跳到主要内容

Docker基础教程--寒枫

非常好的入门教学视频！！Bilibili：40分钟的Docker实战攻略，一期视频精通Docker 以下笔记中大部分也是转载了该视频评论区的一条热评。 该UP主给出的资源 tech-shrimp/docker_installer： Docker官方安装包，用来解决因国内网络无法安装使用Docker的问题

常用docker命令​

# 查看运行状态
docker ps

# 查看日志
docker logs qdrant -f

# 停止容器
docker stop qdrant

# 启动容器
docker start qdrant

# 删除容器（数据仍在卷中）
docker rm qdrant

架构​

Docker 是一种容器化技术，能将应用及其依赖打包成标准化容器，确保在任何支持 Docker 的环境中都能一致运行。Docker与虚拟机的区别就在于Docker不同容器共用一个系统内核！容器(Container)与镜像(Image)的关系类似于面向对象编程中的对象与类，容器是镜像的实例。容器包含了程序、依赖库和文件系统。

Docker是基于Linux的，运行在Windows和Mac上的Docker都虚拟了一个Linux子系统。所以Windows上需要开启Virtual Machine Platform和WSL功能。

技术原理​

Cgroups (Control Groups) 用于限制和隔离进程的资源使用（CPU、内存、网络带宽等），确保容器资源消耗不影响宿主机或其他容器。 Namespaces 用于隔离进程的资源视图，使得容器只能看到自己内部的进程ID、网络资源和文件目录，而看不到宿主机的。 Docker容器本质上是一个特殊的进程，但进入容器内部后，其表现如同一个独立的操作系统。 Docker仓库 (Registry) 用于存放和分享Docker镜像，Docker Hub是Docker的官方公共仓库。 docker命令架构.webp

Docker镜像格式​

面试被问到这个了，不会，没绷住。

归档 / 导出格式（可直接文件传输的格式）​

这类格式是将镜像打包为可存储、可传输的文件，最常见的就是 .tar 衍生格式，也是日常运维中最常接触的类型：

  1. 纯 .tar 格式（Docker 早期 / 通用导出）
  • 生成方式：通过 docker save <镜像名:标签> > 镜像名.tar 命令导出，本质是将镜像的多层文件系统、元数据打包为 tar 归档文件。
  • 特点：
    • 可包含多个镜像（如 docker save 镜像1 镜像2 > all.tar）；
    • 文件名可自定义（.tar 是后缀，也可写成 .tar.gz 压缩）；
    • 导入需用 docker load < 镜像名.tar 命令，会恢复镜像的完整信息（包括层、标签、ID）。 2. .tar.gz/.tgz（压缩版 tar 格式）
  • 生成方式：在 docker save 后通过 gzip 压缩，如 docker save 镜像名 | gzip > 镜像名.tar.gz。
  • 特点：体积更小，适合网络传输 / 长期存储；导入时需先解压（gzip -d 镜像名.tar.gz）再 docker load，或直接 zcat 镜像名.tar.gz | docker load。 3. .docker 格式（OCI 标准归档）
  • 定义：OCI（Open Container Initiative）规范定义的镜像归档格式，本质是符合 OCI 规范的 tar 包，后缀常为 .docker（也可仍用 .tar）。
  • 生成方式：通过 docker save --format oci 镜像名 > 镜像名.docker 或 buildah push 镜像名 oci-archive:镜像名.docker。
  • 特点：跨容器运行时兼容（如支持 containerd、CRI-O），比 Docker 原生 tar 更标准化。

核心存储格式（Docker 内部 / 仓库存储的格式）​

这类格式是 Docker 镜像在本地存储、推送到镜像仓库（如 Docker Hub、Harbor）时的底层格式，用户不直接接触，但决定了镜像的兼容性和效率：

  1. Docker V2 Schema 1（早期格式，已废弃）
  • 特点：镜像元数据和层信息耦合，不支持内容寻址，安全性和扩展性差，Docker 1.10 后被 Schema 2 取代，目前几乎不再使用。
  1. Docker V2 Schema 2（Docker 主流格式）
  • 定义：Docker 1.10+ 主推的镜像格式，也是 Docker Hub 存储的默认格式，核心是「内容寻址」（通过层的 SHA256 哈希标识）。
  • 核心组成：
    • 镜像层：每个层是一个只读的文件系统快照，以 sha256:<哈希> 命名；
    • 配置文件（config）：JSON 格式，包含镜像的元数据（如 CMD、ENTRYPOINT、环境变量、层哈希）；
    • 清单文件（manifest）：JSON 格式，描述镜像的配置文件地址、各层地址、架构（amd64/arm64）等。
  • 特点：支持多架构镜像（manifest list）、层共享、校验和验证（防止篡改）。
  1. OCI Image Format（OCI 标准存储格式）
  • 定义：OCI 制定的容器镜像标准（兼容 Docker V2 Schema 2），是行业通用规范，确保镜像可在不同容器运行时（Docker、containerd、CRI-O）间兼容。
  • 核心组成：
    • blobs/：存储镜像层（layer）、配置文件（config）的二进制数据；
    • index.json：对应 Docker 的 manifest list，描述多架构镜像；
    • manifest.json：对应 Docker 的 manifest，描述单架构镜像；
  • 特点：完全开源、无厂商锁定，是云原生场景的主流格式，Docker 20.10+ 已全面支持。

