Spring Cloud学习（七）【Docker 容器】-编程知识

文章目录

初识 Docker
- Docker 介绍
- Docker与虚拟机
- Docker架构
- 安装 Docker
Docker 基本操作
- 镜像相关命令
- 容器相关命令
- 数据卷
Dockerfile 自定义镜像
- 镜像结构
- Dockerfile
DockerCompose
- DockerCompose介绍
- 安装DockerCompose
Docker镜像仓库
- 常见镜像仓库服务
- 私有镜像仓库

初识 Docker

Docker 介绍

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
开发、测试、生产环境有差异

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Docker如何解决依赖的兼容问题的？

将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

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内核与硬件交互，提供操作硬件的指令
系统应用封装内核指令为函数，便于程序员调用
用户程序基于系统函数库实现功能

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Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，只是系统应用不同，提供的函数库有差异

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Docker如何解决不同系统环境的问题？

Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的 Linux 内核来运行

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Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

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Docker与虚拟机

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

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Docker和虚拟机的差异：

docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

Docker架构

镜像和容器

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。

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Docker和DockerHub

DockerHub：DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

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Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

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镜像：

将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起

容器：

镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器
客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

安装 Docker

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。

官方网站上有各种环境下的安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

CentOS安装Docker

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

卸载（可选）

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

yum remove docker \docker-client \docker-client-latest \docker-common \docker-latest \docker-latest-logrotate \docker-logrotate \docker-selinux \docker-engine-selinux \docker-engine \docker-ce

安装docker

首先需要大家虚拟机联网，安装yum工具

yum install -y yum-utils \device-mapper-persistent-data \lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源：

# 设置docker镜像源
yum-config-manager \--add-repo \https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.reposed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repoyum makecache fast

然后输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

启动docker

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！

启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

# 关闭
systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动docker：

systemctl start docker  # 启动docker服务systemctl stop docker  # 停止docker服务systemctl restart docker  # 重启docker服务

然后输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

如图：

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配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

CentOS 7 安装DockerCompose

下载

Linux下需要通过命令下载：

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件：

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上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

Docker镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d \--restart=always \--name registry	\-p 5000:5000 \-v registry-data:/var/lib/registry \registry

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:registry:image: registryvolumes:- ./registry-data:/var/lib/registryui:image: joxit/docker-registry-ui:staticports:- 8080:80environment:- REGISTRY_TITLE=传智教育私有仓库- REGISTRY_URL=http://registry:5000depends_on:- registry

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：   
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

Docker 基本操作

镜像相关命令

镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

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docker build
构建镜像
docker push
推送镜像到服务
docker pull
从服务拉取镜像
docker images
查看镜像
docker rmi
删除镜像
docker save
保存镜像为一个压缩包
docker load
加载压缩包为镜像

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从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:

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根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx

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通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

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利用 docker save 将 nginx 镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

步骤一：利用 docker xx --help 命令查看 docker save 和 docker load 的语法

步骤二：使用 docker save 导出镜像到磁盘

步骤三：使用 docker load 加载镜像

镜像操作有哪些？

docker images
docker rmi
docker pull
docker push
docker save
docker load

去 DockerHub 搜索并拉取一个 Redis 镜像

去DockerHub搜索Redis镜像
查看Redis镜像的名称和版本
利用docker pull命令拉取镜像
利用docker save命令将 redis:latest打包为一个redis.tar包
利用docker rmi 删除本地的redis:latest
利用docker load 重新加载 redis.tar文件

容器相关命令

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创建运行一个Nginx容器

步骤一：去 docker hub 查看 Nginx 的容器运行命令

docker run --name mn -p 80:80 -d nginx

命令解读：

docker run ：创建并运行一个容器
--name : 给容器起一个名字，比如叫做mn
-p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
-d：后台运行容器
nginx：镜像名称，例如nginx

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通过映射端口访问容器

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docker run 命令的常见参数有哪些？

--name：指定容器名称
-p：指定端口映射
-d：让容器后台运行

查看容器日志的命令：

docker logs
添加 -f 参数可以持续查看日志

查看容器状态：

docker ps

进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“xm欢迎您”

步骤一：进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mn bash

命令解读：

docker exec ：进入容器内部，执行一个命令
-it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
mn ：要进入的容器的名称
bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

步骤二：进入 nginx 的 HTML 所在目录 /usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

步骤三：修改 index.html 的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#xm欢迎您#g' index.html
sed -i 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

修改成功

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查看容器状态：

docker ps
添加 -a 参数查看所有状态的容器

删除容器：

docker rm
不能删除运行中的容器，除非添加 -f 参数

进入容器：

命令是 docker exec -it [容器名] [要执行的命令]
exec 命令可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

创建并运行一个 redis 容器，并且支持数据持久化

步骤一：到 DockerHub 搜索 Redis 镜像
步骤二：查看 Redis 镜像文档中的帮助信息
步骤三：利用 docker run 命令运行一个Redis容器

docker run --name redis -p 6379:6379 -d redis redis-server --appendonly yes

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步骤一：进入redis容器

docker exec -it redis bash

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步骤二：执行 redis-cli 客户端命令

redis-cli

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步骤三：设置数据 num=666

set num 666

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数据卷

容器与数据耦合的问题

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数据卷（volume） 是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

