Docker教程：初学者快速入门指南

概述

本文提供了全面的Docker教程，涵盖从安装到基本概念、容器创建与运行、网络与端口映射、数据卷管理，再到Docker Compose和Swarm的使用，旨在帮助初学者快速入门。文章还分享了实用的Docker技巧与最佳实践，帮助读者高效地使用Docker进行容器化应用的开发和部署。教程中包括了详细的步骤和示例，确保读者能够轻松理解和应用这些知识。

Docker教程：初学者快速入门指南

Docker简介与安装

Docker是什么

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。它能将应用程序及其依赖打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux或Windows机器上，实现虚拟化。容器采用完全沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker的优势

1. 快速部署：Docker使得部署新的环境变得非常快速和简单。例如，可以使用docker run命令快速启动一个Nginx容器，实现服务的快速部署。
2. 易于迁移：Docker镜像可以在不同机器上运行，实现环境的一致性。例如，一个开发环境的镜像可以直接迁移到生产环境，减少因环境差异导致的问题。
3. 资源利用效率高：与虚拟机相比，Docker容器占用的资源更少，可以在一台机器上运行更多容器。
4. 隔离性：每个容器都是完全独立的，可以避免不同应用之间的相互干扰。例如，可以将一个数据库容器与一个Web应用容器隔离，避免相互影响。
5. 版本控制：Docker镜像可以像Git版本控制一样进行版本管理和回滚。例如，可以使用docker images命令查看所有镜像，并使用docker rmi命令删除不需要的旧镜像。

Docker的安装方法

安装Docker CE (社区版)

1. 安装依赖：

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

2. 添加Docker的官方GPG密钥：

   curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

3. 添加D balkDocker官方仓库：

   sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

4. 更新软件包索引：

   sudo apt-get update

5. 安装Docker CE：

   sudo apt-get install docker-ce

6. 启动Docker服务：

   sudo systemctl start docker

7. 验证安装：

   sudo docker --version

安装Docker EE (企业版)

Docker EE 是Docker企业版，包含了更多企业级功能。安装步骤和Docker CE类似，但是需要从Docker官方网站获取安装包。

Docker基本概念

什么是镜像、容器和仓库

• 镜像：镜像是一个只读的模板，用于创建Docker容器。它包含一个或多个文件系统层，每一层都是基于前一层创建的。镜像由Dockerfile定义。
• 容器：容器是镜像的运行实例，它可以在宿主机上运行应用程序，拥有自己的文件系统、进程、网络端口、内存等资源。容器基于镜像创建，并可以独立运行。
• 仓库：仓库是指存放镜像的地方，可以理解为代码控制中的代码仓库。Docker Hub 是一个公共的仓库，用户可以上传自己的镜像供他人使用。

Docker的常用命令

命令	功能描述
docker run	创建并运行一个新的容器。例如：docker run -d --name my-nginx -p 80:80 nginx:latest
docker ps	列出正在运行的容器。例如：docker ps
docker ps -a	列出所有容器，包括停止的容器。例如：docker ps -a
docker images	列出所有镜像。例如：docker images
docker rm	删除一个或多个容器。例如：docker rm my-container
docker rmi	删除一个或多个镜像。例如：docker rmi my-image
docker pull	从仓库中下载一个镜像。例如：docker pull nginx:latest
docker push	将镜像上传到仓库。例如：docker push my-image:tag

创建与运行Docker容器

如何构建Docker镜像

Docker镜像是由Dockerfile文件定义的。Dockerfile是一个文本文件，包含了一条条构建镜像用到的命令。以下是一个简单的Dockerfile示例，用于构建一个基于Ubuntu的Nginx服务器：

# 使用官方的Ubuntu作为基础镜像
FROM ubuntu:latest

# 设置环境变量
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

# 更新软件包列表并安装Nginx
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx

# 设置容器启动时的默认命令
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

使用Dockerfile构建镜像的步骤：

1. 编写Dockerfile：在项目根目录下创建Dockerfile文件，并编写文件内容。
2. 构建镜像：使用docker build命令构建镜像。

   docker build -t my-nginx .