安装​

在Ubuntu/Debian系统上安装Docker​

更新软件包​

在开始安装Docker之前，建议先更新系统的软件包。

sudo apt update && sudo apt upgrade -y
安装依赖包​

安装一些必要的依赖包，这些依赖包在安装Docker时会用到。

sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg lsb-release -y
添加Docker GPG密钥​

为了验证从Docker仓库下载的软件包，我们需要添加Docker的官方GPG密钥。

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
添加Docker仓库​

将Docker的仓库添加到APT源列表中。

echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

对于Debian系统，请替换ubuntu为debian。

安装Docker引擎​

更新APT包索引，然后安装Docker引擎。

sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -y
启动并验证Docker​

启动Docker服务并设置开机自启动，然后验证Docker是否安装成功。

sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
sudo docker --version

如果看到Docker的版本信息，说明Docker成功安装。

在CentOS/RHEL系统上安装Docker​

更新软件包​

同样，建议先更新系统的软件包。

sudo yum update -y
安装依赖包​

安装必要的依赖包。

sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
添加Docker仓库​

使用yum-config-manager添加Docker CE仓库。

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

对于RHEL系统，请将centos替换为rhel。

安装Docker引擎​

安装Docker CE和containerd。

sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
启动并验证Docker​

启动Docker服务并设置开机自启动，然后验证Docker是否安装成功。

sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
sudo docker --version

如果看到Docker的版本信息，说明Docker成功安装。

Windows系统安装​

首先启用Windows功能，勾选“Virtual Machine Platform”（虚拟机平台）和“适用于Linux的Windows子系统”（WSL）；根据提示重启电脑； 安装WSL时，以管理员身份打开命令提示符（CMD），执行wsl --set-default-version 2将WSL默认版本设为2，执行wsl --update安装WSL（国内网络建议添加--web-download参数减少下载失败）； 从官方网站下载对应CPU架构的Docker Desktop安装包（Windows通常为AMD64），按提示完成安装；启动Docker Desktop，且需保持该软件运行； 在Windows终端输入docker --version，若能打印版本号则表示安装成功。

Docker镜像管理命令​

docker pull - 下载镜像​

功能是从Docker仓库下载镜像到本地。 镜像构成：一个完整的镜像名称包含四部分：[registry_address/][namespace/] image_name[:tag]。其中，registry_address是Docker仓库的注册表地址，docker.io表示Docker Hub官方仓库，可省略；namespace是命名空间，通常是作者或组织名称，Library是Docker官方仓库的命名空间，可省略；image_name是镜像的名称；tag是镜像的标签名，通常表示版本号，latest表示最新版本，可省略。

示例：docker pull docker.io/Library/nginx:latex，即从Docker Hub官方仓库下载最新版Nginx镜像，也可简化为docker pull nginx。

Registry (注册表) 与 Repository (镜像库)​

Registry指整个Docker Hub网站可视为一个Registry；Repository如Nginx，存储了同一个镜像的不同版本。

网络问题解决方案​

Linux需修改/etc/docker/daemon.json文件，添加"registry-mirrors": ["https://<your-mirror-address>"]，然后重启Docker服务（sudo systemctl restart docker）；Windows/Mac在Docker Desktop的设置中，进入“Docker Engine”配置项，在registry-mirrors中添加镜像站地址，点击“Apply & Restart”。

镜像CPU架构 (--platform)​

使用--platform参数可以指定镜像的CPU架构，docker pull命令默认会自动选择最适合当前宿主机CPU架构的镜像。

docker images - 列出本地镜像​

docker rmi - 删除镜像​

即remove image，删除本地的Docker镜像。参数指定镜像名称或ID。

Docker容器管理命令​

docker run - 创建并运行容器 (最重要命令)​

功能是使用指定的镜像创建并运行一个容器。 自动拉取：如果本地不存在指定镜像，docker run会先自动拉取镜像，再创建并运行容器。 docker ps 用于查看正在运行的容器，输出信息包括Container ID（容器唯一ID）、Image（基于哪个镜像创建）、Names（容器名称）；docker ps -a则查看所有容器（包括正在运行和已停止的）。

