容器与镜像简介
一、 云服务模型介绍
云计算 是通过网络为用户提供可伸缩的计算资源。云服务通常分为以下几种类型：
1.1 IaaS（基础设施即服务）
提供虚拟化计算资源（如虚拟机、存储、网络等）。 用户可以灵活配置自己的计算环境，负责安装操作系统、管理资源等。
优点：灵活度高、可扩展性强。
缺点：管理复杂，需要较多技术支持。
1.2 PaaS（平台即服务）
提供一个开发平台，用户可以在上面开发应用程序，而无需关注底层硬件或操作系统。
优点：简化开发过程，适合开发者。
缺点：灵活度较低，可能受到平台限制。
1.3 SaaS（软件即服务）
提供已经构建好的应用程序，用户可以直接使用，无需安装和维护。
优点：快速部署，省时省力。
缺点：定制化差，依赖于服务提供商。
2 常见云服务提供商
阿里云、腾讯云、AWS、Google Cloud、华为云、天翼云等是市场上主要的云服务提供商。
二、虚拟化技术概述
2.1 虚拟化类型
全虚拟化：虚拟化软件完全模拟硬件环境，允许多个操作系统共享硬件资源，彼此之间相互独 立。 适用场景：需要兼容多个操作系统（如 Linux 与 Windows 同时运行）的环境。
半虚拟化：虚拟机与宿主操作系统协作，通过修改操作系统内核来提高性能。 适用场景：高性能需求的环境，尤其是优化了开源操作系统（如 Linux）的虚拟化。
2.2 虚拟化产品
VMware：广泛使用的企业级虚拟化平台，支持全虚拟化和半虚 拟化。 企业版 mac fusion EXSI企业版 vsphere work。
Hyper-V：由微软推出的虚拟化平台，集成于 Windows Server 中。
VirtualBox：适用于个人和开发者的虚拟化产品，跨平台支持（Linux、macOS、Windows）。
三、Docker简介
3.1 logo介绍
Docker 的 Logo 设计：Docker 的 Logo 设计为一条蓝色鲸鱼，拖着许多集装箱。鲸鱼代表宿主 机，集装箱代表相互隔离的容器，每个集装箱中都包含自己的应用程序。
3.2 Docker架构以及组件
Docker daemon(Docker守护进程)
Docker daemon是一个运行在宿主机(DOCKER_HOST)的后台进程。可通过Docker客户端与之通 信。
Client(Docker客户端)
Docker客户端是Docker的用户界面，它可以接受用户命令和配置标识，并与Docker daemon通 信。
Images(Docker镜像)
Docker镜像是一个只读模版，它包含创建Docker容器的说明。它和系统安装光盘有点像—使用系 统安装光盘可以安装系统，同理，使用Docker镜像可以运行Docker镜像中的程序。
Container(容器)
容器是镜像的可运行实例。镜像和容器的关系有点类似于面向对象中，类和对象的关系。可通过 Docker API或者CLI命令来启停，移动，删除容器。
Registry
Docker Registry是一个集中存储与分发镜像的服务。构建完Docker镜像后，就可在当前宿主机上 运行。但如果想要在其他机器上运行这个镜像，就需要手动复制。此时可借助Docker Registry来避 免镜像的手动复制。一个Docker Registry可包含多个Docker仓库，每个仓库可包含多个镜像标 签，每个标签对应一个Docker镜像。这跟Maven的仓库有点类似，如果把Docker Registry比作 Maven仓库的话，那么Docker仓库就可理解为某jar包的路径，而镜像标签则可理解为jar包的版本 号。
3.3 Docker 的核心技术
Docker 容器本质上是宿主机的一个进程，通过以下技术实现资源隔离和限制： Namespace：实现资源隔离。 Cgroup：实现资源限制。 写时复制技术（Copy-on-Write）：实现高效的文件操作。
3.4 Docker 核心概念
