Docker知识框架

Docker 知识框架

1. Docker 概述

• 定义: Docker 是一个开源的应用容器引擎，允许开发者将应用及其依赖打包到一个轻量级、可移植的容器中。
• 核心概念:
  • 容器: 轻量级的、可执行的软件包，包含运行应用所需的所有内容。
  • 镜像: 容器的模板，包含应用代码、库、环境变量和配置文件。
  • Dockerfile: 用于定义镜像的文本文件，包含一系列指令。
  • 仓库 (Registry): 用于存储和分发 Docker 镜像的地方，如 Docker Hub。

2. Docker 架构

• Docker 引擎: 包括 Docker 守护进程 (Docker Daemon)、REST API 和 Docker 客户端。
• Docker 客户端: 用户与 Docker 交互的命令行工具。
• Docker 守护进程: 负责构建、运行和管理 Docker 容器。
• Docker 对象:
  • 镜像: 只读模板。
  • 容器: 镜像的运行实例。
  • 网络: 容器之间的通信。
  • 卷: 持久化数据存储。

3. Docker 安装与配置

• 安装 Docker:
  • Linux: sudo apt-get install docker-ce
  • Windows: 使用 Docker Desktop。
  • macOS: 使用 Docker Desktop。
• 配置 Docker:
  • 修改 daemon.json 配置文件。
  • 设置镜像加速器。

4. Docker 基本操作

• 镜像操作:
  • 拉取镜像: docker pull <image_name>
  • 列出镜像: docker images
  • 删除镜像: docker rmi <image_id>
• 容器操作:
  • 运行容器: docker run <image_name>
  • 列出容器: docker ps (运行中) 或 docker ps -a (所有)
  • 停止容器: docker stop <container_id>
  • 删除容器: docker rm <container_id>
• 日志查看: docker logs <container_id>
• 进入容器: docker exec -it <container_id> /bin/bash

5. Dockerfile

• 指令:
  • FROM: 指定基础镜像。
  • RUN: 执行命令。
  • COPY: 复制文件。
  • ADD: 复制并解压文件。
  • CMD: 容器启动时执行的命令。
  • ENTRYPOINT: 容器启动时执行的主命令。
  • ENV: 设置环境变量。
  • EXPOSE: 暴露端口。
  • VOLUME: 定义卷。
• 构建镜像: docker build -t <image_name> .

6. Docker 网络

• 网络模式:
  • bridge: 默认网络模式。
  • host: 使用主机网络。
  • none: 无网络。
  • overlay: 用于 Swarm 集群。
• 创建网络: docker network create <network_name>
• 连接容器到网络: docker network connect <network_name> <container_id>

7. Docker 卷

• 创建卷: docker volume create <volume_name>
• 挂载卷: docker run -v <volume_name>:/path/in/container <image_name>
• 查看卷: docker volume ls
• 删除卷: docker volume rm <volume_name>

8. Docker Compose

• 定义: 用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。
• YAML 文件: docker-compose.yml
  • version: 指定 Compose 文件版本。
  • services: 定义服务。
  • networks: 定义网络。
  • volumes: 定义卷。
• 常用命令:
  • 启动服务: docker-compose up
  • 停止服务: docker-compose down
  • 查看日志: docker-compose logs

9. Docker Swarm

• 定义: Docker 的原生集群管理工具。
• 节点类型:
  • Manager: 管理集群。
  • Worker: 运行任务。
• 初始化 Swarm: docker swarm init
• 加入 Swarm: docker swarm join
• 部署服务: docker service create
• 查看服务: docker service ls

10. Docker 安全

• 最佳实践:
  • 使用最小化基础镜像。
  • 限制容器权限: --cap-drop 和 --cap-add。
  • 使用只读文件系统: --read-only。
  • 定期更新镜像和容器。
• 安全工具:
  • Docker Bench Security。
  • Clair: 镜像漏洞扫描。

11. Docker 与 CI/CD

• 持续集成/持续部署:
  • 使用 Docker 镜像作为构建和测试环境。
  • 使用 Docker Compose 定义多服务应用。
  • 使用 Docker Swarm 或 Kubernetes 进行部署。
• 工具集成:
  • Jenkins。
  • GitLab CI。
  • Travis CI。

12. Docker 与 Kubernetes

• Kubernetes 概述: 容器编排工具。
• Docker 与 Kubernetes 的关系:
  • Kubernetes 可以使用 Docker 作为容器运行时。
  • Docker Swarm 是 Docker 的原生编排工具，与 Kubernetes 竞争。
• 迁移到 Kubernetes:
  • 使用 kompose 工具将 Docker Compose 文件转换为 Kubernetes 配置文件。

13. Docker 生态系统

• Docker Hub: 公共镜像仓库。
• Docker Trusted Registry (DTR): 企业级私有镜像仓库。
• Docker Enterprise: 企业级 Docker 平台。
• 第三方工具:
  • Portainer: Docker 管理界面。
  • Rancher: 容器管理平台。

14. Docker 常见问题与解决方案

• 容器启动失败: 检查日志，排查配置错误。
• 网络问题: 检查网络配置，确保端口映射正确。
• 性能问题: 优化镜像大小，减少层数。
• 数据持久化: 使用卷或绑定挂载。

15. Docker 未来发展趋势

• 容器标准化: OCI (Open Container Initiative)。
• Serverless 与容器: 如 Knative。
• 边缘计算: 容器在边缘设备上的应用。
• 安全增强: 更多的安全工具和最佳实践。

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这个框架涵盖了 Docker 的核心概念、操作、工具和生态系统，适合初学者和进阶用户参考。