-d (Detached Mode)​

功能是让容器在后台执行，不阻塞当前终端窗口； 效果为控制台只打印容器ID，容器日志不会直接输出到终端。

-p (Port Mapping / 端口映射)​

背景：Docker容器运行在独立的虚拟网络环境中，默认无法直接从宿主机访问容器内部网络； 功能是将宿主机的端口映射到容器内部的端口； 语法为-p <宿主机端口>:<容器内部端口>（先外后内）； 示例：-p 80:80将宿主机的80端口转发到容器内的80端口。

-v (Volume Mounting / 挂载卷)​

功能是将宿主机的文件目录与容器内的文件目录进行绑定；目的是实现数据的持久化保存，当容器被删除时，容器内的数据也会被删除，但挂载卷可确保数据保存在宿主机上。

类型包括绑定挂载 (Bind Mount) 和命名卷挂载 (Named Volume)。绑定挂载是直接将宿主机目录路径写入命令，语法为-v <宿主机目录路径>:<容器内部目录路径>，注意宿主机目录内容会覆盖容器内对应目录的原始内容。命名卷挂载是让Docker自动创建一个存储空间，并为其命名，创建命名卷使用docker volume create <卷名称>，使用命名卷的语法为-v <卷名称>:<容器内部目录路径>，其特点是命名卷在第一次使用时，Docker会将容器的文件夹内容同步到命名卷进行初始化（绑定挂载无此功能）。

卷管理命令​

docker volume ls用于列出所有创建过的卷； docker volume inspect <卷名称>查看卷的详细信息，包括在宿主机的真实目录； docker volume rm <卷名称>删除一个卷；docker volume prune删除所有未被任何容器使用的卷。

-e (Environment Variables / 环境变量)​

功能是向容器内部传递环境变量； 语法为-e <KEY>=<VALUE>； 用途常用于配置数据库账号密码等； 查找可在Docker Hub镜像文档或开源项目的GitHub仓库中查找可用的环境变量。

--name (自定义容器名称)​

功能是为容器指定一个自定义的、在宿主机上唯一的名称。

-it (Interactive & TTY / 交互式终端)​

功能是让控制台进入容器内部，获得一个交互式的命令行环境，一般用于临时调试容器，执行Linux命令；语法为docker run -it <镜像名称> /bin/bash (或/bin/sh)。

--rm (运行结束后自动删除)​

功能是当容器停止时，自动将其从宿主机上删除，一般与-it联用，用于临时调试场景。

--restart (重启策略)​

功能是配置容器停止时的重启行为；常用策略有always（只要容器停止，包括内部错误崩溃、宿主机断电等，就会立即重启）和unless-stopped（除非手动停止容器，否则都会尝试重启，对于生产环境非常有用，可自动重启因意外停止的容器，而手动停止的容器不会再重启）。

容器启停与管理​

docker stop <容器ID或名称>用于停止一个正在运行的容器； docker start <容器ID或名称>重新启动一个已停止的容器；使用stop和start启停容器时，之前docker run时设置的端口映射、挂载卷、环境变量等参数都会被Docker记录并保留，无需重新设置； docker inspect <容器ID或名称>查看容器的详细配置信息，输出内容复杂，可借助AI辅助分析； docker create <镜像名称>只创建容器，但不立即启动，若要启动，需后续执行docker start命令。

容器内部操作与调试​

docker logs <容器ID或名称>用于查看容器的运行日志，-f参数可滚动查看日志，实时刷新。 docker exec用于在容器内部执行命令， 功能是在一个正在运行的Docker容器内部执行Linux命令； 语法为docker exec <容器ID或名称> <命令>； 示例：docker exec my_nginx ps -ef查看容器内进程；进入交互式环境可使用docker exec -it <容器ID或名称> /bin/sh（或/bin/bash），获得容器内部交互式命令行环境，进行文件系统查看、进程管理或深入调试；注意容器内部通常是极简操作系统，可能缺失vi等常用工具，需要自行安装，需先在容器内部执行cat /etc/os-release查询系统发行版本（如Debian系容器使用apt update和apt install vim）。

