Docker入门到实践（一）：从零开始掌握Docker简介与安装

2025年11月13日 互联网

一、Docker技术核心解析

1.1 容器化技术的演进

容器化技术起源于2000年代初的FreeBSD Jails，2008年LXC（Linux Containers）的诞生为容器化奠定了基础。Docker在2013年横空出世，通过三大创新彻底改变了开发运维模式：

  • 标准化打包：将应用及其依赖封装为镜像（Image），解决环境差异问题
  • 轻量级虚拟化：基于Linux内核的cgroups和namespaces实现资源隔离，相比传统虚拟机减少90%资源占用
  • 分层存储机制：采用UnionFS实现镜像层叠构建，典型镜像如Nginx仅20MB，而虚拟机镜像常达数GB

1.2 Docker核心组件

组件 功能描述 典型应用场景
Docker Daemon 后台服务进程，管理容器生命周期 容器创建、网络配置、存储挂载
Docker Client 命令行工具，通过REST API与Daemon交互 镜像构建、容器启停、日志查看
Docker Image 只读模板，包含应用代码和运行环境 持续集成中的环境标准化
Docker Container 镜像的运行实例，可读写层叠加 微服务部署、临时测试环境
Docker Registry 镜像存储仓库，支持私有/公有部署 内部镜像分发、版本管理

二、Docker安装全攻略

2.1 系统要求验证

  • Linux系统：需内核版本≥3.10（通过uname -r验证）
  • 内存要求：建议≥2GB（生产环境推荐4GB+）
  • 存储空间：/var/lib/docker目录需≥20GB
  • 网络配置：确保能访问Docker Hub（https://hub.docker.com）

2.2 三大主流系统安装方案

2.2.1 Ubuntu/Debian安装

  1. # 卸载旧版本（如有）
  2. sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
  4. # 安装依赖
  5. sudo apt-get update
  6. sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg lsb-release
  8. # 添加GPG密钥
  9. curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
  11. # 添加稳定版仓库
  12. echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
  14. # 安装Docker引擎
  15. sudo apt-get update
  16. sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
  18. # 验证安装
  19. sudo docker run hello-world

2.2.2 CentOS/RHEL安装

  1. # 卸载旧版本
  2. sudo yum remove docker docker-client docker-client-latest docker-common docker-latest docker-latest-logrotate docker-logrotate docker-engine
  4. # 安装依赖
  5. sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
  7. # 添加仓库
  8. sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
  10. # 安装Docker CE
  11. sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
  13. # 启动服务
  14. sudo systemctl start docker
  15. sudo systemctl enable docker

2.2.3 Windows/macOS安装

Windows要求：

  • Win10 64位专业版/企业版/教育版（Build 16299+）
  • 启用Hyper-V或WSL2后端

macOS要求：

  • macOS 10.15+（Catalina及以上）
  • 至少4GB内存

安装步骤：

  1. 下载Docker Desktop安装包
  2. 双击安装，拖拽到Applications
  3. 启动后配置：
    • 资源限制：建议4核CPU/8GB内存
    • 共享驱动器：添加项目目录
    • 镜像加速：配置国内镜像源（如阿里云）

2.3 安装后验证与配置

2.3.1 基础验证

  1. # 检查Docker版本
  2. docker --version
  4. # 运行测试容器
  5. docker run --rm alpine echo "Hello Docker"
  7. # 查看运行中容器
  8. docker ps

2.3.2 关键配置优化

  1. 镜像加速配置（以阿里云为例）：

    1. {
    2.   "registry-mirrors": ["https://<your-id>.mirror.aliyuncs.com"]
    3. }

    配置文件路径：

    • Linux: /etc/docker/daemon.json
    • Windows/macOS: Docker Desktop设置→Docker Engine

  2. 存储驱动选择：

    • overlay2（默认，推荐）
    • btrfs/zfs（需内核支持）
    • 配置方式：在daemon.json中添加"storage-driver": "overlay2"

  3. 日志驱动配置：

    1. {
    2.   "log-driver": "json-file",
    3.   "log-opts": {
    4.     "max-size": "10m",
    5.     "max-file": "3"
    6.   }
    7. }

三、Docker基础操作实践

3.1 镜像管理命令

  1. # 搜索镜像
  2. docker search nginx
  4. # 拉取镜像
  5. docker pull nginx:latest
  7. # 查看本地镜像
  8. docker images
  10. # 删除镜像
  11. docker rmi nginx:latest
  13. # 保存镜像到文件
  14. docker save -o nginx.tar nginx:latest
  16. # 从文件加载镜像
  17. docker load -i nginx.tar

3.2 容器生命周期管理

  1. # 运行容器（前台模式）
  2. docker run -it --name mynginx nginx /bin/bash
  4. # 运行容器（后台模式）
  5. docker run -d --name web nginx
  7. # 进入运行中容器
  8. docker exec -it web /bin/bash
  10. # 停止/启动容器
  11. docker stop web
  12. docker start web
  14. # 查看容器日志
  15. docker logs -f web
  17. # 删除容器
  18. docker rm -f web

3.3 典型应用场景

3.3.1 开发环境隔离

  1. # 运行带端口映射的MySQL
  2. docker run -d \
  3.   --name mysql \
  4.   -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
  5.   -p 3306:3306 \
  6.   -v /data/mysql:/var/lib/mysql \
  7.   mysql:5.7

3.3.2 持续集成环境

  1. # Dockerfile示例
  2. FROM python:3.9-slim
  3. WORKDIR /app
  4. COPY requirements.txt .
  5. RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
  6. COPY . .
  7. CMD ["python", "app.py"]

构建命令：

  1. docker build -t myapp .

四、常见问题解决方案

4.1 安装失败排查

  1. 内核版本过低：

    • 解决方案：升级内核或使用CentOS 7+
    • 验证命令：uname -r

  2. 端口冲突：

    • 典型错误：Bind for 0.0.0.0:2375 failed
    • 解决方案：修改Docker默认端口或停止冲突服务

  3. 存储空间不足：

    • 清理命令： 
      1. docker system prune -a
      2. docker volume prune

4.2 性能优化建议

  1. 资源限制配置：

    1. docker run -it --memory="1g" --cpus="1.5" ubuntu /bin/bash

  2. 镜像层优化：

    • 合并RUN指令减少层数
    • 清理apt缓存：RUN apt-get update && apt-get install -y \ && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

  3. 网络模式选择：

    • 默认bridge模式
    • host模式（跳过网络隔离）
    • 自定义bridge网络

五、进阶学习路径

  1. 容器编排：学习Docker Compose（v3语法）
  2. 集群管理：探索Swarm模式或Kubernetes
  3. 安全实践：掌握镜像签名、Secret管理、网络策略
  4. 监控方案：集成Prometheus+Grafana监控容器指标

通过本文的系统学习，开发者已具备Docker的基础操作能力。建议后续通过实际项目练习，逐步掌握容器化部署的全流程。下一期将深入讲解Dockerfile最佳实践与镜像构建优化技巧。

最新文章