解决 Ubuntu 上 Docker 安装与网络问题：从禁用 IPv6 到配置代理

解决 Ubuntu 上 Docker 安装与网络问题的实践笔记

在 Ubuntu（Noble 版本）上安装 Docker 时，我遇到了两个常见的网络问题：apt-get update 失败和无法拉取 Docker 镜像。通过逐步排查和配置，最终成功运行 docker run hello-world。这篇笔记整理了我的解决过程，重点讲解了禁用 IPv6和为 Docker 守护进程配置代理的原理与操作，帮助读者理解并复现。

问题背景

我按照 Docker 官方文档的 Install using the apt repository 方法，在 Ubuntu 上安装 Docker。使用的命令如下：

# 更新软件源并安装依赖
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings# 添加 Docker GPG 密钥
sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc# 添加 Docker 软件源
echo \"deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \$(. /etc/os-release && echo "${UBUNTU_CODENAME:-$VERSION_CODENAME}") stable" | \sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update# 安装 Docker
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

安装过程顺利，但运行测试命令时遇到问题：

sudo docker run hello-world

报错如下：

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
docker: Error response from daemon: Get "https://registry-1.docker.io/v2/": net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)

此外，最初运行 sudo apt-get update 时也遇到错误，提示无法连接 Docker 仓库。

问题 1：apt-get update 失败

现象

运行 sudo apt-get update 时，出现以下错误：

错误:1 https://download.docker.com/linux/ubuntu noble InReleaseCould not handshake: Error in the pull function. [IP: 2600:9000:2804:5800:3:db06:4200:93a1 443]
W: 无法下载 https://download.docker.com/linux/ubuntu/dists/noble/InRelease

原因分析

错误信息中的 IP 地址（2600:9000:...）是一个 IPv6 地址，表明系统尝试通过 IPv6 连接 Docker 仓库，但失败了。可能的原因包括：

  • 网络对 IPv6 支持不稳定：某些网络环境（如国内部分运营商）对 IPv6 的支持不完善，导致连接超时或失败。
  • Docker 仓库的 IPv6 配置问题：服务器可能优先返回 IPv6 地址，但实际连接不可靠。

解决方案：禁用 IPv6

为了强制系统使用 IPv4，我临时禁用了 IPv6：

sudo sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
sudo sysctl -w net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1

然后再次运行：

sudo apt-get update

这次更新成功，没有报错。

为什么禁用 IPv6？

  • IPv6 vs IPv4：IPv6 是下一代互联网协议，但许多网络和服务器对 IPv6 的支持仍不完善。如果系统优先尝试 IPv6 连接，而目标服务器的 IPv6 不可靠，就会导致超时或连接失败。
  • 命令解析：
    • sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1：禁用所有网络接口的 IPv6。
    • sysctl -w net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1：为新创建的网络接口禁用 IPv6。
    • 这些命令通过修改内核参数（/proc/sys/net/ipv6/conf/...）临时禁用 IPv6，重启后会失效。
  • 适用场景：如果你的网络环境不支持 IPv6，或者目标服务器的 IPv6 连接不稳定，禁用 IPv6 是快速有效的解决方法。

注意事项

  • 临时性：上述命令仅在当前会话有效。如果需要永久禁用 IPv6，需编辑 /etc/sysctl.conf：
    sudo nano /etc/sysctl.conf
    添加：
    net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1
    保存后应用：
    sudo sysctl -p
  • 风险：禁用 IPv6 可能影响依赖 IPv6 的服务，建议在确认网络环境后使用。

问题 2：无法拉取 hello-world 镜像

现象

安装 Docker 后，运行 sudo docker run hello-world 报错：

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
docker: Error response from daemon: Get "https://registry-1.docker.io/v2/": net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)

原因分析

此错误表明 Docker 无法从 Docker Hub（registry-1.docker.io）拉取镜像，原因是连接超时。进一步排查发现：

  • 我使用了代理（http://127.0.0.1:7897），通过以下命令验证：
    curl -v https://registry-1.docker.io/v2/
    输出显示 curl 通过代理成功连接（返回 401 Unauthorized，正常现象，因为需要认证）。
  • 但是，Docker 守护进程（dockerd）并未使用代理，导致无法访问 Docker Hub。