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数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND]

docker volume 命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

create 创建一个volume
inspect 显示一个或多个volume的信息
ls 列出所有的volume
prune 删除未使用的volume
rm 删除一个或多个指定的volume

创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

创建数据卷

docker volume create html

查看所有数据

docker volume ls

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查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

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数据卷的作用：

将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

数据卷操作：

docker volume create
docker volume ls
docker volume inspect
docker volume rm
docker volume prune

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器目录

docker run \--name mn \-v html:/root/html \-p 8080:80nginx \

docker run ：就是创建并运行容器
-- name mn ：给容器起个名字叫mn
-v html:/root/htm ：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
-p 8080:80 ：把宿主机的8080端口映射到容器内的80端口
nginx ：镜像名称

创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

需求说明：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。
提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷

步骤：

创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vi index.html

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数据卷挂载方式：

-v volumeName: /targetContainerPath
如果容器运行时volume不存在，会自动被创建出来

创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

提示：目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

-v [宿主机目录]:[容器内目录]
-v [宿主机文件]:[容器内文件]

实现思路如下：

在将课前资料中的 mysql.tar 文件上传到虚拟机，通过 load 命令加载为镜像（或者直接通过 docker pull mysql 命令远程拉取）
创建目录 /tmp/mysql/data
创建目录 /tmp/mysql/conf，将课前资料提供的 hmy.cnf 文件上传到 /tmp/mysql/conf
去 DockerHub 查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：
1）挂载 /tmp/mysql/data 到 mysql 容器内数据存储目录
2）挂载 /tmp/mysql/conf/hmy.cnf 到 mysql 容器的配置文件
3）设置 MySQL 密码

docker pull mysql

docker run \
--name mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
-p 3306:3306 \
-v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf \  # 挂载配置文件
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql \  # 挂载数据文件
-d \
mysql:latest

使用 nv 连接成功

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数据卷挂载的方式对比（数据卷挂载/目录挂载）

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docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：
1）-v volume名称:容器内目录
2）-v 宿主机文件:容器内文件
3）-v 宿主机目录:容器内目录
数据卷挂载与目录直接挂载的
1）数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
2）目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile 自定义镜像

镜像结构

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

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镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

BaseImage层：包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统
Entrypoint：入口，是镜像中应用启动的命令
其它：在BaseImage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的安装和配置

Dockerfile

Dockerfile 就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层 Layer。

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更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

步骤1：新建一个空文件夹 docker-demo
步骤2：拷贝课前资料中的 docker-demo.jar 文件到 docker-demo 这个目录
步骤3：拷贝课前资料中的 jdk8.tar.gz 文件到 docker-demo 这个目录
步骤4：拷贝课前资料提供的 Dockerfile 到 docker-demo 这个目录
步骤5：进入 docker-demo
步骤6：运行命令：

docker build -t javaweb:1.0 .

查看文件
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通过 Dockerfile 构建镜像

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \&& tar -xf ./jdk8.tar.gz \&& mv ./jdk1.8.0_144 ./java8# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin# 暴露端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

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启动容器

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访问容器运行的服务

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基于 java:8-alpine 镜像，将一个 Java 项目构建为镜像

实现思路如下：

新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile
拷贝课前资料提供的 docker-demo.jar 到这个目录中
编写Dockerfile文件：
基于java:8-alpine作为基础镜像
将app.jar拷贝到镜像中
暴露端口
编写入口ENTRYPOINT
使用docker build命令构建镜像
使用docker run创建容器并运行

Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

DockerCompose

DockerCompose介绍

Docker Compose 可以基于 Compose 文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！
Compose 文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

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DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

安装DockerCompose

CentOS7安装DockerCompose

下载

Linux下需要通过命令下载：

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件：

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上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

DockerCompose有什么作用？

帮助我们快速部署分布式应用，无需一个个微服务去构建镜像和部署。

将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

实现思路如下：

1）查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件

在这里插入图片描述

2）修改自己的cloud-demo项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名
3）使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar
4）将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应的子目录中
5）将cloud-demo上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

docker-compose.yml

version: "3.2"services:nacos:image: nacos/nacos-serverenvironment:MODE: standaloneports:- "8848:8848"mysql:image: mysql:5.7.25environment:MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123volumes:- "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"- "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"userservice:build: ./user-serviceorderservice:build: ./order-servicegateway:build: ./gatewayports:- "10010:10010"

Docker镜像仓库

常见镜像仓库服务

镜像仓库（ Docker Registry ）有公共的和私有的两种形式：

公共仓库：例如Docker官方的 Docker Hub，国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务，比如网易云镜像服务、DaoCloud 镜像服务、阿里云镜像服务等。
除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。企业自己的镜像最好是采用私有Docker Registry来实现。

私有镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d \--restart=always \--name registry	\-p 5000:5000 \-v registry-data:/var/lib/registry \registry

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问 http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:registry:image: registryvolumes:- ./registry-data:/var/lib/registryui:image: joxit/docker-registry-ui:staticports:- 8080:80environment:- REGISTRY_TITLE=传智教育私有仓库- REGISTRY_URL=http://registry:5000depends_on:- registry

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

推送本地镜像到仓库前都必须重命名(docker tag)镜像，以镜像仓库地址为前缀
镜像仓库推送前需要把仓库地址配置到docker服务的daemon.json文件中，被docker信任
推送使用docker push命令
拉取使用docker pull命令