📘 第01课：容器概念与安装

基础 从零开始理解容器技术，亲手安装Docker环境

🤔 为什么需要容器？

在容器出现之前，应用部署面临三大痛点：

• 环境不一致——"在我机器上能跑"是开发者的口头禅，但到了生产环境就出问题
• 资源浪费——传统虚拟机每个都要跑完整OS，开销大、启动慢
• 部署繁琐——依赖版本冲突、配置差异，手动部署容易出错

容器技术的核心思想：将应用及其所有依赖打包成一个标准化单元，确保在任何环境都能一致运行。

📦 容器 vs 虚拟机

🔬 容器技术的底层原理

Docker容器并非魔法，它依赖Linux内核的三大核心技术：

1. Namespaces（命名空间）—— 看到"什么"

Namespaces为容器提供隔离的视图，让每个容器以为自己独占系统：

2. Cgroups（控制组）—— 能用"多少"

Cgroups限制容器可使用的系统资源：

• CPU——限制CPU核心数和使用比例
• 内存——限制内存和swap使用量
• 磁盘I/O——限制读写速率
• 网络——限制带宽
• PID数——限制可创建的进程数

3. UnionFS（联合文件系统）—— 怎么"存"

UnionFS将多个只读层叠加为一个统一的文件系统视图，这是Docker镜像分层存储的基础：

🛠️ Docker安装

Ubuntu/Debian安装

# 1. 更新包索引
sudo apt-get update

# 2. 安装依赖
sudo apt-get install -y ca-certificates curl gnupg

# 3. 添加Docker官方GPG密钥
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# 4. 添加Docker仓库
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

# 5. 安装Docker Engine
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

# 6. 验证安装 ✅
docker --version
Docker version 29.1.3, build 29.1.3-0ubuntu3~24.04.2

# 7. 启动并设置开机自启
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

CentOS/RHEL安装

# 1. 安装依赖
sudo yum install -y yum-utils

# 2. 添加Docker仓库
sudo yum-config-manager --add-repo \
  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 3. 安装Docker
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin

# 4. 启动并设置开机自启
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# 5. 验证 ✅
docker --version

👤 免sudo使用Docker

默认情况下，只有root用户和docker组用户可以运行Docker命令。将当前用户加入docker组：

# 创建docker组（通常已存在）
sudo groupadd docker

# 将当前用户加入docker组
sudo usermod -aG docker $USER

# 使组变更立即生效
newgrp docker

# 验证：无需sudo运行 ✅
docker run hello-world

🧪 验证Docker安装

# 查看Docker版本 ✅
docker version

Client: Docker Engine - Community
 Version:           29.1.3
 API version:       1.49
 Go version:        go1.23.7
 Git commit:        29.1.3-0ubuntu3~24.04.2
 Built:             Thu Mar  6 17:48:56 2025
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          29.1.3
  API version:      1.49 (minimum version 1.24)
  Go version:       go1.23.7

# 查看Docker系统信息 ✅
docker info

# 运行hello-world测试容器 ✅
docker run hello-world

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

🔧 Docker架构详解

Docker采用Client-Server架构：

核心组件说明

⚙️ Docker配置与镜像加速

国内访问Docker Hub可能很慢，配置镜像加速器：

# 创建或编辑Docker配置文件
sudo mkdir -p /etc/docker

sudo tee /etc/docker/daemon.json <<'EOF'
{
  "registry-mirrors": [
    "https://mirror.ccs.tencentyun.com",
    "https://registry.docker-cn.com"
  ],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "10m",
    "max-file": "3"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF

# 重载配置并重启Docker
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

# 验证配置 ✅
docker info | grep -A 5 "Registry Mirrors"

📋 常用Docker命令速查

# 系统信息
docker version            # 查看版本 ✅
docker info               # 查看系统信息 ✅
docker system df          # 查看磁盘使用 ✅

# 镜像操作
docker images             # 列出本地镜像
docker pull <image>       # 拉取镜像
docker rmi <image>        # 删除镜像

# 容器操作
docker ps                 # 列出运行中容器
docker ps -a              # 列出所有容器
docker run <image>        # 创建并运行容器
docker stop <container>   # 停止容器
docker rm <container>     # 删除容器

# 清理
docker system prune       # 清理未使用资源
docker system prune -a    # 清理所有未使用资源（含镜像）

🌍 Docker生态系统

❓ 常见问题