步骤 2：下载并运行 Portainer 容器

执行以下命令来拉取 Portainer Community Edition (CE) 镜像并启动容器。

在 hadoop01 上执行：

bash 复制代码

docker run -d -p 8000:8000 -p 9443:9443 --name portainer --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v /opt/portainer_data:/data portainer/portainer-ce:latest

命令参数解析：

-d: 后台运行容器 (detached mode)。
-p 8000:8000: 将主机的 8000 端口映射到容器的 8000 端口 (用于隧道代理，高级功能)。
-p 9443:9443: 将主机的 9443 端口 (HTTPS) 映射到容器的 9443 端口。这是主要的访问端口。
--name portainer: 给容器命名为 portainer。
--restart=always: 设置容器总是自动重启，除非手动停止。这保证了Docker服务重启后Portainer也会自动启动。
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock: 这是关键一步。它将主机的Docker套接字文件挂载到容器内部，允许Portainer容器与主机的Docker守护进程通信，从而管理其他容器。
-v /opt/portainer_data:/data: (绑定挂载) 将我们在主机上创建的 /opt/portainer_data 目录挂载到容器的 /data 目录。Portainer的所有配置都会直接写入到这个主机目录中，实现了数据的持久化。
portainer/portainer-ce:latest: 指定要运行的镜像。

2.Portainer 基础使用教程

步骤 1：首次访问与创建管理员账户

安装完成后，在你的浏览器中访问 Portainer 的 Web 界面。地址为 https://<你的服务器IP>:9443 (例如 https://192.168.121.131:9443)。
由于使用的是自签名SSL证书，浏览器可能会提示"不安全"，请选择"高级"并继续访问。
首次访问时，Portainer 会要求你创建一个管理员 (admin) 用户。请设置一个强度足够的密码。

图注：Portainer 首次访问时，会引导您创建管理员账户。

步骤 2：连接到本地 Docker 环境

创建管理员并登录后，Portainer 会自动检测到它可以通过 /var/run/docker.sock 连接到本地的 Docker 环境。
你通常会看到一个 "Get Started" 页面，上面有一个管理本地 Docker 环境的选项。点击它。

步骤 3：进入环境仪表盘 (Home / Environments)

连接成功后，你将进入环境仪表盘。这里会列出所有Portainer管理的环境。
默认情况下，你会看到一个名为 local 的环境，代表当前主机的Docker。

图注：Portainer 的主仪表盘，列出了名为 local 的本地 Docker 环境，并展示了其基本信息。

步骤 4：探索 Docker 资源 (简单使用)

查看容器 ：在环境仪表盘 (您的第二张图所示界面)，点击 local 环境那一行蓝色的 "Live connect" 按钮或环境名称本身，即可进入该环境的详细仪表盘。

在左侧菜单栏点击 "Containers" 。你会看到所有正在运行和已停止的容器列表。

管理其他资源 ：同样地，你可以通过左侧菜单轻松地查看和管理 Images (镜像)、Volumes (卷)、Networks (网络) 等。

二、Docker 镜像原理深入解析

Docker 镜像是 Docker 的核心。它是一个轻量、独立、可执行的软件包，包含了运行某个应用所需的一切：代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

1.Docker 镜像原理：分层理解

Docker 镜像的最大特点就是它采用了分层存储的结构。一个镜像不是一个单一的文件，而是由一系列只读 (read-only) 的层 (layers) 堆叠而成。

层的来源 ：镜像的每一层都对应 Dockerfile 中的一条指令。
层的特性 ：
- 只读 : 镜像的所有层都是只读的，无法被修改。
- 共享 : 如果多个镜像都基于相同的父层构建，那么这些镜像在主机上会共享这些相同的层，节省了大量的磁盘空间。

2.联合文件系统

为了管理这些层并呈现一个统一的文件系统视图，Docker 使用了联合文件系统技术 (如 Aufs, OverlayFS, Btrfs 等)。它的核心功能是将多个不同的目录 (即镜像的各个层) "联合挂载" 到同一个挂载点上。从容器内部看，你看不到这些分层，只能看到一个完整、正常的文件系统。

3.加载原理：从镜像到容器

这是理解 Docker 运行机制的关键。

启动容器 (docker run) : 当你从一个镜像启动容器时，Docker 并不会复制整个镜像。相反，它会保留所有只读的镜像层不变，并在最顶层添加一个新的、薄薄的、可写层 (Writable Layer) ，也称为 容器层 (Container Layer)。
写时复制 :
- 读操作 : 当容器需要读取文件时，它会从上到下（从可写层到最底部的基础层）逐层查找。
- 写操作 (修改) : 当容器需要修改一个已存在的文件时 (该文件位于下方的只读层)，UFS 首先将该文件从只读层复制到顶部的可写层，然后对可写层中的这个副本进行修改。
- 写操作 (新建) : 当容器创建新文件时，它们直接被创建在顶部的可写层中。
容器的生命周期 : 容器运行期间的所有变化都保存在这个可写层。当你删除容器 (docker rm)时，只有这个顶部的可写层会被删除。