Docker入门指南：从零开始掌握容器化技术

文章目录

1. 简介

1.1 什么是Docker？

Docker是开源的容器化平台，用于打包应用程序及其依赖项成为可移植的容器。这些容器可以在不同环境中运行，确保应用程序始终一致运行，简化了开发、测试和部署流程。

1.2 为什么要使用Docker？

使用Docker有以下优势：

快速：Docker容器启动快速，节省时间和资源。
灵活：容器可以在任何地方运行，消除环境差异。
轻量级：Docker容器占用资源较少，更高效。
一致性：容器确保应用在不同环境中一致运行，减少问题。
高效部署：容器化应用快速部署和扩展。

1.3 Docker的核心概念

Docker的核心概念包括：

镜像（Image）：只读模板，包含应用和配置。
容器（Container）：镜像的实例，包含运行时的应用。
Dockerfile：用于构建镜像的文本文件。
仓库（Repository）：存储和共享Docker镜像的地方。

通过了解这些核心概念，我们可以深入理解Docker容器的工作原理和应用的便捷性。

2. 安装与配置Docker

2.1 在不同操作系统上安装Docker

在Ubuntu上安装Docker

更新apt源索引并安装必要的包:

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg lsb-release

添加Docker的官方GPG密钥:

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

设置稳定仓库:

echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

安装Docker引擎:

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

验证安装:
```
sudo docker run hello-world
```

在CentOS上安装Docker

安装必要的包:
```
sudo yum install -y yum-utils
```

设置稳定仓库:

sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

安装Docker引擎:

sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

启动Docker:
```
sudo systemctl start docker
```
验证安装:
```
sudo docker run hello-world
```

2.2 Docker的配置与初始化

创建docker用户组:
```
sudo groupadd docker
```
将当前用户加入docker用户组:
```
sudo usermod -aG docker $USER
```
配置镜像加速器（可选）
在国内由于网络原因，从Docker Hub下载镜像速度可能较慢。可以配置镜像加速器以提高下载速度。
编辑Docker守护进程配置文件 /etc/docker/daemon.json（如果文件不存在则创建它）：

{
    
    
  "registry-mirrors": ["https://mirror.example.com"]
}

将 https://mirror.example.com 替换为镜像加速器地址，例如使用阿里云镜像加速器：https://registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com

重启Docker服务:
```
sudo systemctl restart docker
```

2.3 使用Docker Hub下载镜像

搜索镜像:
```
docker search ubuntu
```
拉取镜像:
```
docker pull ubuntu:18.04
```
列出本地镜像:
```
docker images
```

3.第一个Docker容器

在开始使用Docker之前，让我们通过运行一个简单的Hello World容器来熟悉Docker的基本操作和容器的生命周期管理。

3.1 运行Hello World容器

运行Hello World容器是Docker的传统入门操作，让我们验证Docker安装是否正确并了解Docker的基本用法。

docker run hello-world

Docker会自动从Docker Hub下载Hello World镜像（如果本地不存在），并在容器中运行该镜像。您将看到一些提示性的信息，表示您已成功运行Docker容器。

3.2 容器的生命周期管理

通过Docker，您可以方便地管理容器的生命周期，包括启动、停止、重启等。

启动容器：
```
docker start 容器ID或名称
```
停止容器：
```
docker stop 容器ID或名称
```
重启容器：
```
docker restart 容器ID或名称
```
删除容器：
```
docker rm 容器ID或名称
```

注意：在上述命令中，容器ID或名称可以通过docker ps命令查看。

3.3 进入容器的交互式Shell

有时候我们需要进入正在运行的容器内部进行调试或查看容器中的文件。

docker exec -it 容器ID或名称 /bin/bash

构建自定义Docker镜像

4.1 编写Dockerfile

创建Dockerfile文件：

touch Dockerfile

编辑Dockerfile内容如下：

FROM ubuntu:18.04

RUN apt-get update && apt-get install -y nginx

COPY index.html /var/www/html/

EXPOSE 80

CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

FROM 指定基础镜像为Ubuntu 18.04。
RUN 执行命令在镜像中安装Nginx。
COPY 复制本地的index.html文件到容器的/var/www/html/目录下。
EXPOSE 声明容器对外暴露的端口号为80。
CMD 指定容器启动时执行的命令，这里启动Nginx服务并保持前台运行。

4.2 使用Dockerfile构建镜像

在Dockerfile所在目录执行以下命令进行镜像构建：

docker build -t myimage:v1 .

-t 指定镜像名称为myimage，标签为v1。
. 表示Dockerfile所在的当前目录。

4.3 推送镜像到Docker Hub

登录Docker Hub：

docker login -u username

将username替换为您在Docker Hub上的用户名，并输入密码登录。

标记镜像为dockerhub用户名：

docker tag myimage:v1 username/myimage:v1

将username替换为您在Docker Hub上的用户名。

推送镜像：

docker push username/myimage:v1

镜像成功推送到Docker Hub后，其他人可以使用username/myimage:v1这个镜像来运行容器。您也可以在其他地方重新拉取这个镜像，并在其他主机上运行您构建的应用程序容器。

5. Docker容器互联与数据管理

5.1 多容器互联：使用Docker网络
5.2 数据管理：挂载主机目录和数据卷

6. Docker Compose简介

6.1 定义多容器应用环境
6.2 使用Docker Compose部署与管理应用

7. Docker与持续集成

7.1 使用Docker构建持续集成流程
7.2 自动化测试与部署

8. Docker安全最佳实践

8.1 容器隔离与权限管理
8.2 容器镜像安全扫描

9. Docker与云原生应用

9.1 容器编排与Kubernetes
9.2 使用Docker部署云原生应用

10. 实际案例分析

10.1 使用Docker实现微服务架构
10.2 Docker在生产环境中的应用

11. 总结

11.1 Docker的优势与局限性
11.2 未来发展趋势