Docker on Ubuntu：安装、配置和入门

2025-3-17

Docker on Ubuntu：安装、配置和入门

Docker 已经成为现代软件开发和部署中不可或缺的工具。它提供了一种轻量级、可移植且一致的方式来打包、分发和运行应用程序。本文将详细介绍如何在 Ubuntu 系统上安装、配置 Docker，并提供一些入门级的示例，帮助您快速上手 Docker。

1. Docker 简介

在深入安装和配置之前，让我们先简要了解一下 Docker 的核心概念。

1.1 什么是 Docker？

Docker 是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用及其依赖打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 或 Windows 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（类似 iPhone 的 App），更重要的是容器性能开销极低。

1.2 Docker 的核心组件

  • Docker 客户端 (Docker Client): 用户与 Docker 交互的主要方式。您可以通过 Docker 客户端发送命令到 Docker 守护进程。
  • Docker 守护进程 (Docker Daemon): 运行在宿主机上的后台服务，负责构建、运行和管理 Docker 容器。
  • Docker 镜像 (Docker Image): 一个只读模板，用于创建 Docker 容器。镜像包含了运行应用程序所需的所有内容：代码、运行时、系统工具、系统库和设置。
  • Docker 容器 (Docker Container): 镜像的可运行实例。容器是隔离的、轻量级的，并且包含运行应用程序所需的一切。
  • Docker 仓库 (Docker Registry): 用于存储和分发 Docker 镜像的集中位置。Docker Hub 是一个公共的 Docker 仓库，您也可以创建自己的私有仓库。
  • Dockerfile: 一个文本文件，其中包含一系列用于自动构建 Docker 镜像的指令。

1.3 Docker 的优势

  • 轻量级: 容器共享宿主机的内核，不需要额外的操作系统，因此比虚拟机更轻量级、更快速。
  • 可移植性: 一次构建，随处运行。Docker 容器可以在任何支持 Docker 的平台上运行，无需修改。
  • 一致性: 容器提供了一致的运行环境，消除了“在我机器上可以运行”的问题。
  • 隔离性: 容器之间相互隔离，互不影响，提高了安全性。
  • 可扩展性: 可以轻松地创建、复制和销毁容器，实现快速扩展。
  • 版本控制: 可以对镜像进行版本控制，方便回滚和管理。

2. 在 Ubuntu 上安装 Docker

在 Ubuntu 上安装 Docker 有多种方法，我们将介绍两种最常用的方法：使用 APT 仓库安装和使用便捷脚本安装。

2.1 使用 APT 仓库安装 (推荐)

这是官方推荐的安装方法，可以确保您安装的是最新版本的 Docker。

2.1.1 设置仓库

  1. 更新 apt 包索引:

    bash
    sudo apt-get update

  2. 安装必要的软件包，允许 apt 通过 HTTPS 使用仓库:

    bash
    sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg \
    lsb-release

  3. 添加 Docker 的官方 GPG 密钥:

    bash
    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

  4. 设置稳定版仓库:

    bash
    echo \
    "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
    $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
    如果您想使用测试版或 nightly 版，可以将 stable 替换为 test 或 nightly。

2.1.2 安装 Docker Engine

  1. 再次更新 apt 包索引:

    bash
    sudo apt-get update

  2. 安装最新版本的 Docker Engine、containerd 和 Docker Compose:

    bash
    sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
    如果您想安装特定版本的 Docker Engine，请先列出可用版本：
    bash
    apt-cache madison docker-ce
    然后使用第二列中的版本字符串安装，例如：
    sudo apt-get install docker-ce=<VERSION_STRING> docker-ce-cli=<VERSION_STRING> containerd.io docker-compose-plugin

  3. 验证 Docker Engine 是否安装成功:

    bash
    sudo docker run hello-world

    此命令会下载一个测试镜像并在容器中运行。如果一切正常，您将看到一条消息，表明 Docker 已正确安装并正在运行。

2.2 使用便捷脚本安装 (适用于测试和开发环境)

Docker 提供了一个便捷脚本，可以快速安装 Docker。这种方法不建议在生产环境中使用，因为它可能不会安装最新版本的 Docker，并且可能存在安全风险。

  1. 下载并运行脚本:

    bash
    curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
    sudo sh get-docker.sh

