Docker安装 镜像管理 性能优化 大全

Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。容器完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

• 快速，一致地交付你的应用：Docker容器可以确保从开发环境到生产环境的一致性，简化软件交付过程。
• 响应式部署和扩展：Docker的轻量级和快速启动特性使得基于容器的应用可以在短时间内被自动扩展或缩减。
• 在同一硬件上运行更多的工作负载：Docker是资源友好的，可以让你在同一套硬件上运行更多的应用。

目录：

• Docker安装
  • Linux上安装Docker
  • Windows上安装Docker
  • macOS上安装Docker
  • 验证安装
• Docker镜像管理
  • 查找镜像
  • 拉取镜像
  • 查看本地镜像
  • 删除镜像
  • 构建镜像
• Docker容器管理
  • 运行容器
  • 查看运行中的容器
  • 停止容器
  • 启动已停止的容器
  • 删除容器
  • 容器日志
• Docker网络管理
  • 查看网络
  • 创建网络
  • 运行容器时指定网络
  • 连接容器到网络
  • 断开容器与网络的连接
  • 删除网络
• Docker卷和数据管理
  • 创建卷
  • 运行容器时挂载卷
  • 查看卷
  • 删除卷
• Docker Compose使用
  • 安装Docker Compose
  • 使用Compose文件定义服务
  • 启动服务
  • 停止服务
• 制作Dockerfile
  • 示例：Python Flask 应用
  • 制作java jar文件Dockerfile
• Docker Swarm集群管理
  • Swarm集群
  • Swarm集群
  • Swarm节点
  • 部署服务到Swarm
  • Swarm服务
• 安全管理
  • 官方镜像
  • 扫描镜像中的漏洞
  • 最小化容器权限
  • 管理容器的网络访问
  • 安全存储敏感数据
• Docker性能优化
  • 优化容器启动时间
  • 资源限制
  • 日志管理
• Docker文件系统和存储优化
  • Overlay2 文件系统
  • 多阶段构建
• Docker安全加固
  • 使用非root用户运行容器
  • 利用Docker秘密管理敏感信息
• Docker监控和日志管理
  • 使用Prometheus和Grafana进行监控
  • 配置日志驱动
• Docker CI/CD集成
  • 示例：使用Docker在GitLab CI/CD中构建和推送镜像
• Docker常见问题解答

Docker安装

Docker支持多种平台，包括Ubuntu、Debian、CentOS等Linux发行版，以及Windows和macOS。

Linux上安装Docker

以Ubuntu为例，首先更新应用包索引：

然后安装Docker：

Windows上安装Docker

在Windows上，可以通过安装Docker Desktop来使用Docker。访问Docker官网下载Docker Desktop安装程序，然后按照向导完成安装。

macOS上安装Docker

在macOS上，同样可以通过安装Docker Desktop来使用Docker。访问Docker官网下载Docker Desktop安装程序，然后按照向导完成安装。

验证安装

安装完成后，可以通过运行hello-world镜像来验证Docker是否正确安装：

如果安装正确，你将看到一条消息，说明你的Docker正在运行，并且能够从Docker Hub拉取镜像。

或者使用docker version命令看下docker版本，能看到版本说明也是安装成功：

Docker镜像管理

Docker镜像是一个轻量级、可执行的独立软件包，包含运行应用所需的所有内容：代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

查找镜像

在Docker Hub上查找镜像：

这个命令会列出Docker Hub中与ubuntu相关的镜像。

拉取镜像

从Docker Hub拉取一个镜像到本地：

这个命令会从Docker Hub拉取Ubuntu 18.04的官方镜像。

查看本地镜像

查看当前系统上的Docker镜像列表：

截图中是我之前拉的SRS镜像。

删除镜像

删除一个本地镜像：

这个命令会删除本地的Ubuntu 18.04镜像。

构建镜像

使用Dockerfile构建新的镜像：

这个命令会根据当前目录下的Dockerfile来构建一个名为my-ubuntu的镜像。

Docker容器管理

容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行环境。通过Docker容器，开发者可以打包应用与环境，并在任何支持Docker的平台上无缝部署。

