Docker入门到实践（一）：从零开始掌握Docker简介与安装

2025年11月15日 互联网

一、Docker简介：重新定义应用交付方式

1.1 容器化技术的崛起背景

传统软件开发面临”环境地狱”问题：同一套代码在不同机器上运行时，可能因操作系统版本、依赖库差异、配置文件冲突导致无法运行。虚拟机（VM）通过硬件虚拟化解决了部分问题，但存在资源占用高（需模拟完整OS）、启动慢（分钟级）、镜像臃肿（GB级）等缺陷。

2013年诞生的Docker引入容器化技术，通过Linux内核的cgroups和namespaces实现进程级隔离。容器共享宿主机的内核空间，无需独立操作系统，将资源占用降低90%（镜像通常MB级），启动速度提升至秒级，完美解决了开发与运维环境一致性的痛点。

1.2 Docker核心架构解析

Docker采用客户端-服务端（C/S）架构：

  • Docker Daemon：后台服务进程，负责镜像构建、容器运行等核心操作
  • Docker Client：命令行工具（CLI），通过REST API与Daemon交互
  • Docker Image：只读模板，包含应用代码、运行时、系统工具等
  • Docker Container：Image的运行实例，通过写时复制（Copy-on-Write）机制实现高效修改

典型工作流程：开发人员通过Dockerfile定义应用环境→构建成Image→推送到Registry（如Docker Hub）→运维人员拉取Image并运行成Container。这种”Build once, Run anywhere”的特性，使Docker成为CI/CD流水线的标准组件。

1.3 与传统虚拟化的对比

特性 Docker容器 虚拟机（VM）
隔离级别 进程级 硬件级
启动速度 秒级 分钟级
镜像大小 MB级 GB级
性能损耗 1-5% 5-15%
跨平台性 依赖Linux内核 全虚拟化

二、Docker安装指南：三步完成环境部署

2.1 系统要求验证

  • 操作系统：Linux（推荐Ubuntu 20.04+/CentOS 7+）、macOS 10.15+、Windows 10/11 Pro及以上版本
  • 硬件配置：至少2GB内存（建议4GB+），20GB可用磁盘空间
  • 内核版本：Linux需3.10+（通过uname -r查看）

2.2 Linux系统安装（以Ubuntu为例）

步骤1：卸载旧版本

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

步骤2：安装依赖包

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

步骤3：添加Docker官方GPG密钥

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

步骤4：设置稳定版仓库

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

步骤5：安装Docker引擎

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

验证安装：

  1. sudo docker run hello-world
  2. # 输出"Hello from Docker!"表示安装成功

2.3 Windows/macOS安装

Windows安装：

  1. 确保系统版本为Windows 10/11 Pro/Enterprise/Education
  2. 下载Docker Desktop for Windows
  3. 启用Hyper-V（管理员权限运行）： 
    1. dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Hyper-V /all /norestart
  4. 安装后通过右键菜单选择”Switch to Windows containers”切换模式

macOS安装：

  1. 下载Docker Desktop for Mac
  2. 要求macOS 10.15+且至少4GB内存
  3. 安装后通过菜单栏Docker图标管理状态

2.4 配置国内镜像加速（关键优化）

由于Docker Hub在国内访问不稳定，建议配置镜像加速器：

  1. // 编辑/etc/docker/daemon.json（Linux）或Docker Desktop设置
  2. {
  3.   "registry-mirrors": [
  4.     "https://registry.docker-cn.com",
  5.     "https://mirror.baidubce.com"
  6.   ]
  7. }

重启服务后验证：

  1. sudo systemctl restart docker
  2. docker info | grep "Registry Mirrors" -A 5

三、Docker基础操作实战

3.1 第一个Docker容器

  1. # 运行Nginx容器并映射端口
  2. docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx nginx
  4. # 查看运行中容器
  5. docker ps
  7. # 访问测试
  8. curl http://localhost:8080

3.2 镜像管理命令

  1. # 搜索镜像
  2. docker search ubuntu
  4. # 拉取镜像
  5. docker pull ubuntu:20.04
  7. # 查看本地镜像
  8. docker images
  10. # 删除镜像
  11. docker rmi ubuntu:20.04

3.3 容器生命周期管理

  1. # 启动/停止容器
  2. docker start/stop my-nginx
  4. # 进入运行中容器
  5. docker exec -it my-nginx bash
  7. # 查看容器日志
  8. docker logs -f my-nginx
  10. # 删除停止的容器
  11. docker rm my-nginx

四、最佳实践建议

  1. 非root用户操作：将当前用户加入docker组避免sudo

    1. sudo usermod -aG docker $USER
    2. newgrp docker  # 立即生效

  2. 资源限制：生产环境需设置CPU/内存限制

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

  3. 数据持久化：使用卷（Volume）存储重要数据

    1. docker volume create my-vol
    2. docker run -v my-vol:/data --name data-container ubuntu

  4. 安全加固：

    • 定期更新镜像（docker pull最新版本）
    • 避免以root用户运行容器
    • 使用--read-only参数挂载只读文件系统

五、常见问题解决方案

Q1：Docker服务启动失败

  • 检查端口占用：netstat -tulnp | grep 2375
  • 查看日志：journalctl -u docker.service

Q2：镜像拉取超时

  • 修改/etc/docker/daemon.json添加多个mirror
  • 使用--registry-mirror参数临时指定

Q3：容器内无法访问互联网

  • 检查宿主机DNS配置
  • 运行容器时添加--dns 8.8.8.8参数

通过本文的系统学习，开发者已掌握Docker的核心概念与基础操作。后续章节将深入讲解Dockerfile编写、Docker Compose编排、Kubernetes集成等高级主题，助力读者构建现代化的云原生应用架构。

最新文章
热门标签