Docker部署实战入门指南

概述

Docker部署实战文章全面解析从基础概念到高级应用，深入探讨Docker与传统虚拟化的差异，强调其轻量级、隔离性、可移植性和高效资源利用率。文章详细阐述了Docker的核心组件，包括镜像、容器、网络配置与服务管理，并通过Docker Compose简化多服务部署。实战部分覆盖从Windows、MacOS、Linux上安装Docker，到构建、上传、下载镜像，运行容器，直至部署简易Web应用和实践升级与回滚策略。文章旨在提供从入门到进阶的全面指南，帮助开发者高效利用Docker进行应用部署与管理。

Docker基础概念解析

什么是Docker

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。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker与传统虚拟化的区别

虚拟化技术对比

• 全虚拟化：在宿主机上安装一个虚拟机，虚拟机里运行应用，但性能受限于虚拟化层。
• 半虚拟化：通过硬件辅助的虚拟化技术，如VMware的VMX-EXT、KVM的KVM-EX，减少虚拟化层的开销。
• 轻量级虚拟化：如Docker，基于操作系统级别的虚拟化，不需要额外的硬件支持，性能接近裸机，但资源消耗相对较少。

Docker优势解析

1. 轻量级：基于操作系统级别的虚拟化，运行在Linux、Windows、macOS等操作系统上。
2. 隔离性：每个容器都有自己的文件系统、网络和端口空间，相互之间完全隔离。
3. 可移植性：容器可以轻松在任何基于Linux的系统上运行，不受操作系统版本差异的影响。
4. 资源利用率：容器共享宿主机的操作系统，减少了资源消耗。

Docker的核心组件介绍

镜像与容器

镜像基础

• 基镜像（Base Image）：构建容器的基础，包含操作系统、依赖库、开发工具等。
• 中间镜像（Intermediate Image）：构建过程中，每次添加新层时创建的临时镜像。
• 最终镜像（Final Image）：所有添加的层合并后生成的镜像，包含最终的运行文件、配置和依赖。
• 镜像仓库（Image Repository）：集中式仓库，用于存储和分发镜像，如Docker Hub、私有仓库等。

容器实例

• 运行实例：镜像的运行实例，每个容器都有自己的文件系统、网络和端口空间，相互独立。

容器网络

• 宿主机网络：容器可以与宿主机通信。
• 桥接网络：默认网络配置，容器与宿主机网络通过本地桥接实现通信。
• 自定义网络：允许创建、管理和配置自定义网络，容器间通信更加灵活。

服务与网络配置

• 服务定义：使用编排工具或直接定义配置文件来定义服务的执行方式、依赖关系等。
• 网络配置：配置容器如何与其他容器或宿主机通信，如端口映射和网络连接。

Docker Compose

• 单一配置文件：使用YAML格式的配置文件来定义多个服务、网络和依赖关系，简化多服务部署与管理。

Docker环境搭建

在Windows、MacOS、Linux上安装Docker

Windows安装示例

# 确保安装的Python版本大于等于3.7
python --version

# 下载并安装Docker Desktop
curl -fsSL https://download.docker.com/win/static/stable/Docker%20for%20Windows%20Installer.sh | bash
# 启动Docker Desktop并确保其在系统启动时自动运行

MacOS安装示例

# 使用Homebrew安装Docker
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
brew install docker
# 启动Docker并确保其在系统启动时自动运行
# docker-machine start default

Linux安装示例

# 根据你的Linux发行版，通过包管理器安装Docker
sudo yum install docker -y
# 或者使用最新的Docker仓库
sudo curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh
# 启动Docker并确保其在系统启动时自动运行
systemctl start docker
systemctl enable docker

Docker基本命令快速上手

• 启动/停止容器：

  # 启动容器
  docker run -d [镜像名称]
  # 查看容器状态
  docker ps
  # 停止容器
  docker stop [容器ID]
  

• 镜像操作：

  # 列出所有镜像
  docker images
  # 下载镜像
  docker pull [镜像名称]
  # 删除镜像
  docker rmi [镜像ID]
  

Docker镜像实战

创建自定义Docker镜像

# 创建一个新的Dockerfile
nano Dockerfile
# 在Dockerfile中添加以下内容
FROM ubuntu:latest
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y curl
COPY myscript.sh /myapp/
ENTRYPOINT ["./myscript.sh"]
CMD ["run"]
# 构建镜像
docker build -t mycustomimage .
# 检查构建结果
docker images
# 查看构建日志
docker build --no-cache -t mycustomimage .

