Docker之介紹與安裝

• 2022 年 10 月 25 日
• 筆記
• docker, 容器

Docker 說明
本章，我們主要從Docker簡介、Docker中幾個核心概念和Docker安裝這幾個方面對Docker進行介紹！

1、🍇 Docker 簡介

1.1、🍈 什麼是 Docker

Docker 官網：//www.docker.com

Docker 是一個開源的應用容器引擎，是一個輕量級容器技術。

Docker 支援將軟體編譯成一個鏡像，然後在鏡像中各種軟體做好配置，將鏡像發布出去，其他使用者可以直接使用這個鏡像。

運行中的這個鏡像稱為容器，容器啟動是非常快速的。

Docker 的英文意思是碼頭工人，意思就是搬運東西的意思，其實這和 Docker 的特點是一樣的，Docker 提供的就是一種容器化搬運東西（我們的軟體或程式）的過程。Docker 自己本來是運行在作業系統上一個程式軟體，它會提供一個容器環境，使我們的程式獨立地運行在容器中，所以說，官方給 Docker 起的這個名字也真是應景。

1.2、🍉 Docker 的特點

1.2.1、更高效的利用系統資源

Docker 對系統資源的利用率很高，無論是應用執行速度，記憶體損耗或者文件存儲速度，都要比傳統虛擬機技術更高效。因此，對比虛擬化技術，一個相同配置的主機往往可以運行更多數量的應用。

1.2.2、更快速的啟動時間

傳統的虛擬化技術啟動應用服務往往需要數分鐘，而 Docker 容器應用，由於直接運行於宿主內核，無需啟動完整的作業系統，因此可以做到秒級，甚至毫秒級的啟動時間，大大節約了開發測試，部署的時間。

1.2.3、一致的運行環境

開發過程中常見的一個問題是環境一致問題，由於開發環境、測試環境、生產環境不一致，導致有些 Bug 並未在開發過程中發現。而 Docker 的鏡像提供了除內核外完整的運行時環境，確保環境一致性，從而不會在出現這段程式碼在我機器上沒問題這類問題。

1.2.4、持續支付和部署

對開發和運維人員來說，最希望就是一次創建和部署，可以在任意地方運行。而且使用 Docker File 使鏡像構建透明化，不僅僅開發團隊可以理解應用運行環境，也方便運維團隊理解應用運行所需條件，幫助更好的生產環境中部署該鏡像。

1.2.5、更輕鬆的遷移

由於 Docker 確保了執行環境的一致性，使得應用的遷移更加容易。Docker 可以在很多平台上運行，無論是物理機、虛擬機、公有雲、私有雲，甚至是筆記型電腦、其運行結果是一致的。因此用戶可以很輕易的將在一個平台上運行的應用，遷移到另一個平台上，而不用擔心運行環境的變化導致應用無法正常運行的情況。

1.2.6、更輕鬆的維護和擴展

Docker 使用的分層存儲以及鏡像技術，使得應用重複部分的復用更為容易，也使得應用的維護更新更加簡單，基於基礎鏡像進一步擴展鏡像也變得十分簡單。此外，Docker 團隊同各個開源項目團隊一起維護了一大批高品質的官網鏡像，既可以直接在生產環境使用，又可以作為基礎進一步訂製，大大降低了應用服務的鏡像製作成本。

1.3、🍊 Docker 和虛擬機

Docker 是一個能把開發的應用程式自動部署到容器的開源引擎，Docker 在概念上可以理解為一個虛擬機，但卻不是真正意義上的虛擬機。

• 虛擬機是在一台物理機上，利用虛擬化技術，虛擬出來多個作業系統，每個作業系統之間是隔離的。Docker 是開源的應用容器引擎，依然需要先在電腦上安裝作業系統，然後安裝 Docker 容器管理器；

