Docker 简介及安装步骤详解

 # 1. 为什么选择 Docker Docker 是一种轻量级的容器技术，具有许多优势。首先，它极大地简化了应用程序的部署过程，实现了跨平台、跨环境的应用程序一致性。其次，Docker 容器相比传统虚拟机更轻量级，启动速度更快，资源利用更高效。在实际应用中，Docker 主要应用于实现开发环境的一致性维护，有利于开发团队之间的协作，同时也广泛用于构建和部署微服务架构。这些优势使得 Docker 成为当今最流行的容器化解决方案之一，深受开发者和运维人员的青睐。 # 2. Docker 的核心概念 1. Docker 镜像 Docker 镜像是一个只读的模板，包含了运行容器所需的文件系统内容、系统 libraries 和设置。通过操作镜像，可以很方便地创建容器实例。 1. 镜像是什么 Docker 镜像可以看作是一个软件的打包方式，包含了运行环境、代码、运行时所需的依赖等，使软件能在任何环境中稳定运行。 ```docker # 以 Ubuntu 镜像为基础创建一个新镜像 FROM ubuntu:latest ``` 2. 镜像分层 Docker 镜像通过分层存储，每一层代表一个文件系统的改变，当多个镜像共享相同的层时，节省存储空间。 2. Docker 容器 Docker 容器是镜像的运行实例，它包含了应用程序及其依赖项。容器将隔离应用程序及其运行环境，使其能够在任何环境中可靠运行。 1. 容器是什么 容器是一个独立运行的应用实例，具有自己的文件系统、网络、进程空间。与虚拟机不同，容器共享主机操作系统内核，因此更轻量级。 ```docker # 运行一个 Nginx 容器 docker run -d -p 80:80 nginx ``` 2. 容器的生命周期 容器的生命周期包括创建、运行、暂停、继续运行、停止和删除等阶段，管理容器可以更好地控制应用程序的运行状态。 ```docker # 创建并启动一个名为 my_container 的 Ubuntu 容器 docker run -it --name my_container ubuntu bash ``` 通过上述简要总结，我们了解到 Docker 的核心概念包括镜像和容器。镜像是不可变的打包文件，而容器则是镜像的运行实例，提供了隔离的运行环境，方便地部署和管理应用程序。接下来我们将深入介绍 Docker 的安装与配置及其应用。 # 3. Docker 安装与配置 1. 安装 Docker 1. Linux 系统安装 1. CentOS 安装步骤 1. 下载 Docker-ce 包 ```bash $ sudo yum install -y yum-utils $ sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo $ sudo yum install docker-ce ``` 2. 安装 Docker ```bash $ sudo systemctl start docker $ sudo systemctl enable docker ``` 2. Ubuntu 安装步骤 1. 使用 apt 安装 ```bash $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install docker-ce ``` 2. 配置 Docker 用户组 ```bash $ sudo usermod -aG docker $USER $ newgrp docker ``` 2. macOS 安装 - 可直接从 Docker 官网下载 Docker Desktop 并安装即可 2. 配置 Docker 1. Docker 镜像加速 1. 阿里云镜像加速器 - 登录阿里云容器镜像服务控制台，进入镜像加速器页面获取加速地址，并在配置文件中修改加速地址 2. Docker Compose 安装 1. 使用 pip 安装 ```bash $ pip install docker-compose ``` 2. 配置文件 - 新建 docker-compose.yml 文件，定义服务的运行关系和参数 ```yaml version: '3.8' services: web: image: nginx:latest ports: - "8080:80" ``` 通过以上步骤，你已学习了在 Linux 系统和 macOS 中安装 Docker，并配置镜像加速和使用 Docker Compose。接下来，我们将深入学习如何使用 Docker 构建和运行应用。 # 4. 创建 Dockerfile 在使用 Docker 构建镜像时，我们需要编写一个名为 Dockerfile 的文件，该文件包含了构建镜像所需的指令和配置信息。 #### 编写 Dockerfile Dockerfile 是一个文本文件，其中包含了一系列用于构建 Docker 镜像的指令。我们可以使用各种指令来定制镜像，比如指定基础镜像、安装软件、复制文件等操作。 常用指令解释： - `FROM`：指定基础镜像，新镜像将基于该基础镜像进行构建。 - `RUN`：在镜像内部执行命令，用于安装软件、配置环境等操作。 - `COPY`：将文件从构建上下文复制到镜像中。 