Dockerfile - 构建镜像的蓝图​

Dockerfile是一个文本文件，详细列出了如何制作Docker镜像的步骤和指令，可类比为制作模具的图纸。

基本结构与指令​

FROM <基础镜像>是所有Dockerfile的第一行，选择一个基础镜像，表示新镜像在此基础上构建；WORKDIR <目录路径>设置镜像内的工作目录，后续命令在此目录下执行； COPY <源路径> <目标路径>将宿主机的文件或目录拷贝到镜像内的指定路径； RUN <命令>在镜像构建过程中执行的命令（例如安装依赖）； EXPOSE <端口号>声明镜像提供服务的端口（仅为声明，非强制，实际端口映射仍由-p参数决定）； CMD <命令>是容器运行时默认执行的启动命令，一个Dockerfile只能有一个CMD指令； ENTRYPOINT <命令>与CMD类似，但优先级更高，不易被docker run命令覆盖。 dockerfile文件示例

# 选择基础镜像（Python 3.9官方镜像）
FROM python:3.9-slim
# 设置工作目录为/app
WORKDIR /app
# 将宿主机当前目录下的requirements.txt拷贝到镜像的/app目录
COPY requirements.txt .
# 安装Python依赖包
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
# 将宿主机当前目录下的所有文件拷贝到镜像的/app目录
COPY . .
# 声明容器对外暴露8000端口
EXPOSE 8000
# 设置入口点（固定启动命令前缀）
ENTRYPOINT ["python", "app.py"]
# 设置默认命令参数（可被docker run命令覆盖）
CMD ["--port", "8000"]

docker build - 构建镜像​

功能是根据Dockerfile构建Docker镜像； 语法为docker build -t <镜像名称>[:<版本号>] <Dockerfile所在目录>； 示例：docker build -t docker-test . (在当前目录构建名为docker-test的镜像)。

镜像推送至Docker Hub​

首先登录Docker Hub：docker login； 重新标记镜像：docker tag <本地镜像名称> <你的用户名>/<镜像名称>[:<版本号>]，推送时镜像名称必须包含用户名作为命名空间； 推送镜像：docker push <你的用户名>/<镜像名称>[:<版本号>]； 验证可在Docker Hub网站上搜索到已推送的镜像，其他用户即可通过docker pull下载使用。

Docker网络模式​

与虚拟机类似。

Bridge 桥接模式​

所有容器默认连接到此网络，每个容器被分配一个内部IP地址（通常是172.17.x.x开头）。通信方面，同一Bridge网络内的容器可以通过内部IP地址互相访问，容器网络与宿主机网络默认隔离，需通过端口映射（-p）才能从宿主机访问。

自定义子网：创建使用docker network create <子网名称>，加入使用docker run --network <子网名称> ...。同一子网内的容器可以使用容器名称互相访问（Docker内部DNS机制），不同子网之间默认隔离。

docker入门桥接网络子网.webp

Host 主机模式​

功能是Docker容器直接共享宿主机的网络命名空间；IP地址为容器直接使用宿主机的IP地址；端口无需端口映射（-p），容器内的服务直接运行在宿主机的端口上，通过宿主机的IP和端口即可访问；用途是解决一些复杂的网络问题；语法为docker run --network host ...。

None 无网络模式​

功能是容器不连接任何网络，完全隔离；语法为docker run --network none ...。

网络管理命令​

docker network ls用于列出所有Docker网络（包括默认的bridge、host、none以及自定义子网）；docker network rm <网络名称>删除自定义子网（默认网络不可删除）。

Docker Compose - 多容器编排​

背景：当一个完整的应用由多个模块（如前端、后端、数据库）组成时，若将所有模块打包成一个巨大容器，会导致故障蔓延、伸缩性差；若每个模块独立容器化，则管理多个容器（创建、网络配置）会增加复杂性。 解决方案：Docker Compose是一种轻量级的容器编排技术，用于管理多个容器的创建和协同工作。使用YAML文件（通常命名为docker-compose.yml）定义多服务应用，可视为多个docker run命令按照特定格式组织在一个文件中。 services是顶级元素，每个服务对应一个容器； 服务名称（如mongodb）对应docker run中的--name，作为容器名的一部分； image对应docker run中的镜像名；environment对应docker run的-e参数； volumes对应docker run的-v参数；ports对应docker run的-p参数。 网络方面，Docker Compose会自动为每个Compose文件创建一个默认子网，文件中定义的所有容器都会自动加入此子网，并可通过服务名称互相访问；depends_on定义容器的启动顺序，确保依赖服务先启动。 dockercompose入门示例对比.webp compose文件示例