运行容器

从镜像启动一个新容器：

这个命令会从ubuntu:18.04镜像启动一个名为my-container的容器，并启动一个交互式的bash会话。

查看运行中的容器

查看当前正在运行的容器：

停止容器

停止一个运行中的容器：

启动已停止的容器

启动一个已停止的容器：

删除容器

删除一个容器：

注意：只有停止状态的容器才能被删除。

容器日志

查看容器的输出日志：

这个命令会显示容器的标准输出。

Docker网络管理

Docker网络允许容器间通信，以及容器与外部世界通信。Docker提供了多种网络模式，包括bridge、host、none和overlay等。

查看网络

列出所有Docker网络：

创建网络

创建一个新的网络：

这个命令创建了一个名为my-bridge-network的bridge网络。

运行容器时指定网络

在特定网络中运行容器：

这个命令在my-bridge-network网络中启动了一个名为my-container的容器，并运行nginx服务。

连接容器到网络

将已存在的容器连接到网络：

断开容器与网络的连接

从网络中断开容器：

删除网络

删除一个网络：

Docker卷和数据管理

Docker卷用于持久化和共享容器的数据。通过使用卷，可以将数据生命周期从容器生命周期中解耦出来。

创建卷

创建一个新的卷：

运行容器时挂载卷

在容器中使用卷：

这个命令启动了一个nginx容器，将my-volume卷挂载到容器的/data目录。

查看卷

列出所有卷：

删除卷

删除一个卷：

Docker Compose使用

Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用的工具。通过Compose，你可以使用YAML文件来配置应用的服务。

安装Docker Compose

请根据官方文档指引安装Docker Compose。

使用Compose文件定义服务

创建一个docker-compose.yml文件，定义服务：

启动服务

通过Docker Compose启动服务：

停止服务

停止由Docker Compose启动的服务：

制作Dockerfile

制作一个Dockerfile通常涉及定义从哪个基础镜像开始、如何构建你的应用、以及当容器启动时需要执行什么命令等步骤。下面是一个简单的示例，展示了如何为一个Python Flask应用创建一个Dockerfile。

示例：Python Flask 应用

假设你有一个简单的Flask应用，结构如下：

其中，app.py是Flask应用的主文件，requirements.txt列出了所有的Python依赖。

app.py

@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, Docker!'

if __name__ == '__main__':
app.run(debug=True, host='0.0.0.0')

requirements.txt

Dockerfile

接下来，创建一个Dockerfile来容器化这个Flask应用。

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 将当前目录内容复制到位于/app中的容器中
COPY . /app

# 安装requirements.txt中指定的任何所需包
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 使端口80可用于该容器外的环境
EXPOSE 80

# 定义环境变量
ENV NAME World

# 在容器启动时运行app.py
CMD ["python", "app.py"]

这个Dockerfile执行了以下步骤：

1. 从官方Python 3.8 slim镜像开始构建。
2. 将工作目录设置为容器内的/app。
3. 复制当前目录下的所有文件到容器内的/app目录。
4. 使用pip安装requirements.txt文件中列出的所有依赖。
5. 将容器的端口80设置为对外开放。
6. 设置一个环境变量NAME，值为World。
7. 定义容器启动时执行的默认命令为python app.py。

构建和运行Docker镜像

在包含Dockerfile的目录中运行以下命令来构建镜像：

构建完成后，运行你的容器：

这会将容器的80端口映射到宿主机的4000端口。现在，你可以通过访问http://localhost:4000来访问你的Flask应用。

这只是一个基本的Dockerfile示例。根据你的应用需求，你可能需要调整和优化你的Dockerfile，例如使用多阶段构建来减小镜像大小，或者添加更多的配置和优化步骤。

制作java jar文件Dockerfile

制作一个用于Java应用（打包成jar文件）的Dockerfile通常需要考虑基础镜像、构建环境、运行环境和启动命令等因素。以下是一个示例，展示如何为一个简单的Spring Boot应用创建一个Dockerfile。

假设

• 你的Spring Boot应用已经被打包成一个名为app.jar的jar文件。
• 你想要在容器内运行这个jar文件。

Dockerfile

# 设置工作目录为/app
WORKDIR /app

# 将jar文件复制到容器的/app目录下
COPY target/app.jar /app/app.jar

# 暴露应用运行的端口
EXPOSE 8080

# 定义容器启动时执行的命令
CMD ["java", "-jar", "/app/app.jar"]

这个Dockerfile执行了以下步骤：

1. 基础镜像：从官方OpenJDK 11 slim版本的镜像开始构建。这个镜像包含了运行Java应用所需的JRE环境。
2. 工作目录：将容器内的工作目录设置为/app。
3. 复制jar文件：将构建好的jar文件（假设位于你的项目的target目录下）复制到容器的/app目录下。请根据你的实际构建路径修改COPY命令中的源路径。
4. 暴露端口：将容器的端口8080设置为对外开放，这假设你的Spring Boot应用默认监听在8080端口上。如果你的应用监听的是其他端口，请相应地修改此处。
5. 启动命令：定义了容器启动时执行的命令，使用java -jar来运行jar文件。