多阶段构建： 有时候我们需要在一个 Dockerfile 中执行多个步骤来构建镜像，这就是多阶段构建。通过多阶段构建，可以减少镜像的大小，去除构建过程中产生的中间文件等。 ### 构建镜像 构建镜像是将 Dockerfile 文件中的指令执行，生成一个新的 Docker 镜像的过程。 #### 使用 Docker 命令构建镜像 我们可以使用 `docker build` 命令来构建镜像，该命令会根据 Dockerfile 中的指令生成一个新的镜像。 docker build 命令参数解释： - `-t`：指定要创建的镜像的名称及标签。 - `.`：构建上下文的路径，指定 Dockerfile 文件所在的目录。 #### 镜像版本控制 在构建镜像时，我们可以指定镜像的版本，以便更好地管理和追踪镜像的变化。 通过在镜像的名称后添加不同的标签来实现镜像版本控制，比如 `myimage:1.0`、`myimage:2.0` 等。 ### 运行容器 构建好镜像后，我们可以使用 Docker 来运行容器，实现应用的部署和运行。 #### 使用 Docker 启动容器 使用 `docker run` 命令可以启动 Docker 容器，同时可以通过指定不同的参数来配置容器的各种属性。 docker run 的常见参数： - `-d`：后台运行容器。 - `-p`：指定容器端口与主机端口的映射。 - `-v`：将主机上的目录挂载到容器内部。 容器网络与存储设置： 在运行容器时，我们可以配置容器的网络环境，比如指定容器的网络模式、设置容器的存储路径等。这些设置可以让容器更好地与外部环境交互和数据存储。 ```dockerfile FROM ubuntu:latest RUN apt-get update RUN apt-get install -y nginx COPY index.html /var/www/html/index.html CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"] ``` ```mermaid graph LR A[Dockerfile] -- 指令 --> B[构建镜像] B -- 镜像 --> C(镜像版本控制) C -- 标签 --> D{继续构建} D -- 是 --> B D -- 否 --> E[运行容器] ``` 通过以上步骤，我们成功创建了一个 Dockerfile，并利用该文件构建了一个包含 Nginx 服务的镜像。使用 `docker run` 命令我们可以在容器中运行该服务，并通过端口映射进行访问。 # 5. Docker 高级特性与应用 在本章中，我们将深入探讨 Docker 的高级特性和应用，包括 Docker 网络、数据管理等方面的内容，帮助您更好地理解和应用 Docker 技术。 1. **Docker 网络** Docker 提供了多种网络配置方式，以便容器之间可以进行通信和连接。以下是一些常见的网络配置方式： - **默认网络**：Docker 安装后会自动创建默认的网络，容器可以直接连接到该网络来实现通信。 - **自定义网络**：通过创建自定义网络，可以为容器分配特定的 IP 地址和子网，实现更加灵活的网络配置。 网络模式也是网络配置的重要部分，其中常见的模式包括： - **Bridge 模式**：默认模式，容器位于 Docker 守护程序管理的虚拟网络桥接中。 - **Host 模式**：容器将网络栈设置为容器宿主机的网络栈，与宿主机共享网络。 - **Overlay 模式**：多个 Docker 守护程序连接成集群时使用的网络模式，适用于跨主机的容器通信。 2. **Docker 数据管理** 在使用 Docker 运行应用程序时，数据的管理和存储是非常重要的。Docker 提供了数据卷来帮助我们进行数据管理。 - **数据卷**：数据卷是容器内外可共享的数据存储，其生命周期独立于容器，容器删除时数据卷不受影响。可以使用数据卷来持久化存储应用程序数据。 数据管理策略也是关键的一部分，其中包括数据备份与恢复： - **数据备份与恢复**：定期对数据卷进行备份是非常重要的，以防止数据丢失。以下是备份数据卷的操作步骤： 1. **备份数据卷**： - 使用 `docker run` 命令创建一个临时容器，挂载需要备份的数据卷。 - 将容器中的数据卷内容打包成压缩文件，如 tar 格式。 2. **恢复数据卷**： - 将备份的压缩文件解压并还原到新的数据卷中。 - 将新的数据卷挂载到需要的容器中，以恢复数据。 这些高级特性和应用使得 Docker 在数据管理和网络配置方面更加灵活和强大，为应用部署和运维提供了更多的可能性和便利性。 ```mermaid graph TD; A(创建数据卷) --> B(挂载数据卷到容器) B --> C(写入数据到数据卷) C --> D(备份数据卷) D --> E(恢复数据卷) E --> F(挂载恢复的数据卷到新容器) ``` 通过合理的网络配置和数据管理策略，结合 Docker 的强大功能，我们可以更好地构建稳定、高效的应用环境，提高开发和运维效率。 以上是 Docker 高级特性与应用的内容，希望能为您对 Docker 技术的深入理解提供帮助。