• 虛擬機是在硬體級別進行虛擬化，而 Docker 是在作業系統的層面虛擬化；

• 虛擬機是通過模擬硬體搭建作業系統，而 Docker 則是復用作業系統；

• 虛擬機實現了作業系統之間的隔離，Docker 只是進程之間的隔離，所以虛擬機的隔離級別更高，安全性更強；

• Docker 的運行速度更快；

• Docker 的文件要小得多，虛擬機要大得多。

所以，從運作原理上來看，Docker 更加的輕量級，虛擬機更加的笨重，Docker 啟動也十分的快，部署起來也方便，所以越來越多的人開始使用 Docker。

2、🍌 Docker 中幾個核心概念

2.1、🍍 鏡像（Image）

鏡像到底是個什麼東西呢，很多人在學習 Docker 的時候都是一頭霧水的，可能是歪果仁對鏡像情有獨鍾吧，好多東西都有鏡像的概念。比如我們安裝系統的.iso文件，其實就是鏡像，這裡你就可以把鏡像認為是一種模板。我們可以使用 Docker 根據這個模板創建容器來運行，其實更可以理解為鏡像是好比 Github 上的倉庫一樣，我們可以克隆下來源程式碼然後運行，運行起來的程式碼可以是一個網站、一個應用程式啥的，這就可以叫做容器。說白了，鏡像就是一堆靜態的模板，運行起來的鏡像就是容器。鏡像一般需要我們拉取下來，是只讀的，這個我們克隆 Github 上的倉庫是一樣一樣的。

Docker 鏡像中有分層的概念，就是一個鏡像可能基於好幾個鏡像，比如一個 Web 運行環境可能需要作業系統 Ubuntu、Mysql、.Net Core Runtime 運行時等，那我們拉取的這個鏡像就會包好這幾個鏡像，這就好像我們前邊說的打包好的運行環境一樣，直接就拉下來一個小電腦一樣。

2.2、🥭 容器（Container）

當我們拉取了一個鏡像，然後 Run 一下，就會根據這個鏡像運行出來一個容器，運行的容器就好像我們的應用程式一樣，可以訪問可以停止，我們運用多次 Run 命令，就運行了很多很多容器，也可以說是鏡像的實例。從這個角度來看，我們可以把鏡像看作是類，容器看作 new 出來的實例，也是很合適的。

2.3、🍎 倉庫（Repository）

存放鏡像的地方就是倉庫，就好比存放程式碼的地方是 Github 一樣，我們就把 Github 稱為程式碼的倉庫，Github 算是最大的倉庫。那麼存放 Docker 鏡像的地方我們叫做 DockerHub，是 Docker 的中央倉庫。其實已經有 DockerHub 這個網站了//hub.Docker.com，這就是存放 Docker 鏡像的官方倉庫，好多官方的也保存在這裡，保證了鏡像的安全性和可靠性，我們可以從上邊拉取一下鏡像來運行我們的軟體。當然我們也可以製作好我們自己鏡像推送上去，不過這些肯定是要官方審核的，防止有些人寫入一些惡意程式碼。不過我們可以推到我們自己的 DockerHub 上去，供我們自己使用，這個就好我們的 Github 帳號一樣了，屬於私有鏡像了。

2.4、🍏 數據卷（Volumn）

實際上我們的容器就好像是一個簡易版的作業系統，只不過系統中只安裝了我們的程式運行所需要的環境，前邊說到我們的容器是 new 出來的實例，既然是 new 出來的實例那就會銷毀，那如果銷毀了我們的程式產生出的需要持久化的數據怎麼辦呢，容器運行的時候我們可以進容器去查看，容器一旦銷毀就什麼都沒有了。所以數據卷就是來解決這個問題的，是用來做數據持久化到我們的宿主機上容器間的數據共享，簡單的說就是將宿主機的目錄映射到容器中的目錄，應用程式在容器中的目錄讀寫數據會同步到宿主機上，這樣容器產生的數據就可以持久化了，比如我們的資料庫容器，就可以把數據存到我們宿主機上的真實磁碟上了。

3、🍐 Docker 安裝

接下來我們以在 Windows 中安裝 Docker 為例進行介紹，其他環境類似。

3.1、🍑 啟用 Windows 虛擬化

打開任務管理器，點擊性能，查看虛擬化是否已啟用，如下圖所示：

3.2、🍒 啟用 Hyper-v

打開控制面板，點擊程式和功能，點擊啟用或關閉 Windows 功能，勾選 Hyper-v，確定即可（安裝完 Hyper-v 後，可能需要重啟電腦），如下圖所示：

3.3、🍓 下載 Docker

下載地址：//www.docker.com/products/docker-desktop

3.4、🥝 安裝 Docker

• 雙擊剛才下載下來的Docker Desktop Installer.exe文件安裝即可，不需要任何設置，如下圖所示：

  雙擊打開：

  

  安裝中：

  

  點擊Close and restart代表需要重啟電腦：

  

• 電腦重啟後，我們可以在 CMD 中輸入如下命令查看安裝的 Docker 版本：

  docker --version
  

  

• 電腦重啟後，Docker 會自動啟動，在啟動介面我們點擊Accept即可，如下圖所示：

  

