简介
本全面的 Docker 教程为开发者和系统管理员提供了一份详细指南，以帮助他们理解和应用容器技术。通过探索 Docker 的核心概念、安装过程和基本命令，学习者将获得在不同计算环境中创建、管理和部署容器化应用程序的实用技能。
Docker 基础
Docker 与容器技术简介
Docker 是一个强大的容器化平台，使开发者能够在不同的计算环境中一致地打包、分发和运行应用程序。容器技术通过提供轻量级、可移植且高效的运行时环境，彻底改变了软件部署方式。
Docker 的核心概念
什么是 Docker？
Docker 是一个开源平台，它使用容器化来简化应用程序部署。与传统虚拟机不同，Docker 容器共享主机系统的内核，这使得它们更节省资源且启动速度更快。
graph TD
A[应用程序代码] --> B[Docker 镜像]
B --> C[Docker 容器]
C --> D[主机操作系统]
Docker 的关键组件
| 组件 | 描述 | 功能 |
|---|---|---|
| Docker 引擎 | 核心运行时 | 管理容器生命周期 |
| Docker 镜像 | 只读模板 | 定义容器结构 |
| Docker 容器 | 可运行实例 | 执行应用程序 |
在 Ubuntu 22.04 上安装
要在 Ubuntu 上安装 Docker，请执行以下命令：
## 更新软件包索引
sudo apt-get update
## 安装依赖项
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
## 添加 Docker 的官方 GPG 密钥
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg
## 设置存储库
echo \
"deb [arch="$(dpkg --print-architecture)" signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] \
"$(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")" stable" \
| sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
## 安装 Docker 软件包
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-pluginDocker 基本命令
了解基本的 Docker 命令对于有效管理容器至关重要：
## 检查 Docker 版本
docker --version
## 从 Docker Hub 拉取镜像
docker pull ubuntu:latest
## 列出可用镜像
docker images
## 运行容器
docker run -it ubuntu:latest /bin/bash
## 列出正在运行的容器
docker ps
## 停止容器
docker stop [容器 ID]Docker 的用例
Docker 广泛应用于：
- 微服务架构
- 持续集成/持续部署（CI/CD）
- 云原生应用开发
- 开发和测试环境
- 可扩展的基础设施管理
Docker 镜像创建
理解 Docker 镜像
Docker 镜像是只读模板，其中包含一组用于创建 Docker 容器的指令。它们是容器化应用程序的基本构建块，打包了所有必要的依赖项和配置。
graph LR
A[Dockerfile] --> B[Docker 构建]
B --> C[Docker 镜像]
C --> D[Docker 容器]
Dockerfile 基础
Dockerfile 是一个文本文件，包含组装 Docker 镜像所需的所有命令。以下是一个完整示例：
## 选择基础镜像
FROM ubuntu:22.04
## 元数据
LABEL maintainer="[email protected]"
## 环境设置
ENV APP_HOME=/application
## 系统依赖项
RUN apt-get update && apt-get install -y \
python3 \
python3-pip \
&& rm -rf /var/lib/apt/lists/*
## 工作目录配置
WORKDIR ${APP_HOME}
## 复制应用程序文件
COPY. ${APP_HOME}
## 安装 Python 依赖项
RUN pip3 install -r requirements.txt
## 暴露应用程序端口
EXPOSE 8000
## 容器启动命令
CMD ["python3", "app.py"]Dockerfile 指令
| 指令 | 用途 | 示例 |
|---|---|---|
| FROM | 指定基础镜像 | FROM ubuntu:22.04 |
| RUN | 执行 shell 命令 | RUN apt-get update |
| COPY | 将文件复制到镜像中 | COPY. /app |
| WORKDIR | 设置工作目录 | WORKDIR /application |
| ENV | 设置环境变量 | ENV DEBUG=true |
| EXPOSE | 定义容器端口 | EXPOSE 80 |
| CMD | 默认容器命令 | CMD ["python", "app.py"] |
构建 Docker 镜像
使用以下命令创建和管理 Docker 镜像：
## 从 Dockerfile 构建镜像
docker build -t myapp:v1.
## 列出本地镜像
docker images
## 删除特定镜像
docker rmi myapp:v1
## 标记镜像
docker tag myapp:v1 myregistry/myapp:latest镜像管理策略
Docker 提供了多种创建和分发镜像的方法：
- 本地镜像构建
- 从 Docker Hub 拉取镜像
- 使用 Dockerfile 创建自定义镜像
- 将镜像推送到容器注册表
容器部署
容器部署基础
容器部署涉及在从本地开发到云基础设施的不同环境中运行和管理 Docker 容器。有效的部署策略可确保应用程序性能的一致性、可扩展性和可靠性。
graph TD
A[Docker 镜像] --> B[本地容器]
A --> C[云容器]
B --> D[开发环境]
C --> E[生产基础设施]
容器运行时管理
基本容器操作
## 在分离模式下运行容器
docker run -d --name webapp nginx:latest
## 列出正在运行的容器
docker ps
## 停止容器
docker stop webapp
## 删除容器
docker rm webapp
## 重启容器
docker restart webapp容器配置参数
| 参数 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| -p | 端口映射 | -p 8080:80 |
| -v | 卷挂载 | -v /host/path:/container/path |
| -e | 环境变量 | -e DATABASE_URL=mysql://localhost |
| --network | 网络配置 | --network=custom_network |
容器网络
Docker 为容器通信提供了多种网络模式：
## 创建自定义网络
docker network create myapp_network
## 在特定网络中运行容器
docker run -d --network=myapp_network nginx:latest容器扩展策略
Docker Compose 部署
version: "3"
services:
webapp:
image: nginx:latest
ports:
- "8080:80"
deploy:
replicas: 3
restart_policy:
condition: on-failure云部署方法
AWS ECS 部署示例
## 将镜像推送到 AWS ECR
aws ecr get-login-password | docker login
docker tag myapp:latest aws_account.dkr.ecr.region.amazonaws.com/myapp
docker push aws_account.dkr.ecr.region.amazonaws.com/myapp容器编排基础
像 Kubernetes 这样的容器编排平台通过自动管理容器生命周期、扩展和网络，简化了复杂的部署场景。
总结
Docker 代表了一种革命性的软件部署方法，提供轻量级、可移植且高效的运行时环境。通过掌握 Docker 的核心组件、安装过程和基本命令，专业人员可以简化应用程序开发、提高资源利用率，并在各种计算平台上实现一致的性能。本教程为学习者提供了有效利用容器化技术所需的基础知识。
