Docker 简介及安装步骤

# 1. Docker 是什么？ ## 1.1 什么是容器化技术？在介绍 Docker 之前，我们首先要了解什么是容器化技术。容器化技术是一种轻量级的虚拟化技术，可以将应用程序及其所有依赖项打包在一起，并将其作为一个独立的运行单元进行分发和部署。传统的虚拟化技术通过在一台物理主机上运行多个虚拟机实例来实现资源隔离和应用程序的部署。每个虚拟机都需要一个完整的操作系统和硬件资源，这导致了资源的浪费和部署的复杂性。而容器化技术则不同，它共享主机的操作系统内核，因此可以在更小的资源开销下运行多个容器实例。 ## 1.2 Docker 的定义及特点 Docker 是一种开源的容器化平台，可以帮助用户快速构建、打包、部署和运行应用程序。它基于 Linux 内核的 cgroup、namespace、AUFS 等技术，可以在不同的环境中实现应用程序的高效运行。 Docker 的主要特点包括： - 灵活性和移植性：Docker 容器可以在任何支持 Docker 的环境中运行，无需担心应用程序在不同环境中的兼容性问题； - 资源利用率和轻量级：由于 Docker 容器共享主机的操作系统内核，因此可以在更小的资源开销下运行多个容器实例； - 高可扩展性和快速部署：Docker 容器可以快速创建、启动和停止，可以根据需求快速伸缩应用程序。 ## 1.3 Docker 与虚拟化的区别与传统的虚拟化技术相比，Docker 容器具有以下几点不同之处： - 资源利用率：虚拟机需要独立的操作系统和硬件资源，而 Docker 容器共享主机的操作系统内核，因此具有更高的资源利用率； - 启动时间：虚拟机需要启动整个操作系统，而 Docker 容器只需要启动应用程序及其依赖项，因此启动时间更快； - 部署方式：虚拟机通过镜像文件进行部署，而 Docker 容器通过容器镜像进行部署，镜像可以快速创建容器实例； - 灵活性：虚拟机运行在不同的硬件和操作系统上时可能会出现兼容性问题，而 Docker 容器可以在任何支持 Docker 的环境中运行。这些特点使得 Docker 成为了当今最受欢迎的容器化平台之一。在接下来的章节中，我们将介绍如何安装和使用 Docker。 # 2. Docker 的优势在现代软件开发和部署中，Docker作为一种容器化技术，具有许多优势。接下来，我们将介绍Docker的三个主要优点。 ### 2.1 灵活性和移植性通过使用Docker，我们可以实现应用程序和其依赖的隔离打包。每个Docker容器都是一个可移植的应用单元，包含了应用程序及其运行环境。这使得开发者可以在不同的主机、操作系统、云平台之间轻松地移植和部署应用程序。 Docker容器提供了一个统一的运行环境，它可以在任何支持Docker的操作系统上运行，无论是开发环境还是生产环境。这种可移植性确保了应用程序的一致性和稳定性，减少了因不同环境而导致的不可预测性和兼容性问题。 ### 2.2 资源利用率和轻量级相比于传统的虚拟化技术，Docker采用了一种更加轻量级的虚拟化方案。每个Docker容器都共享宿主机的操作系统内核，这意味着容器之间的资源隔离是通过隔离进程和文件系统来实现的，而不是像虚拟机那样通过全面的虚拟化。由于没有额外的操作系统和内核开销，Docker容器的启动速度非常快，并且占用的系统资源也非常少。这使得Docker容器可以在同一台物理机上运行更多的应用程序，提高了系统资源的利用率。 ### 2.3 高可扩展性和快速部署 Docker容器的可扩展性是其另一个显著优势。通过使用Docker Swarm或Kubernetes等容器编排工具，我们可以轻松地将多个Docker容器组织成一个集群，并通过自动化的方式进行管理和部署。容器编排工具可以根据应用程序的负载情况自动扩展容器数量，实现负载均衡和高可用性。同时，由于Docker容器的轻量级特性，它们可以非常快速地启动和停止，加快了应用程序的部署速度和故障恢复能力。总之，Docker的灵活性、轻量级和可扩展性使得它成为现代应用程序开发和部署中的重要工具。接下来，我们将介绍如何在不同操作系统上安装Docker，以及常用的Docker命令和管理技巧。 # 3. Docker 安装准备在安装 Docker 之前，您需要进行一些准备工作，包括硬件和软件要求、操作系统的选择以及安装前的准备工作。让我们逐一进行介绍： **3.1 硬件和软件要求** 在安装 Docker 前，您需要确保您的计算机满足以下最低要求： - 64 位操作系统，例如：Ubuntu、CentOS、Windows 10 专业版等。 - 一个支持硬件虚拟化的 CPU。 - 至少2GB的可用内存。此外，您还需要安装以下软件： - 对于 Linux，需要安装特定的内核版本。 - 对于 Windows 和 macOS，则需要安装特定的 Docker 安装程序。 **3.2 操作系统的选择** Docker 可以运行在多种操作系统上，因此您需要根据自己的实际需求选择合适的操作系统。常见的选择包括： - Linux：适合于生产环境和开发环境。 - Windows：适合于开发环境和部署.NET应用程序。 - macOS：适合于开发环境。 **3.3 安装前的准备工作** 在安装 Docker 前，您需要做一些准备工作，包括： - 卸载旧版本的 Docker（如果有的话）。 - 安装新的软件源或镜像加速器，以加快 Docker 的下载和更新速度。 - 设置 Docker 的运行配置，例如配置 Docker 的存储路径等。在接下来的章节中，我们将详细介绍具体操作系统下 Docker 的安装步骤，以帮助您顺利安装 Docker。 # 4. Docker 安装步骤 ### 4.1 在 Linux 系统中安装 Docker 在 Linux 系统中安装 Docker 很简单，只需按照以下步骤进行操作： 1. 更新包管理器： ``` sudo apt-get update ``` 2. 安装 Docker 的依赖包： ``` sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common ``` 3. 添加 Docker 的官方 GPG 密钥： ``` curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add - ``` 4. 添加 Docker 的软件源： ``` sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" ``` 5. 更新包管理器，并安装 Docker： ``` sudo apt-get update sudo apt-get install docker-ce ``` 6. 验证 Docker 安装成功： ``` sudo docker run hello-world ``` ### 4.2 在 Windows 系统中安装 Docker 在 Windows 系统中安装 Docker 有两种方式可供选择：Docker Desktop 和 Docker Toolbox。 1. Docker Desktop： - 下载 Docker Desktop 安装程序，并运行安装程序进行安装。 - 在安装过程中，选择所需的配置选项。 - 安装完成后，点击 Docker 图标启动 Docker Desktop。 2. Docker Toolbox： - 下载 Docker Toolbox 安装程序，并运行安装程序进行安装。 - 在安装过程中，选择所需的配置选项。 - 安装完成后，打开 "Docker QuickStart Terminal"。 ### 4.3 在 macOS 系统中安装 Docker 在 macOS 系统中安装 Docker 也有两种方式可供选择：Docker Desktop 和 Docker Toolbox。 1. Docker Desktop： - 下载 Docker Desktop 安装程序，并将其拖动到“应用程序”文件夹中。 - 在 Launchpad 中打开 Docker Desktop。 - 在系统托盘中，点击 Docker 图标启动 Docker Desktop。 2. Docker Toolbox： - 下载 Docker Toolbox 安装程序，并运行安装程序进行安装。 - 在安装过程中，选择所需的配置选项。 - 安装完成后，打开 "Docker QuickStart Terminal"。以上就是在不同操作系统中安装 Docker 的步骤。根据自己的操作系统类型选择相应的安装方式，并根据提示进行操作，即可轻松安装 Docker。安装完成后，您就可以开始享受 Docker 带来的种种便利了！ # 5. 第一个 Docker 容器 ### 5.1 创建并运行第一个 Docker 容器在使用 Docker 之前，首先需要下载一个 Docker 镜像作为容器的基础。可以从 Docker Hub（https://hub.docker.com/）上下载各种开源镜像，也可以通过构建自定义镜像来创建容器。下面是创建并运行第一个 Docker 容器的步骤： 1. 下载并安装 Docker 在本章节之前，需要按照第四章节的步骤安装 Docker。 2. 搜索 Docker 镜像使用以下命令在 Docker Hub 上搜索镜像： ``` docker search ubuntu ``` 这里以搜索 Ubuntu 镜像为例。 3. 下载 Docker 镜像使用以下命令下载 Ubuntu 镜像： ``` docker pull ubuntu ``` 可以根据需要下载其他镜像。 4. 