Docker 容器与镜像 - 实践

Docker 容器与镜像技术

一、Docker 概述

Docker 是一种轻量级容器化技术，通过打包应用程序及其依赖环境，实现 "一次构建，到处运行" 的目标。容器技术相比传统虚拟机，具有启动速度快、资源占用低、可移植性强等优势，已成为现代应用部署的主流方案。

1.1 容器核心概念

容器是一个自包含的运行环境，包含：

1. 应用程序本身
2. 应用所需的全部依赖（库、二进制文件、配置文件等）

容器通过操作系统级虚拟化技术，实现与宿主机器及其他容器的隔离，同时避免了传统虚拟机的 Hypervisor 层开销，性能接近原生系统。

1.2 Docker 优势

优势	说明
快速交付部署	容器启动时间为秒级，大幅缩短开发、测试、部署周期
高效虚拟化	内核级虚拟化，无需额外 Hypervisor，资源利用率更高
可移植性强	可在物理机、虚拟机、公有云、私有云等任意环境运行
简化管理	增量更新，自动化管理，减少环境配置差异带来的问题

1.3 容器标准化

容器技术遵循两大核心标准：

• Runtime Spec：运行时标准，定义容器的运行环境规范

• Image Format Spec：镜像格式标准，定义容器镜像的结构规范

主流容器运行时（Runtime）：

1. LXC：Linux 老牌容器运行时，Docker 早期使用
2. Runc：Docker 开发的默认运行时，符合 OCI 规范
3. Rkt：CoreOS 开发的容器运行时，兼容 Docker 镜像

二、Docker 架构与核心组件

Docker 采用C/S（客户端 - 服务器）架构，核心组件包括客户端、守护进程、镜像、容器和仓库。

2.1 架构示意图

[客户端] <--REST API--> [Docker守护进程]|+----------------+----------------+|                |                |[镜像(Images)]  [容器(Containers)]  [仓库(Registry)]

2.2 核心组件说明

1. Docker 客户端

• • 常用工具：docker 命令行工具

• • 功能：向 Docker 守护进程发送指令（构建、运行、管理容器等）

• • 通信方式：通过 UNIX 套接字或网络接口与守护进程通信

    2.Docker 守护进程（Docker Daemon）

• • 运行位置：Docker 主机后台

• • 功能：负责创建、运行、监控容器，管理镜像和仓库交互

    3.Docker 镜像（Image）

• • 本质：只读模板，包含运行应用所需的代码、依赖、配置等

• • 特点：分层存储，可复用，不可修改（修改会生成新层）

    4.Docker 容器（Container）

• • 本质：镜像的可运行实例，是一个隔离的运行环境

• • 特点：可启动、停止、删除、暂停，状态可持久化

    5.Docker 仓库（Registry）

• • 功能：存储和分发 Docker 镜像

• • 分类：

• • • 公有仓库：Docker Hub（官方）、阿里云容器仓库等

• • • 私有仓库：企业内部自建的镜像仓库

三、Docker 部署与环境配置

3.1 前置条件

• 关闭防火墙和 SELinux：

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
setenforce 0 && sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config

• 配置网络 YUM 源（推荐阿里云源）

https://developer.aliyun.com/mirror/docker-ce?spm=a2c6h.13651102.0.0.22081b117nyHaS

3.2 安装 Docker（CentOS 为例）

1. 安装依赖包：

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

     2.添加 Docker 官方源：

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

     3.安装 Docker CE：

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

      4.启动 Docker 并设置开机自启：

systemctl start docker
systemctl enable docker

     5.验证安装：

docker --version # 显示版本信息则安装成功

3.3 配置镜像加速器

由于默认镜像仓库（Docker Hub）访问速度慢，需配置国内加速器：

1. 创建 / 修改配置文件：

vim /etc/docker/daemon.json

     2.添加加速器地址：

{
"registry-mirrors": [
"https://docker.m.daocloud.io",
"https://dockerproxy.com",
"https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
]
}

   3.重启 Docker 使配置生效：

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

四、Docker 镜像管理

镜像是 Docker 容器的基础，所有容器都基于镜像创建。以下是常用镜像操作命令。

4.1 镜像基本操作

命令	功能说明	示例
docker images	列出本地所有镜像	docker images
docker search 镜像名	搜索镜像（Docker Hub）	docker search nginx
docker pull 镜像名[:标签]	拉取镜像	docker pull nginx:latest
docker tag 原镜像 新镜像[:标签]	为镜像添加标签	docker tag nginx:latest mynginx:v1
docker rmi 镜像名[:标签]	删除镜像	docker rmi nginx:latest
docker history 镜像名	查看镜像构建历史	docker history nginx

4.2 镜像高级操作

4.2.1 镜像导入导出

# 导出镜像为压缩包
docker image save nginx > nginx-image.tar.gz
# 从压缩包导入镜像
docker image load -i nginx-image.tar.gz

4.2.2 清理无用镜像

# 清理临时镜像和未使用的镜像
docker image prune
# 清理所有无用镜像（包括未打标签的）
docker image prune -a -f

4.2.3 查看镜像详细信息

# 查看镜像完整信息（JSON格式）
docker image inspect nginx:latest
# 查看镜像特定信息（如架构）
docker image inspect -f {{".Architecture"}} nginx:latest