  2. 验证安装:
    bash
    sudo docker run hello-world

3. Docker 基本配置

3.1 非 root 用户使用 Docker

默认情况下，Docker 命令需要 root 权限才能运行。为了避免每次都输入 sudo，您可以将您的用户添加到 docker 用户组。

  1. 创建 docker 用户组 (如果不存在):

    bash
    sudo groupadd docker

  2. 将您的用户添加到 docker 用户组:

    bash
    sudo usermod -aG docker $USER

  3. 注销并重新登录 或使用以下命令使更改生效：
    bash
    newgrp docker

  4. 验证您是否可以在没有 sudo 的情况下运行 Docker 命令:

    bash
    docker run hello-world

3.2 配置 Docker 开机自启

为了确保 Docker 在系统启动时自动运行，您需要启用 Docker 服务。

bash
sudo systemctl enable docker

您还可以使用以下命令检查 Docker 服务的状态：

bash
sudo systemctl status docker

3.3 配置 Docker 镜像加速器 (可选)

由于国内访问 Docker Hub 速度较慢，您可以配置 Docker 镜像加速器来加快镜像下载速度。常用的镜像加速器有：

  • Docker 官方中国区加速器
  • 阿里云加速器
  • 网易云加速器
  • DaoCloud 加速器

这里以阿里云加速器为例进行配置。您需要先注册一个阿里云账号，然后在容器服务中找到镜像加速器，获取您的专属加速器地址。

  1. 创建或修改 /etc/docker/daemon.json 文件:

    bash
    sudo nano /etc/docker/daemon.json

  2. 添加以下内容 (将 your-mirror-address 替换为您的加速器地址):

    json
    {
    "registry-mirrors": ["your-mirror-address"]
    }

    如果您有多个加速器地址，可以使用逗号分隔。

  3. 重启 Docker 服务:

    bash
    sudo systemctl restart docker

4. Docker 入门

现在，您已经成功安装并配置了 Docker，让我们来学习一些基本的 Docker 命令和操作。

4.1 常用 Docker 命令

  • docker version: 查看 Docker 版本信息。
  • docker info: 查看 Docker 系统信息，包括镜像和容器数量等。
  • docker search: 搜索 Docker Hub 上的镜像。
  • docker pull: 从 Docker Hub 或私有仓库拉取镜像。
  • docker images: 列出本地镜像。
  • docker run: 创建并运行一个容器。
  • docker ps: 列出正在运行的容器。
  • docker ps -a: 列出所有容器 (包括已停止的)。
  • docker start: 启动一个已停止的容器。
  • docker stop: 停止一个正在运行的容器。
  • docker restart: 重启一个容器。
  • docker rm: 删除一个容器。
  • docker rmi: 删除一个镜像。
  • docker exec: 在正在运行的容器中执行命令。
  • docker logs: 查看容器的日志。
  • docker build: 使用 Dockerfile 构建镜像。
  • docker-compose up: 使用 Docker Compose 启动多个容器应用。
  • docker-compose down: 停止并移除 Docker Compose 启动的容器。

4.2 运行第一个容器

让我们以运行一个 Nginx Web 服务器为例，来体验 Docker 的强大功能。

  1. 拉取 Nginx 镜像:

    bash
    docker pull nginx:latest
    nginx是镜像名称,latest 是标签（tag），表示最新版本。如果不指定标签，默认拉取 latest 标签。

  2. 运行 Nginx 容器:

    bash
    docker run -d -p 8080:80 nginx

    • -d: 后台运行容器。
    • -p 8080:80: 将容器的 80 端口映射到宿主机的 8080 端口。这样您就可以通过访问宿主机的 8080 端口来访问 Nginx 服务器了。
    • nginx: 使用的镜像名称。

  3. 在浏览器中访问 http://localhost:8080，您将看到 Nginx 的欢迎页面。

  4. 查看正在运行的容器:

    bash
    docker ps

    您将看到类似以下的输出：

    CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
    xxxxxxxxxxxx nginx "/docker-entrypoint.…" 2 minutes ago Up 2 minutes 0.0.0.0:8080->80/tcp, :::8080->80/tcp romantic_leavitt

