Docker 基础概念、安装与命令速查

Docker 是一个开源的容器化平台。学习路径见 运维导读。它允许开发者将应用程序及其所有依赖（代码、运行时、库、配置文件等）打包成一个轻量级、可移植的容器，从而在任何支持 Docker 的环境中一致运行——「一次构建，到处运行」。

一、核心组件

二、Docker 架构：Client-Server 模型

Docker 采用客户端-服务端架构：

docker CLI（客户端）
   │  REST API（通常经 Unix Socket 或 TCP）
   ▼
dockerd（守护进程，服务端）
   │
   ├── containerd（容器生命周期管理）
   │      └── runc（OCI 标准运行时，实际创建容器进程）
   ├── 镜像管理、构建（BuildKit）
   └── 网络、数据卷管理

• 日常执行的 docker run、docker build 等命令，本质上是客户端向 dockerd 发送 API 请求。
• 客户端和服务端可以在同一台机器，也可以通过 DOCKER_HOST 指向远程 Docker 主机。
• containerd 与 runc 是 CNCF 下的独立项目，Docker 只是其中一种发行方式；Kubernetes 也可以直接使用 containerd 而不依赖完整的 Docker Engine。

三、底层原理：容器为什么这么轻量

容器并不是虚拟机，它复用宿主机内核，依赖 Linux 的几项核心机制：

镜像本身由若干**分层（Layer）**组成，每一条 Dockerfile 指令通常生成一层，层与层之间共享缓存，这也是 Dockerfile 构建 能够利用缓存加速的原因。

四、镜像与容器的关系

• 镜像 → docker run → 容器
  • 镜像定义了容器的「内容和配置」，容器是镜像的一个可写副本（在只读镜像层之上叠加一层可写层）。
  • 同一个镜像可以启动多个容器，它们相互隔离，互不影响。
  • 容器被删除后，其状态（写入的文件）通常丢失，除非使用数据卷（Volume）持久化，详见 容器、数据与网络。

五、Docker 与虚拟机的区别

总结：Docker 容器更轻、更快、更节省资源，适用于微服务、持续集成、弹性伸缩等场景；虚拟机提供更强的隔离和安全性，适合多租户、异构操作系统等场景。两者也可以组合使用（如在云主机 VM 中运行多个容器）。

六、Docker 工作流简图

Dockerfile (构建指令)
   ↓ docker build
镜像 (Image)
   ↓ docker run
容器 (Container)
   ↓ docker push / pull
仓库 (Registry)

理解这些核心概念，是学习 Docker 命令和编排工具（如 Docker Compose、Kubernetes）的基础。

七、安装与配置

1. Windows / macOS

• 下载 Docker Desktop（https://www.docker.com/products/docker-desktop/）。
• 运行安装程序，按向导完成安装（Windows 可能需要启用 WSL 2 或 Hyper-V；Apple Silicon 与 Intel 芯片各有对应安装包）。
• 安装后启动 Docker Desktop，任务栏/菜单栏出现 Docker 图标即表示运行中，Docker Desktop 已自带 docker compose（v2，无需再单独安装 docker-compose）。

2. Linux（Ubuntu / Debian）

生产环境建议按 Docker 官方安装文档 使用 docker-ce 仓库；以下为常见 docker.io 包方式（版本可能略旧，仅适合快速体验）：

sudo apt update
sudo apt install docker.io -y

# 启动 Docker 服务并设置开机自启
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# 将当前用户加入 docker 组（避免每次输入 sudo）
sudo usermod -aG docker $USER
# 重新登录或执行 newgrp docker 使组生效

若使用官方 docker-ce 仓库安装，还会附带 docker-compose-plugin（即 docker compose 子命令）与 docker-buildx-plugin。

3. 验证安装

docker --version
# 示例输出：Docker version 24.0.7, build afdd53b

docker info
# 查看服务端详细信息：存储驱动、Cgroup 版本、根目录等

docker run hello-world
# 拉取并运行测试镜像，输出欢迎信息即表示安装成功

4. 配置镜像加速（国内推荐）

由于网络原因，从 Docker Hub 拉取镜像可能较慢。可配置国内镜像加速器（以 Linux 为例）。

1. 创建或修改 /etc/docker/daemon.json（需要 sudo 权限）：
   bash

   复制

   sudo mkdir -p /etc/docker
   sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
   {
     "registry-mirrors": [
       "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
       "https://hub-mirror.c.163.com"
     ]
   }
   EOF
   

2. 重启 Docker 服务：
   bash

   复制

   sudo systemctl restart docker
   

3. 验证配置是否生效：
   bash

   复制

   docker info | grep -A 1 "Registry Mirrors"
   

说明：

• Windows / macOS 用户：打开 Docker Desktop 设置 → Docker Engine，在 JSON 配置中添加 "registry-mirrors" 数组，然后点击「Apply & Restart」。
• 镜像加速地址会随时间失效，建议使用前先测试可用性；无法访问时可考虑改用 docker pull 配合代理，或使用自建/云厂商镜像仓库。

完成上述步骤后，即可正常使用 Docker 拉取镜像和运行容器。

八、常用命令速查表

下表汇总了 Docker 最常用的命令，涵盖镜像、容器、网络、构建及清理等操作，日常开发基本够用。

进阶命令（扩展）

提示：

• 许多命令支持使用容器名或容器 ID（可用前几位唯一前缀）。
• 使用 --help 查看每个命令的详细选项，如 docker run --help。
• 清理前建议用 docker system df 查看磁盘占用情况，docker system prune -a 会额外清理未被任何容器引用的镜像，请谨慎使用。

九、小结

• Docker 通过 Namespace 隔离视图、Cgroups 限制资源、联合文件系统实现分层存储，从而做到「秒级启动、几十 MB 占用」。
• 客户端-服务端架构（docker CLI ↔ dockerd ↔ containerd/runc）是理解 Docker 命令背后发生了什么的关键。
• 安装完成后优先配置镜像加速，再通过命令速查表覆盖日常的镜像、容器、网络、清理操作。
• 后续深入内容见 镜像与 Dockerfile、容器、数据与网络、Docker Compose。

参考文献