构建和运行Docker镜像

在包含Dockerfile的目录中运行以下命令来构建镜像：

构建完成后，运行你的容器：

这会将容器的8080端口映射到宿主机的8080端口。现在，你可以通过访问http://localhost:8080来访问你的Spring Boot应用。

 

请注意，这个示例假设你的Spring Boot应用已经被构建并打包成jar文件。在实际的项目中，你可能会使用Maven或Gradle作为构建工具，并且可能会在Dockerfile中包含构建步骤，或者使用多阶段构建来优化最终镜像的大小。

Docker Swarm集群管理

Docker Swarm是Docker的原生集群管理工具，它允许你将多个Docker主机组成一个集群，在集群中部署和管理容器。

Swarm集群

在主节点上初始化Swarm集群：

这个命令会初始化一个Swarm集群，并将当前节点设置为管理节点。

Swarm集群

在工作节点上加入Swarm集群：

使用管理节点提供的加入令牌来加入集群。

Swarm节点

在管理节点上查看集群的节点信息：

部署服务到Swarm

在Swarm集群中部署服务：

这个命令会在Swarm集群中创建一个名为my-web的服务，并部署3个nginx容器实例。

Swarm服务

列出所有Swarm服务：

查看特定服务的详细信息：

缩放服务的副本数量：

更新服务：

安全管理

Docker安全包括镜像安全、容器运行时安全、网络安全等方面。

官方镜像

尽可能使用官方镜像，减少安全风险。

扫描镜像中的漏洞

使用Docker Hub或其他第三方工具扫描镜像中的安全漏洞。

最小化容器权限

使用最小权限原则运行容器，例如，避免使用--privileged标志。

管理容器的网络访问

根据需要配置容器的网络访问策略，避免不必要的外部访问。

安全存储敏感数据

使用Docker secrets或其他加密工具安全地存储和管理敏感数据。

Docker性能优化

优化Docker的性能，包括容器性能优化、资源分配、日志管理等。

优化容器启动时间

尽量减少容器镜像的大小，使用Alpine Linux等轻量级基础镜像。

资源限制

合理分配容器的CPU和内存资源，避免资源争抢导致的性能下降。

日志管理

合理配置容器日志的大小和滚动策略，避免日志文件过大影响性能。

Docker文件系统和存储优化

Overlay2 文件系统

Overlay2是Docker推荐的存储驱动，因为它提供了良好的性能和兼容性。Overlay2通过创建一个层叠的文件系统，将容器和镜像的变更层放在顶层，而共享的只读层保持不变。

多阶段构建

利用Dockerfile的多阶段构建可以减小最终镜像的大小，提高构建效率。例如，您可以在一个阶段中编译您的应用，然后在另一个阶段中仅复制编译后的二进制文件到一个新的轻量级基础镜像中。

# 第二阶段：运行
FROM alpine:latest
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/myapp .
CMD ["./myapp"]

Docker安全加固

使用非root用户运行容器

默认情况下，容器以root用户运行，这可能带来潜在的安全风险。通过在Dockerfile中指定非root用户，可以增加容器的安全性。

利用Docker秘密管理敏感信息

对于需要在容器中使用的敏感信息（如数据库密码），应避免直接在Dockerfile或环境变量中硬编码，而是使用Docker秘密（Docker Secrets）来安全地管理这些数据。

Docker监控和日志管理

使用Prometheus和Grafana进行监控

Prometheus是一个开源监控解决方案，可以与Docker容器化环境很好地集成。通过导出容器和Docker守护进程的度量标准，Prometheus可以收集并存储这些数据，而Grafana可以用来可视化这些数据。

配置日志驱动

Docker支持多种日志驱动程序，可以将容器的日志发送到不同的目的地，如本地文件、json-file或远程日志服务器。通过合理配置日志驱动，可以有效管理容器日志。

Docker CI/CD集成

Docker可以与Jenkins、GitLab CI/CD等持续集成和持续部署工具无缝集成。通过在CI/CD管道中使用Docker，可以自动化构建、测试和部署容器化应用。

示例：使用Docker在GitLab CI/CD中构建和推送镜像

Docker常见问题解答

Q: 如何删除所有停止的容器？

A: 使用docker container prune命令。

Q: 如何删除悬空(dangling)镜像？

A: 使用docker image prune命令。

Q: Docker容器与虚拟机有何不同？

A: Docker容器是轻量级的，共享宿主机的内核，而虚拟机包括完整的操作系统和虚拟硬件，因此更重。

Q: 如何备份Docker容器中的数据？

A: 可以通过创建数据卷的快照来备份数据，或者使用docker cp命令将数据从容器复制到宿主机。