镜像的上传与下载

# 将镜像上传到Docker Hub
docker login
docker tag mycustomimage:latest [Docker Hub仓库名称]/mycustomimage:latest
docker push [Docker Hub仓库名称]/mycustomimage

# 从Docker Hub下载镜像
docker pull [Docker Hub仓库名称]/mycustomimage

Docker容器操作与管理

运行你的第一个Docker容器

# 基于Dockerfile运行容器
docker run -d -p 8080:80 mycustomimage:latest
# 查看运行中的容器
docker ps
# 访问运行中的容器
curl localhost:8080

容器的启动、停止、重启与删除

# 启动容器（如果未运行）
docker start [容器ID]
# 停止容器
docker stop [容器ID]
# 重启容器
docker restart [容器ID]
# 删除容器（包括其数据卷和网络连接）
docker rm [容器ID]

实战：容器端口映射与数据卷挂载

# 容器端口映射
docker run -d -p 8080:80 mycustomimage:latest
# 数据卷挂载
docker run -d -v /data:/app -p 8080:80 mycustomimage:latest

Docker网络配置与容器通信

Docker网络模式详解

# 默认桥接网络
docker run -d --name mycontainer ubuntu
# 定义自定义网络
docker network create mynetwork
# 容器使用自定义网络
docker run -d --name mycontainer --network mynetwork ubuntu
# 两容器间通信
docker run -d --name container2 --network mynetwork ubuntu
docker exec -it container2 nc -lk 8080

Docker部署实战案例

部署简易Web应用

构建Web应用镜像

# 创建Dockerfile
nano Dockerfile
# 添加内容
FROM nginx:latest
COPY ./html /usr/share/nginx/html
# 构建镜像
docker build -t webapp .

使用Compose部署多容器应用

# 创建docker-compose.yml
version: "3"
services:
  webapp:
    image: webapp
    ports:
      - "80:80"
  db:
    image: postgres:latest
    environment:
      POSTGRES_USER: postgres
      POSTGRES_PASSWORD: mysecretpassword

应用升级与回滚策略

升级镜像

# 检查当前镜像版本
docker images
# 更新镜像
docker pull updated_webapp:latest
docker stop webapp_container
docker rm webapp_container
docker run -d --name webapp updated_webapp:latest
# 回滚镜像
docker pull webapp:previous_version
docker stop webapp_container
docker rm webapp_container
docker run -d --name webapp previous_version

实践总结与进阶学习路径推荐

总结

Docker提供了一种高效、灵活的容器化技术，适用于应用部署、应用测试、代码项目共享等多个场景。理解并熟练掌握Docker的基础操作和最佳实践，对于提高开发效率和应用部署的可靠性至关重要。

进阶学习路径

• 深入Docker文档：Docker官网提供了丰富的文档和教程，是学习Docker的最佳资源。
• 实践操作：通过实际项目和实验加深对Docker的理解，例如构建更复杂的多服务应用、使用Docker Swarm或Kubernetes进行集群管理。
• 学习现代编排工具：如Kubernetes、Docker Swarm等，了解容器编排在大规模部署中的作用。
• 安全与性能优化：学习如何在保证安全性的前提下，优化Docker容器的性能，包括资源管理、网络优化等。
• 故障排查与监控：掌握Docker容器和应用的故障排查技巧，以及如何通过工具进行容器和应用的监控。

通过持续实践和学习，可以更深入地理解Docker的潜力，并在实际工作中更好地利用容器化技术。