4.3 镜像管理注意事项

1. 同一镜像可以有多个标签，共享同一镜像 ID（类似硬链接）
2. 若镜像被容器使用，需先删除容器才能删除镜像（或使用 -f 强制删除）
3. 镜像名称格式：仓库地址/用户名/镜像名:标签（默认仓库为 Docker Hub）

五、Docker 容器管理

容器是镜像的运行实例，以下是容器的创建、启动、停止等核心操作。

5.1 容器基本操作

命令	功能说明	示例
docker ps	查看运行中的容器	docker ps
docker ps -a	查看所有容器（包括停止的）	docker ps -a
docker create -it --name 容器名 镜像名	创建容器（不启动）	docker create -it --name mycentos centos:7
docker start 容器名/ID	启动容器	docker start mycentos
docker run -it 镜像名 命令	创建并启动容器（交互模式）	docker run -it centos:7 /bin/bash
docker run -itd 镜像名 命令	创建并启动容器（后台模式）	docker run -itd --name mynginx nginx
docker stop 容器名/ID	停止容器	docker stop mynginx
docker rm 容器名/ID	删除停止的容器	docker rm mycentos
docker rm -f 容器名/ID	强制删除容器（包括运行中的）	docker rm -f mynginx

5.2 容器交互与进入

1. docker exec（推荐）：

# 进入运行中的容器（退出后容器继续运行）
docker exec -it mynginx /bin/bash

     2.docker attach（不推荐）：

# 进入容器（退出后容器会停止）
docker attach mynginx

5.3 容器导入导出

用于容器迁移，保留容器当前状态：

1. 导出容器：

# 将运行或停止的容器导出为压缩包
docker export -o mycontainer.tar mycentos

     2.导入为镜像：

# 从压缩包导入为新镜像
docker import mycontainer.tar myimage:v1

     3.从新镜像创建容器：

docker run -itd --name newcontainer myimage:v1 /bin/bash

5.4 容器高级操作

命令	功能说明	示例
docker pause 容器名	暂停容器	docker pause mynginx
docker unpause 容器名	恢复暂停的容器	docker unpause mynginx
docker logs 容器名	查看容器日志	docker logs -f mynginx（实时查看）
docker inspect 容器名	查看容器详细信息	docker inspect mynginx
docker container prune	清理所有停止的容器	docker container prune -f
docker cp 本地文件 容器名:路径	复制文件到容器	docker cp test.txt mynginx:/tmp/
docker cp 容器名:路径 本地文件	从容器复制文件	docker cp mynginx:/etc/nginx/nginx.conf ./

六、容器应用实战：部署 Nginx 服务

通过端口映射和目录挂载，实现宿主机与容器的资源共享，部署可持久化的 Nginx 服务。

6.1 准备工作

1. 创建宿主机目录结构（用于挂载容器数据）：

mkdir -p /root/nginx/{www,logs,conf}

     2.创建测试网页：

echo "Hello" > /root/nginx/www/index.html

    3.获取 Nginx 默认配置文件（先创建临时容器复制配置）：

# 创建临时容器
docker run -itd --name tmpnginx nginx:latest
# 复制配置文件到宿主机
docker cp tmpnginx:/etc/nginx/nginx.conf /root/nginx/conf/
# 删除临时容器
docker rm -f tmpnginx

6.2 创建并启动 Nginx 容器

docker run -itd \
--name mynginx \
-p 80:80 \ # 端口映射：宿主机80 -> 容器80
-v /root/nginx/www:/usr/share/nginx/html \ # 网页目录挂载
-v /root/nginx/logs:/var/log/nginx \ # 日志目录挂载
-v /root/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \ # 配置文件挂载
nginx:latest

6.3 验证部署

1. 查看容器状态：

docker ps | grep mynginx # 确保容器处于运行状态

     2.访问测试：

• • 通过宿主机 IP 访问：http://宿主机IP，应显示测试页面内容

• • 查看日志验证：docker logs mynginx

6.4 配置说明

• 端口映射（-p）：解决容器网络隔离问题，使外部可访问容器服务

• 目录挂载（-v）：

• • 实现宿主机与容器文件共享

• • 确保容器重启后数据不丢失（如日志、配置、网页内容）

• • 便于在宿主机直接修改容器内的配置和内容

七、总结

Docker 容器技术通过封装应用及其依赖，解决了 "环境不一致" 的核心问题，大幅提升了软件交付效率。本文重点介绍：

1. 核心概念：镜像（只读模板）与容器（运行实例）的区别与联系
2. 架构组件：客户端、守护进程、镜像、容器、仓库的协同工作方式
3. 操作命令：镜像的拉取、标签、删除；容器的创建、启动、进入、迁移
4. 实战部署：通过 Nginx 案例展示端口映射和目录挂载的实际应用

掌握 Docker 基础后，可进一步学习 Docker Compose（多容器编排）、Docker Swarm（容器集群）等高级主题，构建更复杂的容器化应用架构。