Linux容器技术入门：Docker基础与实践

# 1. 介绍

## 1.1 什么是Linux容器技术

Linux容器技术是一种操作系统层面的虚拟化技术，可以在单一的Linux系统上运行多个隔离的用户空间实例，每个实例被称为一个容器。

与传统的虚拟机技术相比，Linux容器技术更加轻量化和快速，因为它不需要虚拟化硬件、操作系统和内核。相反，它直接利用主机操作系统的内核资源，并将容器之间的资源隔离和管理交由容器引擎来处理。

使用Linux容器技术，可以快速部署和运行应用程序，提高资源利用率，简化应用的部署和管理过程。

## 1.2 为什么选择Docker

Docker是当前最流行的Linux容器引擎，以其简单易用、高效可靠的特点广受欢迎。

以下是选择Docker的几个主要原因：

- **镜像**：Docker使用镜像来打包应用和其依赖的环境，镜像可以被共享、复制和更新。镜像具有轻量、可扩展、可定制和可重复部署的特点，大大简化了应用的交付和迁移流程。

- **资源隔离**：Docker利用Linux内核的相关特性实现容器的资源隔离，每个容器拥有独立的文件系统、进程空间和网络环境。这种隔离性可以有效避免应用之间的相互干扰，提高系统的稳定性和安全性。

- **快速部署和扩展**：Docker可以快速创建、启动和停止容器，应用程序可以轻松地进行部署、更新和回滚。同时，Docker还提供了自动化的容器编排工具，可以方便地进行应用的横向扩展。

- **开放性和生态系统**：Docker采用开放的标准和API，支持集成各种开发工具和部署平台。同时，Docker拥有庞大的开源社区和丰富的插件生态系统，可以满足不同场景下的需求。

综上所述，Docker作为一种优秀的容器化技术，为应用的交付、运行和管理提供了全新的方式和工具。通过使用Docker，可以提高应用的开发效率、部署效率和可移植性，是现代化软件开发和运维的重要工具之一。

# 2. Docker基础知识

### 2.1 Docker的基本概念

Docker是一个开源平台，用于自动化部署、运行和管理应用程序的容器。它通过在操作系统级别虚拟化来实现容器化，使得应用程序可以在相互隔离的环境中运行，从而提供更高的可移植性和可伸缩性。

以下是一些与Docker相关的基本概念：

- **镜像（Image）**：镜像是Docker的基本构建块，它包含了一个应用程序运行所需的所有文件、环境变量、库和依赖项等。镜像可以通过Dockerfile定义，并可以从公共或私有的容器仓库中获取。

- **容器（Container）**：容器是基于镜像创建的运行实例，它可以被启动、停止、删除和重启。容器提供了一个隔离的运行环境，使得应用程序可以在不同的容器中互不干扰地运行。

- **仓库（Repository）**：仓库是用于存储和共享镜像的地方。Docker Hub是官方的公共仓库，提供了大量的官方和社区维护的镜像，用户也可以自行创建私有仓库来管理自己的镜像。

- **Dockerfile**：Dockerfile是用于定义镜像构建过程的文本文件。通过编写Dockerfile，可以指定从哪个基础镜像开始构建、如何定制镜像、要运行的命令等内容。

### 2.2 Docker的核心组件

Docker的核心组件包括：

- **Docker引擎（Docker Engine）**：Docker引擎是Docker的核心组件，负责管理和运行容器。它包含了Docker守护进程、REST API和命令行工具，用户通过命令行或API与Docker引擎交互。

- **Docker镜像仓库（Docker Registry）**：Docker镜像仓库用于存储和共享Docker镜像。除了官方的公共仓库Docker Hub外，还可以使用第三方的仓库，或者自行搭建私有仓库。

- **Docker镜像（Docker Image）**：Docker镜像是用于创建Docker容器的模板。它是一个只读的文件，包含了应用程序运行所需的所有文件和环境配置。镜像可以通过Dockerfile定义，并可以从仓库中获取。

- **Docker容器（Docker Container）**：Docker容器是基于Docker镜像创建的运行实例。每个容器都是一个独立的运行环境，可以独立启动、停止、删除和重启。多个容器之间是相互隔离的。

### 2.3 Docker的工作原理

Docker的工作原理可以总结为以下几个步骤：

1. 用户通过Docker命令或API向Docker引擎发送指令，如运行容器、构建镜像等。

2. Docker引擎接收到指令后，首先检查本地是否存在指定的镜像。如果不存在，则从镜像仓库中下载该镜像到本地。

3. Docker引擎根据镜像创建一个容器，包括加载镜像的文件系统、设置网络和资源隔离等。

4. Docker引擎启动容器，并执行容器中指定的命令。

5. 容器运行结束后，Docker引擎可以将容器暂停、恢复、停止或删除。

# 3. Docker的安装与配置

#### 3.1 在Linux上安装Docker

在Linux上安装Docker通常有几种不同的方式，我们可以选择使用官方的安装脚本，也可以通过包管理工具来安装。下面以Ubuntu系统为例，介绍使用包管理工具apt安装Docker的步骤。

首先，更新apt包索引和安装软件包以允许apt通过HTTPS使用存储库：

sudo apt update
sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

接下来，添加Docker的官方GPG密钥：