  5. 停止容器:

    bash
    docker stop <CONTAINER ID>
    将 <CONTAINER ID> 替换为您在上一步中看到的容器 ID。

4.3 使用 Dockerfile 构建自定义镜像

Dockerfile 是一个文本文件，其中包含一系列用于自动构建 Docker 镜像的指令。通过 Dockerfile，您可以定义应用程序的运行环境、依赖关系和启动命令等。

  1. 创建一个名为 Dockerfile 的文件 (没有后缀名):

    nano Dockerfile

  2. 在 Dockerfile 中添加以下内容:

    ```dockerfile

    使用 Node.js 16 作为基础镜像

    FROM node:16

    设置工作目录

    WORKDIR /app

    将 package.json 和 package-lock.json 复制到工作目录

    COPY package*.json ./

    安装依赖

    RUN npm install

    将应用程序代码复制到工作目录

    COPY . .

    暴露端口

    EXPOSE 3000

    启动应用程序

    CMD [ "npm", "start" ]
    ```

    这是一个简单的 Node.js 应用程序的 Dockerfile 示例。它执行以下操作：

    • FROM: 指定基础镜像。
    • WORKDIR: 设置容器内的工作目录。
    • COPY: 将文件从宿主机复制到容器。
    • RUN: 在容器内执行命令。
    • EXPOSE: 声明容器监听的端口。
    • CMD: 指定容器启动时执行的命令。

  3. 创建一个简单的 Node.js 应用程序 (例如 app.js):
    ```javascript
    const http = require('http');

    const hostname = '0.0.0.0';
const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
  res.end('Hello, Docker!\n');
});

server.listen(port, hostname, () => {
  console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});

    4. **创建一个 `package.json`的文件**json
    {
    "name": "docker-node-app",
    "version": "1.0.0",
    "description": "A simple Node.js app for Docker demo",
    "main": "app.js",
    "scripts": {
    "start": "node app.js"
    },
    "dependencies": {}
    }
    ```

  4. 构建镜像:

    bash
    docker build -t my-node-app .

    • -t my-node-app: 为镜像指定一个名称和标签 (my-node-app:latest)。
    • .: 指定 Dockerfile 所在的目录 (当前目录)。

  5. 运行容器:

    bash
    docker run -d -p 3000:3000 my-node-app

  6. 在浏览器中访问 http://localhost:3000，您将看到 "Hello, Docker!"。

4.4 使用 Docker Compose 管理多容器应用

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。通过一个 YAML 文件，您可以配置应用程序的服务、网络和卷等。

  1. 创建一个名为 docker-compose.yml 的文件:

    yaml
    version: "3.9"
    services:
    web:
    build: .
    ports:
    - "3000:3000"
    depends_on:
    - db
    db:
    image: "postgres:13"
    environment:
    POSTGRES_PASSWORD: mysecretpassword
    volumes:
    - db_data:/var/lib/postgresql/data
    volumes:
    db_data:
    这是一个简单的Web应用和PostgreSQL数据库的Compose示例,它将执行以下操作：
    * version: 指定 Compose 文件版本。
    * services: 定义应用程序的服务。
    * web: Web 服务。
    * build: 指定 Dockerfile 所在的目录。
    * ports: 端口映射。
    * depends_on: 说明web服务依赖于db服务，db服务会先启动。
    * db: 数据库服务。
    * image: 使用的镜像。
    * environment: 设置环境变量。
    * volumes: 数据卷挂载。
    * volumes:定义数据卷。

  2. 启动应用程序:

    bash
    docker-compose up -d

    • -d: 后台运行。

  3. 停止应用程序:

    bash
    docker-compose down

5. 总结

本文详细介绍了在 Ubuntu 上安装、配置和入门 Docker 的过程。您学习了 Docker 的核心概念、安装方法、基本配置以及常用命令。通过运行 Nginx 容器、构建自定义镜像和使用 Docker Compose 管理多容器应用的示例，您已经对 Docker 有了初步的了解。

Docker 是一个强大而灵活的工具，可以极大地简化应用程序的开发、部署和管理。希望本文能帮助您快速上手 Docker，并在您的项目中使用它。

要深入学习 Docker，建议您参考 Docker 官方文档，并尝试更多的实践项目。祝您在 Docker 的世界中探索愉快！

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