  

• 注意：如果啟動後出現如下圖所示的警告，請先下載 Linux 內核更新包進行安裝更新，​ 更新包下載地址：//aka.ms/wsl2kernel（或者點擊彈出警告中的連接），更新後點擊Restart按鈕即可。

  

  

  安裝 WSL 更新包：

  ​

  重啟 Docker：

  ​

• 重啟如果出現Docker.ApiServices.WSL2.WslKernelUpdateNotInstalledException這個異常錯誤，說明需要安裝WSL這個插件，​ 打開//czf-net.xyz/res，下載 wsl.msi 文件，然後安裝即可，再次打開 Docker Desktop 就正常了。

  ​

  ​

• 如果重啟後出現如下所示的錯誤警告，在 CMD 中執行如下命令並重啟電腦：

  netsh winsock reset
  

  ​

  ​

  Docker.Core.DockerException:
  Failed to start
  在 Docker.Engines.LinuxkitDaemonStartup.<WaitAsync>d__5.MoveNext() 位置 C:\workspaces\4.12.x\src\github.com\docker\pinata\win\src\Docker.Engines\LinuxkitDaemonStartup.cs:行號 54
  --- 引發異常的上一位置中堆棧跟蹤的末尾 ---
  在 System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw()
  在 System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
  在 Docker.Engines.WSL2.LinuxWSL2Engine.<DoStartAsync>d__26.MoveNext() 位置 C:\workspaces\4.12.x\src\github.com\docker\pinata\win\src\Docker.Engines\WSL2\LinuxWSL2Engine.cs:行號 170
  --- 引發異常的上一位置中堆棧跟蹤的末尾 ---
  在 System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw()
  在 System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
  在 Docker.ApiServices.StateMachines.TaskExtensions.<WrapAsyncInCancellationException>d__0.MoveNext() 位置 C:\workspaces\4.12.x\src\github.com\docker\pinata\win\src\Docker.ApiServices\StateMachines\TaskExtensions.cs:行號 29
  --- 引發異常的上一位置中堆棧跟蹤的末尾 ---
  在 System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw()
  在 System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
  在 Docker.ApiServices.StateMachines.StartTransition.<DoRunAsync>d__5.MoveNext() 位置 C:\workspaces\4.12.x\src\github.com\docker\pinata\win\src\Docker.ApiServices\StateMachines\StartTransition.cs:行號 67
  --- 引發異常的上一位置中堆棧跟蹤的末尾 ---
  在 System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw()
  在 Docker.ApiServices.StateMachines.StartTransition.<DoRunAsync>d__5.MoveNext() 位置 C:\workspaces\4.12.x\src\github.com\docker\pinata\win\src\Docker.ApiServices\StateMachines\StartTransition.cs:行號 92
  

3.5、🍅 啟動 Docker

正常啟動 Docker 的效果如下圖所示：

​

3.6、🥑 登錄 Docker

我們可以點擊窗體的右上角登錄按鈕登錄自己的 Docker 帳號，如下圖所示：

​

3.7、🍆 配置鏡像加速地址

我們可以配置中國鏡像加速下載地址，點擊右上角的設置按鈕，點擊 Docker Engine 選項，增加如下配置，然後點擊Apply & Restart按鈕即可：

增加的配置：

"registry-mirrors": [
    "//registry.docker-cn.com",
    "//hub-mirror.c.163.com",
    "//docker.mirrors.ustc.edu.cn"
],

完整配置：

{
    "registry-mirrors": [
        "//registry.docker-cn.com",
        "//hub-mirror.c.163.com",
        "//docker.mirrors.ustc.edu.cn"
    ],
    "builder": {
        "gc": {
            "defaultKeepStorage": "20GB",
            "enabled": true
        }
    },
    "experimental": false,
    "features": {
        "buildkit": true
    }
}

設置效果圖：

​

保存後的設置會存儲到C:\Users\quber\.docker\daemon.json文件中。

更多設置請參考官網：//docs.docker.com/engine/reference/commandline/dockerd

3.8、🥔 修改 Docker 數據存儲位置

• 由於 Docker 默認安裝在 C 盤（C:\Program Files\Docker），這裡我們需要將 Docker 的數據存儲轉移到其他盤，如 D:\Net_Program\Net_Docker，先退出 Docker Desktop，如下圖所示：

