如何在 Ubuntu 上实现 Docker 容器

简介

本全面教程将使用 Docker 探索容器化基础知识，为开发者提供有关创建轻量级、可移植应用程序环境的实用见解。通过研究容器技术的核心原理和实施策略，读者将获得现代软件开发和部署所需的关键技能。

容器化基础

容器技术简介

容器化是一种轻量级虚拟化方法，使开发者能够将应用程序及其整个运行时环境打包在一起。与传统虚拟机不同，容器共享主机系统的内核，这使得它们的部署效率更高、速度更快。

容器化的关键概念

容器为应用程序提供了一个一致且隔离的环境，解决了“在我的机器上能运行”的问题。它们封装了应用程序及其依赖项，确保能在不同的计算环境中无缝部署。

容器架构

graph TD A[应用程序] --> B[容器运行时] B --> C[主机操作系统] C --> D[硬件]

使用 Docker 进行实际操作

在 Ubuntu 22.04 上安装 Docker

## 更新软件包索引
sudo apt update

## 安装依赖项
sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

## 添加 Docker 的官方 GPG 密钥
curl -fsSL | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

## 设置 Docker 仓库
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg]  $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

## 安装 Docker 引擎
sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

容器与虚拟化的比较

特性	容器	虚拟机
资源使用	轻量级	重量级
启动时间	秒级	分钟级
隔离级别	进程级	全系统
性能	高	低

容器化的用例

容器化在现代软件开发中至关重要，它支持：

微服务架构
持续集成/持续部署（CI/CD）
云原生应用开发
一致的开发和生产环境

运行你的第一个容器

## 拉取 Ubuntu 镜像
docker pull ubuntu:22.04

## 运行交互式容器
docker run -it ubuntu:22.04 /bin/bash

此命令下载 Ubuntu 22.04 镜像并启动一个交互式容器，展示了容器技术的简单性。

Docker 与 LXC 的比较

理解容器技术

Docker 和 Linux 容器（LXC）是两种具有不同特性和用例的著名容器技术。虽然它们都提供轻量级虚拟化，但在实现、性能和生态系统支持方面存在差异。

架构差异

graph TD A[容器技术] --> B[Docker] A --> C[LXC] B --> D[以应用为中心] C --> E[以系统为中心]

对比分析

特性	Docker	LXC
抽象级别	应用	系统
内核交互	轻量级	直接
可移植性	高	中等
生态系统支持	广泛	有限

在 Ubuntu 22.04 上的安装

Docker 安装

## 更新软件包索引
sudo apt update

## 安装 Docker
sudo apt install docker.io

## 验证安装
docker --version

LXC 安装

## 安装 LXC 软件包
sudo apt install lxc lxc-templates

## 验证安装
lxc-checkconfig

性能特点

Docker 在微服务和云原生应用方面具有卓越的性能，而 LXC 提供了更多系统级容器功能。

代码演示：创建容器

Docker 容器

## 拉取 Ubuntu 镜像
docker pull ubuntu:22.04

## 运行交互式容器
docker run -it ubuntu:22.04 /bin/bash

LXC 容器

## 创建 Ubuntu 容器
lxc-create -t ubuntu -n mycontainer

## 启动容器
lxc-start -n mycontainer

## 访问容器
lxc-attach -n mycontainer

用例

Docker 在以下方面表现出色：

微服务部署
云原生应用
持续集成

LXC 更适合：

系统级虚拟化
遗留应用托管
轻量级系统容器

容器实施指南

容器设置与配置

成功实施容器需要了解关键的配置原则和最佳实践，以实现高效的应用程序部署。

容器技术工作流程

graph TD A[容器实施] --> B[环境准备] B --> C[镜像选择] C --> D[容器配置] D --> E[应用程序部署] E --> F[监控/管理]

重要配置参数

参数	Docker	LXC
网络模式	桥接/主机	NAT/桥接
资源限制	CPU/内存	磁盘/网络
持久存储	卷	绑定挂载

Docker 配置示例

创建 Dockerfile

## 基础 Ubuntu 镜像
FROM ubuntu:22.04

## 设置环境变量
ENV APP_HOME=/opt/myapp

## 安装依赖项
RUN apt-get update \
  && apt-get install -y python3 python3-pip

## 设置工作目录
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

## 定义启动命令
CMD ["python3", "app.py"]

LXC 容器管理

容器网络配置

## 创建网络配置
sudo nano /etc/lxc/default.conf

## 配置网络桥接
lxc.net.0.type = veth
lxc.net.0.link = lxcbr0
lxc.net.0.flags = up

容器资源管理

Docker 资源限制

## 运行带有资源限制的容器
docker run -d \
  --cpus="2" \
  --memory="1g" \
  --name myapp \
  myimage:latest

部署策略

容器实施涉及：

选择合适的基础镜像
定义明确的配置参数
实施安全最佳实践
管理持久数据
监控容器性能

高级网络

Docker 网络模式

## 创建自定义网络
docker network create mynetwork

## 在自定义网络中运行容器
docker run --network=mynetwork myimage

安全注意事项

通过以下方式实现容器安全：

最小化基础镜像
定期更新镜像
限制容器权限
网络隔离
机密管理

总结

容器化是一种革命性的软件部署方法，为开发者提供了前所未有的灵活性和效率。通过了解 Docker 的架构、安装过程和实际用例，专业人员可以简化应用程序开发、改善资源管理，并在日益复杂的技术环境中实现无缝的跨环境部署。