Docker入门到实践（一）：从零开始掌握Docker核心与安装

一、Docker技术本质解析

1.1 容器化技术的革命性突破

传统开发环境中，应用部署面临”环境地狱”困境：开发环境与生产环境差异导致”在我机器上能运行”的经典问题。Docker通过容器化技术将应用及其依赖打包为标准化单元，实现”一次构建，到处运行”的愿景。其核心优势体现在：

资源隔离：基于Linux内核的cgroups和namespace机制，每个容器拥有独立进程空间、网络栈和文件系统
轻量级特性：容器共享主机内核，无需完整操作系统，典型镜像大小仅几十MB（相比虚拟机GB级）
秒级启动：容器启动时间较虚拟机缩短90%以上，特别适合微服务架构的弹性伸缩场景

1.2 Docker核心架构解析

Docker采用客户端-服务器（C/S）架构，主要组件包括：

Docker Daemon：后台服务进程，负责镜像构建、容器管理等核心操作
Docker Client：命令行工具（docker CLI），通过REST API与Daemon交互
Docker Image：应用打包模板，采用分层存储结构（如Ubuntu基础层+Nginx应用层）
Docker Container：Image的运行实例，通过联合文件系统实现写时复制（Copy-on-Write）

典型工作流示例：

# 1. 从Docker Hub拉取镜像
docker pull nginx:latest
# 2. 创建并启动容器
docker run -d -p 80:80 --name web nginx
# 3. 查看运行状态
docker ps

二、Docker安装全指南

2.1 Linux系统安装（Ubuntu示例）

推荐配置：64位系统，内核≥3.10，建议4GB+内存

2.1.1 卸载旧版本

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

2.1.2 安装依赖包

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

2.1.3 添加官方GPG密钥

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

2.1.4 设置稳定版仓库

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

2.1.5 安装Docker引擎

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

2.1.6 验证安装

sudo docker run hello-world
# 输出应包含"Hello from Docker!"字样

2.2 macOS系统安装

系统要求：macOS 10.15及以上，建议8GB+内存

2.2.1 安装方式对比

方式	优点	缺点
Docker Desktop	图形界面，集成Kubernetes	资源占用较高（约2GB内存）
Homebrew	命令行安装，轻量级	需手动配置镜像加速

2.2.2 Docker Desktop安装

下载官方安装包
拖拽安装后启动，顶部菜单栏显示鲸鱼图标即表示运行
配置镜像加速（阿里云用户示例）：
```
{
  "registry-mirrors": ["https://<your-id>.mirror.aliyuncs.com"]
}
```
路径：Preferences → Docker Engine

2.3 Windows系统安装

系统要求：Windows 10 64位（专业版/企业版/教育版），需启用Hyper-V或WSL2

2.3.1 WSL2后端安装（推荐）

启用WSL2功能：

dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

设置WSL2为默认版本：
```
wsl --set-default-version 2
```
安装Docker Desktop WSL2版本

2.3.2 Hyper-V后端安装

以管理员身份运行PowerShell：

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All

重启后安装Docker Desktop，在Settings → General中确认使用Hyper-V

三、安装后必备配置

3.1 镜像加速配置

国内用户建议配置镜像加速器（以阿里云为例）：

登录阿里云容器镜像服务
获取专属加速地址

修改/etc/docker/daemon.json（Linux）或Docker Desktop设置：

{
  "registry-mirrors": ["https://<your-accelerator>.mirror.aliyuncs.com"]
}

重启Docker服务：
```
sudo systemctl restart docker
```

3.2 用户组管理

避免每次使用sudo的权限问题：

sudo groupadd docker
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker  # 立即生效

3.3 基础命令速查

命令	功能说明	示例
`docker ps`	列出运行中容器	`docker ps -a`（包含已停止）
`docker images`	显示本地镜像	`docker images nginx`
`docker build`	构建镜像	`docker build -t myapp .`
`docker-compose`	多容器编排	`docker-compose up -d`

四、常见问题解决方案

4.1 启动容器失败处理

错误示例：Cannot connect to the Docker daemon
解决方案：

检查服务状态：
```
sudo systemctl status docker
```
重启服务：
```
sudo systemctl restart docker
```
检查用户组权限（参考3.2节）

4.2 镜像拉取缓慢

现象：Error response from daemon: Get https://registry-1.docker.io/...: net/http: TLS handshake timeout
解决方案：

配置镜像加速器（3.1节）
修改DNS为8.8.8.8或114.114.114.114
临时关闭防火墙测试：
```
sudo ufw disable  # Ubuntu
```

4.3 存储空间清理

命令组合：

# 删除所有停止的容器
docker rm $(docker ps -aq)
# 删除所有未被使用的镜像
docker rmi $(docker images -f "dangling=true" -q)
# 清理构建缓存
docker system prune -a

五、进阶建议

版本管理：使用docker --version确认版本，建议保持最新稳定版
日志收集：配置log-driver=json-file便于问题排查
安全实践：
- 避免使用latest标签，指定具体版本号
- 定期更新基础镜像
- 使用docker scan检测漏洞（需安装Docker Scan插件）

通过本篇的系统学习，开发者已掌握Docker的核心概念与安装部署技能。后续章节将深入讲解镜像构建、容器编排等高级主题，助力构建现代化的容器化应用体系。