  ​

• 新建目錄 D:\Net_Program\Net_Docker，執行如下命令導出備份數據到 D:\Net_Program\Net_Docker

  wsl --export docker-desktop-data "D:\Net_Program\Net_Docker\docker-desktop-data.tar"
  

  ​

  說明：D:\Net_Program\Net_Docker為備份的地址，docker-desktop-data.tar為備份的名稱

• 執行如下命令刪除原有數據：

  wsl --unregister docker-desktop-data
  

  ​

• 執行如下命令更改數據存儲盤並恢複數據：

  wsl --import docker-desktop-data "D:\Net_Program\Net_Docker" "D:\Net_Program\Net_Docker\docker-desktop-data.tar" --version 2
  

  ​

  說明：“D:\Net_Program\Net_Docker”為更改的數據存儲盤地址，“D:\Net_Program\Net_Docker\docker-desktop-data.tar”為導入的數據備份文件地址（即上面我們備份的文件地址），導入完成後在D:\Net_Program\Net_Docker下會生成一個 ext4.vhdx 的虛擬磁碟路徑

4、🥕 安裝完成

到此，Windows 中安裝 Docker 就完成了。

​

​

​

5、🌽Windows Server 中安裝 Docker

這裡我們以在 Windows Server 2016 Datacenter 為例進行介紹。

由於 Windows Server 中不支援使用 Docker Desktop 直接安裝，因此，需要按照一下步驟進行安裝。

5.1、🌶 下載更新

在運行中輸入sconfig打開參數設置菜單：

​

​

然後輸入數字 6 並確定（下載並安裝更新），在彈出的黑色對話框中選擇A，讓它下載更新並重啟，此操作必須進行，否則後續安裝會失敗或者各種報錯類似於 Linux 各種軟體版本依賴：

​

​

​

以管理員身份運行 PowerShell，由於 Windows Server 2016 中文版不支援安裝的 NuGet，需要使用命令將原有的 Tls一級修改為二級才能安裝 NuGet 服務，執行如下命令：

[System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [System.Net.SecurityProtocolType]::Tls12;

​

5.2、🥦 安裝 NuGet 服務

執行如下命令指定 NuGet 安裝包最小版本：

Install-PackageProvider -Name NuGet -MinimumVersion 2.8.5.201 -Force

​

​

安裝 Docker 模組:

Install-Module -Name DockerMsftProvider -Force

​

安裝 Docker 包:

Install-Package -Name docker -ProviderName DockerMsftProvider -Force

​

:::danger 注意

如果這一步安裝失敗，大概的錯誤是Install-Package ：找不到路徑「C:\Users\xxxx……\AppData\Local\DockerMsftProvider\Docker-17-05-2-ee-13.zip」……。

定位到路徑C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\DockerMsftProvider，查看該文件架下是否有“，如果沒有，需要手動下載//dockermsft.blob.core.windows.net/dockercontainer/docker-1-12-2-cs2-ws-beta.zip放到這個文件夾下。

​

最後再執行安裝 Docker 包命令即可:

Install-Package -Name docker -ProviderName DockerMsftProvider -Force

:::

安裝完成後重啟電腦生效（注意，執行如下命令將重啟電腦，請謹慎操作）：

Restart-Computer -Force

​

5.3、🥗 驗證 Docker

重啟後，我們在 PowerShell 中輸入如下命令可查看 Docker 的版本資訊。

查看 Docker 的版本號或版本資訊：

docker --version

​

docker version

​

查看 Docker 的資訊：

docker info

​

5.4、🥙 修改 Docker 配置

• 找到文件C:\ProgramData\docker\config\daemon.json，如果沒有該文件就創建，填入如下配置：

  ​

  {
      "builder": {
          "gc": {
              "defaultKeepStorage": "20GB",
              "enabled": true
          }
      },
      "experimental": false,
      "features": {
          "buildkit": true
      },
      "registry-mirrors": [
          "//registry.docker-cn.com",
          "//hub-mirror.c.163.com",
          "//docker.mirrors.ustc.edu.cn"
      ],
      "graph": "E:\\03Docker\\Docker"
  }

  說明：

  registry-mirrors 代表鏡像加速地址；

  graph 代表 Docker 數據存儲地址；

  如果出現鏡像拉取失敗「no matching manifest for windows/amd64 10.0.18362 in the manifest list entries」，需要將「experimental」設置為「true」，如果拉取鏡像還是出現上述錯誤，請嘗試在拉取命令後面加上:nanoserver（如 docker pull redis:nanoserver），再次拉取鏡像即可成功；