# 版本声明（根据Docker Compose版本选择，常用3.x）
version: '3.8'
# 定义所有服务（容器）
services:
  # 服务1：Web应用（基于Python）
  webapp:
    # 使用的镜像（可替换为自定义镜像或官方镜像）
    image: python:3.9-slim
    # 端口映射：宿主机8000端口 -> 容器8000端口（对应-p 8000:8000）
    ports:
      - "8000:8000"
    # 环境变量（对应-e参数）
    environment:
      - DATABASE_URL=mongodb://mongodb:27017/mydb  # 连接下方的mongodb服务
      - DEBUG=True
    # 数据卷：宿主机当前目录的app文件夹 -> 容器内的/app（对应-v ./app:/app）
    volumes:
      - ./app:/app
    # 工作目录（容器内执行命令的目录）
    working_dir: /app
    # 容器启动命令
    command: python app.py
    # 依赖关系：启动webapp前先启动mongodb
    depends_on:
      - mongodb

  # 服务2：MongoDB数据库
  mongodb:
    # 使用官方MongoDB镜像
    image: mongo:5.0
    # 端口映射：宿主机27017 -> 容器27017（可选，本地调试用）
    ports:
      - "27017:27017"
    # 数据卷：持久化数据库数据（宿主机的mongodb_data目录 -> 容器内的数据目录）
    volumes:
      - mongodb_data:/data/db
    # 环境变量：设置数据库root用户密码
    environment:
      - MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin
      - MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=123456
# 声明命名卷（需在顶级volumes下定义，用于持久化数据）
volumes:
  mongodb_data:

Docker Compose命令​

docker compose up用于启动当前目录下YAML文件中定义的所有服务（容器），该文件命名需要标准规范（docker-compose.yaml或compose.yaml），而命名为test.yaml是无法启动的；-d参数可实现后台运行，且会自动创建子网和容器。 docker compose down停止并删除由Compose文件定义的所有服务和网络；docker compose stop仅停止服务，不删除容器；docker compose start启动已停止的服务；docker compose -f <文件名.yml> up指定非标准文件名的Compose文件进行操作。

docker compose up -d  # -d 是 --detach 的简写，代表后台运行；
docker compose stop
docker compose down

安装Docker desktop​

教程：Docker Desktop For Windows 完整安装教程-CSDN博客 安装docker默认在c盘，界面没有修改安装目录的选项，所以可以用命令安装到d盘，准备d盘安装目录： D:\install_package ├── Docker_Desktop │ ├── install_path\ ← Docker将安装在这里 │ ├── downloads\ ← 存放安装包 │ └── data\ ← 后续存放数据文件

# 在PowerShell中执行，创建文件夹
New-Item -ItemType Directory -Path "D:\install_package\Docker_Desktop\install_path" -Force
New-Item -ItemType Directory -Path "D:\install_package\Docker_Desktop\downloads" -Force
New-Item -ItemType Directory -Path "D:\install_package\Docker_Desktop\data" -Force

# 给文件夹完全控制权限（避免安装失败）
icacls "D:\install_package\Docker_Desktop\install_path" /grant "Everyone:F" /T
icacls "D:\install_package\Docker_Desktop\install_path" /grant "Users:F" /T

#将安装包移动到：D:\install_package\Docker_Desktop\downloads\ ，
# 以管理员身份打开PowerShell
# 切换到下载目录
cd "D:\install_package\Docker_Desktop\downloads"

# 查看安装包文件名（通常是 Docker Desktop Installer.exe）
dir *.exe

# 运行安装命令，指定安装路径
# 注意：根据你的实际文件名调整
.\"Docker Desktop Installer.exe" install --installation-dir="D:\install_package\Docker_Desktop\install_path"

# 1、在系统上搜索 docker.exe目录
Get-Command docker -ErrorAction SilentlyContinue

# 2、设置docker.exe路径变量
$dockerCliPath = "D:\install_package\Docker_Desktop\install_path\resources\bin"
# 3、将Docker添加到系统PATH
[Environment]::SetEnvironmentVariable("PATH", $env:PATH + ";$dockerCliPath", "Machine")
Write-Host "已将 $dockerCliPath 添加到系统 PATH"

# 4、检查Docker版本
docker --version

什么项目适合打包为单一镜像？​

特征说明示例
无外部依赖不需要外部配置文件或密钥静态网站、纯计算工具
数据内嵌模型数据、配置文件打包在镜像内微调后的 LLM、NLP 模型
无状态运行时不产生持久化数据API 服务、批处理任务
可替换更新时直接替换整个镜像定期更新的算法模型

k8s

Kubernetes，适用于跨节点（物理机 / 虚拟机）的容器集群管理，让应用部署从 “单容器 / 单主机” 升级为 “分布式容器集群”。 Docker Compose适合个人使用和单机运行的轻量级容器编排需求。Kubernetes是企业级服务器集群和大规模容器编排的解决方案，功能更为复杂。