   其中，-t参数用来指定镜像的标签，my-nginx是标签名，.表示构建上下文目录，即包含Dockerfile的目录。

3. 查看镜像：使用docker images命令查看构建好的镜像。

   docker images

如何启动与停止容器

启动容器

使用docker run命令启动容器，该命令可以同时构建镜像并启动容器，也可以只启动已有的镜像。例如，启动一个Nginx容器：

docker run -d --name my-nginx -p 80:80 nginx:latest

其中，-d参数表示后台运行容器，--name参数指定容器名称，-p参数用来进行端口映射，格式为主机端口:容器端口。

停止容器

使用docker stop命令停止容器，例如：

docker stop my-nginx

Docker网络与端口映射

Docker网络的基本概念

Docker提供了多种网络模式，包括：

• 桥接网络：默认使用的网络模式，将容器连接到一个虚拟网桥上。
• 主机模式：容器与宿主机共享网络命名空间，容器的网络配置与宿主机一致。
• 无网络模式：容器不连接任何网络，可用于一些不涉及网络的进程。
• 自定义网络：用户可以创建自定义的网络，例如用户定义的桥接网络或用户定义的Overlay网络。

端口映射的方法与示例

端口映射是将容器内的端口映射到宿主机的端口上，以便外部访问。端口映射的格式为-p <主机端口>:<容器端口>。

例如，将容器内的8080端口映射到宿主机的8080端口：

docker run -d --name my-app -p 8080:8080 my-app-image

访问宿主机的8080端口即可访问到容器内的8080端口。

Docker数据卷管理

数据卷的作用与使用方法

数据卷是Docker容器的文件系统之外的存储空间。数据卷可以在容器之间共享和重用，也可以在宿主机与容器之间共享数据。数据卷可以绕过Docker镜像的生命周期，提供持久化的数据存储。

如何挂载与管理数据卷

挂载数据卷

1. 创建数据卷：

   docker volume create my-volume

2. 查看数据卷：

   docker volume ls

3. 挂载数据卷到容器：

   docker run -d --name my-app -v my-volume:/app/data my-app-image

   其中，-v参数用于挂载数据卷，格式为<数据卷名称>:<容器内部路径>。

4. 查看挂载的数据卷：

   docker inspect my-app

管理数据卷

1. 删除数据卷：

   docker volume rm my-volume

2. 查看数据卷详细信息：

   docker volume inspect my-volume

3. 查看所有数据卷：

   docker volume ls

Docker常用工具与最佳实践

Docker Compose

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。通过一个docker-compose.yml文件来配置应用程序的服务，然后使用一个命令，如docker-compose up，来启动并连接所有服务。

使用Docker Compose

1. 编写docker-compose.yml文件：

   version: '3'
   services:
    web:
      image: nginx:latest
      ports:
        - "80:80"
      volumes:
        - ./html:/usr/share/nginx/html
    db:
      image: postgres:latest

2. 启动服务：

   docker-compose up -d

3. 查看服务：

   docker-compose ps

4. 停止服务：

   docker-compose down

Docker Swarm

Docker Swarm 是Docker官方的集群管理工具。它将多个Docker引擎变成一个虚拟的容器集群，以提供容器编排的能力。

使用Docker Swarm

1. 初始化Swarm：

   docker swarm init

2. 查看Swarm状态：

   docker swarm join

3. 创建服务：

   docker service create --name my-web nginx:latest

4. 查看服务：

   docker service ls

实用的Docker技巧与最佳实践

1. 使用Docker Hub：Docker Hub是一个公共的镜像仓库，可以上传和下载镜像。例如，可以使用docker push my-image:tag将镜像上传到Docker Hub。

2. 使用Dockerfile的最佳实践：

   • 使用基础镜像进行构建。
   • 尽可能地利用环境变量来配置。
   • 使用WORKDIR和COPY指令，而不是指令的重复使用。
   • 使用LABEL指令来增加镜像的元数据。

3. 安全性和资源管理：

   • 避免使用root用户运行容器。
   • 定期扫描Docker镜像的安全性。
   • 使用资源限制来避免容器占用过多的资源。

4. 日志管理：

   • 使用docker logs命令查看容器的日志。
   • 使用docker logrotate工具进行日志轮转，防止日志文件过大。
5. 版本控制：
   • 使用docker tag为镜像打标签，以便版本控制。
   • 使用docker push命令将镜像推送到Docker仓库。

通过这些指导，你可以高效地使用Docker进行容器化应用的开发和部署，提高开发效率和资源利用率。