  PS：nanoserver是基於 Windows 上的虛擬化實踐。

  ​

• 在 PowerShell 中分別執行如下命令重啟 Docker 服務：

  net stop docker
  

  net start docker
  

  ​

  或者直接執行Restart-Service docker重啟 Docker 服務：

  

5.5、🥪 測試

我們以安裝 Redis 為例，在 CMD 中執行如下命令拉取 Redis 鏡像：

docker pull redis

如果出現「no matching manifest for windows/amd64 10.0.14393 in the manifest list entries」的錯誤提示，請將C:\ProgramData\docker\config\daemon.json配置文件中的experimental設置為true，然後重啟 Docker 服務，再次拉取鏡像即可成功！

​

​

如果拉取鏡像還是出現上述錯誤，請在拉取鏡像命令最後加上:nanoserver，再次拉取鏡像即可成功！

docker pull redis:nanoserver

​

​

PS：nanoserver是基於 Windows 上的虛擬化實踐。

5.6、Hyper-V 安裝 Liunx Container

1. 打開伺服器管理器，滑鼠右鍵選擇Hyper-V 管理器，如下圖所示：

   ​

2. 在彈出的窗體中選擇虛擬交換機管理器，如下圖所示：

   ​

3. 在彈窗的窗體中選擇創建虛擬交換機，如下圖所示：

   ​

4. 然後填寫名稱和說明等資訊，如下圖所示：

   ​

5. 下載 Docker-Machine

   到//github.com/docker/machine/releases去下載docker-machine-Windows-x86_64.exe，下載下來後重命名為docker-machine.exe，然後將“放入D:\01Software\Docker文件夾下，如下圖所示：

   ​

   ​

6. 以管理員身份運行CMD，並定位到D:\01Software\Docker，然後執行如下命令：

   docker-machine create -d hyperv --hyperv-virtual-switch "DockerNat" VM8
   

   說明：命令中的DockerNat就是剛才我們新建的虛擬機名稱。

   然後等待命令執行完成，如下圖所示：

   :::danger 注意

   如果遇到//github.com/boot2docker/boot2docker/releases/download/v19.03.12/boot2docker.iso一直下載不下來，我們可以手動下載該文件，然後將該文件放入C:\Users\Administrator\.docker\machine\cache目錄內，然後再重新執行上述命令即可。

   ​

   ​

   :::

   ​

7. 執行如下命令，把當前主機設置為默認 Docker 命令運行的主機：

   docker-machine.exe env VM8
   

   ​

8. 執行如下命令：

   @FOR /f "tokens=*" %i IN ('docker-machine env vm8') DO @%i
   

   ​

6、🍰 設置 Vmmem 記憶體佔用配置

默認情況下，當開啟 Docker 後，Windows 中的 Vmmem 進程佔用的記憶體非常高，如下圖所示：

​

6.1. 🥧 修改.wslconfig配置

查看C:\Users\quber下是否有.wslconfig文件，沒有則新建一個。

然後設置如下配置：

[wsl2]

# 設置最大佔用記憶體為2GB
memory=2GB

更多設置請參考微軟官方說明：//docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/wsl-config#configuration-setting-for-wslconfig

6.2. 🍯 在 CMD 中運行如下命令

wsl --shutdown

​

6.3. 🍪 然後重啟 Docker Desktop

​

我們再看設置後的效果：

​

7、🍹 Portainer 安裝

Portainer 的作用就相當於 Docker Desktop，只不過為 Web 端進行管理。

7.1、🍵 拉取 Portainer 鏡像

執行如下命令拉取 Portainer 鏡像：

docker pull portainer/portainer

​

7.2、🍸 創建 Portainer 容器

新建目錄D:\Net_Program\Net_Docker\Portainer\Data，用於存儲 Portainer 的相關數據。

執行如下命令創建 Portainer 容器並運行：

docker run -d --name=portainer -p 8000:8000 -p 9000:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v D:/Net_Program/Net_Docker/Portainer/Data:/data portainer/portainer

​

​

7.3、🥃 運行 Web 管理端

此時我們在瀏覽器中訪問//localhost:9000/地址即可打開 Web 管理端：

​

初始打開的時候，需要創建帳號和密碼，密碼長度不少於 8 位。

創建用戶進入系統後，選擇第一個選項「Docker」，點擊「Connect」按鈕即可進入 Docker 的管理介面：

​

​

​

接下來我們就可以在 Docker 中拉取各種鏡像進行安裝了，如：Docker 中安裝 Redis