为什么需要为 Docker 守护进程配置代理？

  • Docker 架构：Docker 采用客户端-服务器架构。运行 docker run 时，客户端（docker 命令）与守护进程（dockerd）通信，守护进程负责拉取镜像和运行容器。
  • 环境变量隔离：用户的代理环境变量（HTTP_PROXY、HTTPS_PROXY）只对客户端命令生效，守护进程默认不继承这些设置。
  • 网络限制：在国内，Docker Hub 的访问可能因网络限制而失败，代理或镜像加速器是常见解决方案。

解决方案：为 Docker 守护进程配置代理

我通过以下步骤为 Docker 守护进程配置了代理：

  1. 创建代理配置文件：

    sudo mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
sudo nano /etc/systemd/system/docker.service.d/http-proxy.conf

    添加以下内容：

    [Service]
Environment="HTTP_PROXY=http://127.0.0.1:7897"
Environment="HTTPS_PROXY=http://127.0.0.1:7897"
Environment="NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,192.168.0.0/16,10.0.0.0/8,172.16.0.0/12,172.29.0.0/16,::1"
    • 解析：
      • HTTP_PROXY 和 HTTPS_PROXY：指定代理地址（127.0.0.1:7897 是本地代理服务地址）。
      • NO_PROXY：定义不需要代理的地址范围（如本地地址和常见内网 IP 段），避免本地通信走代理。
      • 文件路径 /etc/systemd/system/docker.service.d/：Systemd 允许为服务添加自定义配置，http-proxy.conf 会覆盖 Docker 的默认服务设置。

  2. 重新加载并重启 Docker：

    sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
    • daemon-reload：通知 Systemd 重新加载配置文件。
    • restart docker：重启 Docker 服务以应用新配置。

  3. 验证服务状态：

    sudo systemctl status docker

    确认服务状态为 active (running)。

  4. 测试拉取镜像：

    sudo docker run hello-world

    这次命令成功运行，输出：

    Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
...

理解代理配置

  • 为什么单独配置守护进程？
    Docker 守护进程是一个独立运行的后台服务（通过 Systemd 管理），它不读取用户的 shell 环境变量（如 export HTTPS_PROXY）。因此，必须通过 Systemd 配置文件显式设置代理。

  • NO_PROXY 的作用
    NO_PROXY 防止本地通信（如守护进程与客户端之间的通信）被代理拦截。例如，localhost 和 127.0.0.1 是 Docker 客户端与守护进程通信的常用地址，192.168.0.0/16 等内网地址常用于容器网络。

  • 适用场景
    如果你的网络环境需要代理访问外部资源（如国内访问 Docker Hub），或者企业网络有代理要求，必须为守护进程配置代理。

最终结果

通过禁用 IPv6 和为 Docker 守护进程配置代理，我成功解决了网络问题，docker run hello-world 正常运行。输出表明 Docker 客户端、守护进程和 Docker Hub 的通信都正常。

经验总结与建议

  1. 禁用 IPv6 的场景：

    • 当遇到类似 Could not handshake 的错误，且 IP 地址是 IPv6 时，禁用 IPv6 是快速排查方法。
    • 注意检查网络环境，确认是否需要长期禁用 IPv6。

  2. 代理配置的通用性：

    • 如果使用代理，确保客户端和守护进程都配置正确。
    • NO_PROXY 需根据网络环境调整，包含所有本地和内网地址。

  3. 国内用户优化：

    • 考虑配置镜像加速器（如阿里云、腾讯云）以提高拉取速度：
      sudo nano /etc/docker/daemon.json
      添加：
      {"registry-mirrors": ["https://mirror.ccs.tencentyun.com"]
}
      重启 Docker：
      sudo systemctl restart docker

  4. 权限优化：

    • 为避免每次使用 sudo，将用户添加到 docker 组：
      sudo usermod -aG docker $USER
      注销后重新登录即可。

  5. 进一步学习：

    • 尝试运行复杂容器：docker run -it ubuntu bash。
    • 探索 Docker Hub 和官方文档：https://docs.docker.com/get-started/。

结语

这次安装 Docker 的过程让我深入理解了网络配置对 Docker 的影响。禁用 IPv6 解决了软件源更新的问题，而为守护进程配置代理确保了镜像拉取的成功。希望这篇笔记能帮助你在遇到类似问题时快速定位和解决，同时对 Docker 的网络机制有更深的认识！

这篇博客简洁明了，涵盖了问题的现象、原因、解决方案以及背后的原理，适合初学者和有一定经验的用户参考。如果你有其他需求（例如添加图片、代码高亮，或调整语气），请告诉我！

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