运行容器使用以下命令创建并运行一个 Ubuntu 容器： ``` docker run -it --name my_container ubuntu /bin/bash ``` 这里使用 `-it` 参数启动一个交互式终端，并指定容器名称为 `my_container`，基于 `ubuntu` 镜像运行容器，并执行 `/bin/bash`。 5. 进入容器使用以下命令进入正在运行的容器： ``` docker exec -it my_container /bin/bash ``` 这里使用 `-it` 参数进入交互式终端，并指定容器名称为 `my_container`，执行 `/bin/bash`。 6. 在容器内进行操作在进入容器后，可以在容器内进行各种操作，例如安装软件、配置环境等。 7. 退出容器在容器内部使用 `exit` 命令退出容器。 8. 停止容器使用以下命令停止容器： ``` docker stop my_container ``` 这里使用容器的名称停止容器。 ### 5.2 使用 Dockerfile 构建自定义镜像除了使用已有的镜像，Docker 还提供了通过 Dockerfile 构建自定义镜像的功能，方便用户根据自己的需求创建镜像。以下是使用 Dockerfile 构建自定义镜像的步骤： 1. 创建 Dockerfile 创建一个名为 `Dockerfile` 的文件，可以使用任何文本编辑器进行编辑。在 `Dockerfile` 中，可以定义构建镜像所需的步骤和配置。例如，下面是一个简单的示例 Dockerfile： ```Dockerfile # 使用基础镜像 FROM ubuntu:latest # 设置作者信息 MAINTAINER Your Name <your@email.com> # 安装必要的软件包 RUN apt-get update && apt-get install -y \ package1 \ package2 \ package3 # 设置容器启动时执行的命令 CMD ["echo", "Hello, Docker!"] ``` 在该示例中，使用最新版的 Ubuntu 镜像作为基础镜像，安装了一些软件包，并设置容器启动时执行的命令。 2. 构建镜像使用以下命令在 Dockerfile 所在的目录构建镜像： ``` docker build -t my_image . ``` 这里使用 `-t` 参数指定镜像的名称为 `my_image`，`.` 表示使用当前目录下的 Dockerfile。 3. 运行容器使用以下命令创建并运行一个基于自定义镜像的容器： ``` docker run -it my_image /bin/bash ``` 可以在容器内验证自定义镜像是否能够正常运行并执行预期的操作。 ### 5.3 通过 Docker Compose 运行多个容器 Docker Compose 是 Docker 官方提供的一个用于定义和运行多个容器的工具，使用 Compose 可以通过一个配置文件来管理多个容器的启动和运行。以下是通过 Docker Compose 运行多个容器的步骤： 1. 创建 Docker Compose 配置文件创建一个名为 `docker-compose.yml` 的文件，可以使用任何文本编辑器进行编辑。在 `docker-compose.yml` 中，定义需要运行的多个容器以及它们之间的关系和配置。例如，下面是一个简单的示例 `docker-compose.yml`： ```yaml version: '3' services: web: build: context: . dockerfile: Dockerfile ports: - "8080:80" networks: - my_network db: image: mysql:latest environment: - MYSQL_ROOT_PASSWORD=pass networks: - my_network networks: my_network: ``` 在该示例中，定义了两个服务 `web` 和 `db`，`web` 服务使用自定义镜像构建，并将容器的 `80` 端口映射到主机的 `8080` 端口，`db` 服务使用最新版的 MySQL 镜像，并设置了一个环境变量。 2. 启动容器集群使用以下命令启动容器集群： ``` docker-compose up ``` 可以观察容器集群的启动过程，如果一切正常，则多个容器将会同时启动。 3. 停止容器集群使用 `Ctrl+C` 组合键停止容器集群。通过以上步骤，可以方便地使用 Docker Compose 管理和运行多个容器。可以根据需要修改和扩展 `docker-compose.yml` 文件来适配不同的场景和需求。到此为止，您已经成功创建并运行了第一个 Docker 容器，并学会了使用 Dockerfile 构建自定义镜像，以及通过 Docker Compose 运行多个容器。下一章节将介绍 Docker 的常用命令和管理。 # 6. Docker 常用命令和管理 Docker 是一个功能强大的容器化平台，提供了各种命令和工具来管理容器、镜像、网络和存储等资源。在本节中，我们将介绍 Docker 常用的命令和管理方法。 ### 6.1 容器操作命令 Docker 提供了一系列的命令来管理容器，下面是一些常用的容器操作命令： - `docker run`：创建并运行一个新的容器。例如，`docker run -d -p 8080:80 nginx` 将在后台运行一个 Nginx 容器，并将主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口。 - `docker start`：启动一个已经停止的容器。例如，`docker start container_name` 将启动名为 `container_name` 的容器。 - `docker stop`：停止一个正在运行的容器。例如，`docker stop container_name` 将停止名为 `container_name` 的容器。 - `docker restart`：重启一个已经运行的容器。例如，`docker restart container_name` 将重启名为 `container_name` 的容器。 - `docker rm`：删除一个已经停止的容器。例如，`docker rm container_name` 将删除名为 `container_name` 的容器。 ### 6.2 镜像管理命令 Docker 镜像是用于创建容器的模板，可以通过一系列的命令来管理镜像，下面是一些常用的镜像管理命令： - `docker pull`：从 Docker 镜像仓库拉取一个镜像。例如，`docker pull nginx` 将从默认的 Docker 镜像仓库拉取最新的 Nginx 镜像。 - `docker images`：列出本地的 Docker 镜像。该命令将显示镜像的名称、版本、大小和创建时间等信息。 - `docker rmi`：删除一个本地的 Docker 镜像。例如，`docker rmi image_name` 将删除名为 `image_name` 的镜像。 - `docker build`：从 Dockerfile 构建一个自定义的镜像。Dockerfile 是一个用于定义镜像构建过程的文本文件。 - `docker tag`：为镜像打上标签，用于区分不同版本或不同用途的镜像。 ### 6.3 网络和存储管理 Docker 提供了网络和存储管理功能，使得容器之间可以进行通信，并且可以配置持久化的存储。下面是一些常用的网络和存储管理命令： - `docker network create`：创建一个 Docker 网络，用于容器之间的通信。例如，`docker network create my_network` 将创建一个名为 `my_network` 的网络。 - `docker network connect`：将一个容器连接到一个 Docker 网络。例如，`docker network connect my_network container_name` 将把名为 `container_name` 的容器连接到 `my_network` 网络。 - `docker volume create`：创建一个 Docker 卷，用于容器的持久化存储。例如，`docker volume create my_volume` 将创建一个名为 `my_volume` 的卷。 - `docker volume inspect`：查看一个 Docker 卷的详细信息。例如，`docker volume inspect my_volume` 将显示关于 `my_volume` 卷的详细信息。 ### 6.4 Docker 容器监控与日志管理 Docker 提供了一些工具用于监控容器的运行情况和管理容器的日志。下面是一些常用的容器监控和日志管理命令： - `docker stats`：实时显示所有运行中容器的资源使用情况，包括 CPU、内存、网络等。 - `docker logs`：查看容器的日志输出。例如，`docker logs container_name` 将显示名为 `container_name` 的容器的日志输出。 - `docker inspect`：查看容器的详细信息，包括网络配置、挂载的卷、环境变量等。例如，`docker inspect container_name` 将显示名为 `container_name` 的容器的详细信息。这些都是 Docker 常用命令和管理方法的简介，通过掌握这些命令，您可以更好地管理和使用 Docker 平台。建议您在实际使用中深入学习这些命令的使用和参数选项，以便更好地利用 Docker 的强大功能。