3.4.1 镜像（Image）
镜像是包含应用程序及其所有依赖环境的可执行包。它是一个只读模板，基于该模板可以创建 容器实例。
3.4.2 容器（Container）
容器是镜像的运行实例。容器提供了与外部环境隔离的运行时环境，可以在不同的系统上运 行。 容器通过 Docker 引擎启动，具有独立的文件系统、网络、进程空间。
3.4.3 仓库（Repository）
仓库是存放 Docker 镜像的地方。Docker Hub 是最常用的公共仓库，用户也可以创建私有仓 库。
四、Docker与镜像
1、Docker：镜像的动态实例
容器技术是一种轻量级、提供隔离的虚拟化技术。一些知名的容器技术：Docker、Kubernetes、Containerd(Docker核心组件之一)。
Docker本质上是一个开源的容器引擎，它基于Linux内核的容器化技术，能让我们将应用程序及其依赖项（比如库文件、配置、运行环境等）“打包”成一个独立的“容器”，然后在任何支持Docker的环境中（Windows、Mac、Linux）快速、一致地运行。
Docker 提供了两个主要版本：
Docker Community Edition (CE)：社区版适用于个人开发者或小型团队，提供基本的容器功能，免费使用。
Docker Enterprise Edition (EE)：适用于大规模生产环境，强调企业级的安全性和支持，通常是付费版本。 每个版本的发布周期不同，CE 通常每个月发布新版本，而 EE 版本则会有更长的维护周期。
2. 镜像：容器的“静态模板”
如果说Docker是“容器引擎”，那么镜像就是构建容器的“静态模板”。这个模板里包含了运行应用所需的所有内容：代码、运行时环境、库文件、环境变量、配置文件等。
3.为什么需要Docker和镜像？核心价值在哪里？
Docker与镜像的核心价值，本质上是解决了开发、测试、生产环境中的几个核心痛点：
4.3.1 解决“环境不一致”问题
这是最核心的价值。之前我们常听到开发同学说“我本地能跑啊，怎么到测试环境就报错了？”——原因就是开发环境和测试环境的操作系统、依赖库版本、配置等不一致。而用Docker镜像打包后，应用和依赖环境成为一个整体，无论在哪个环境运行，都是同一个“模板”生成的容器，环境完全一致，从根源上解决了这个问题。
4.3.2 轻量高效，资源占用少
传统的虚拟机技术，需要为每个虚拟机分配独立的操作系统，资源占用非常大（比如一个虚拟机可能需要几百MB甚至几GB的内存）。而Docker容器共享宿主机的内核，不需要单独运行操作系统，一个容器的内存占用可能只有几十MB，启动速度也非常快（秒级启动，而虚拟机需要分钟级）。这意味着在同一台服务器上，我们可以运行更多的容器，大大提高了服务器资源的利用率。
4.3.3 快速部署与扩展
基于镜像创建容器的过程非常简单，只需要一条命令就能完成。如果应用需要扩展（比如用户量激增，需要多跑几个实例），只需快速创建多个相同的容器即可，而且可以通过Docker Compose、Kubernetes等工具实现自动化扩展，极大地提高了部署和运维效率。
4.3.4 环境隔离，安全可靠
每个Docker容器都是独立隔离的，容器之间的资源、进程、网络等都是相互隔离的。这意味着一个容器里的应用出现问题（比如程序崩溃、病毒攻击），不会影响到其他容器和宿主机，大大提高了应用运行的安全性和可靠性。
| 特性 | Docker | 虚拟机 |
| 启动速度 | 秒级 | 分钟级 |
| 计算能力损耗 | 几乎无 | 损耗50%左右 |
| 性能 | 接近原生 | 弱于 |
|
系统支持量（单机） | 上千个 | 几十个 |
| 隔离性 | 资源隔离/限制 | 完全隔离 |
五、Docker与镜像的基础使用：从安装到运行
5.1 Docker 安装与配置
systemctl stop firewalld.service
setenforce 0
# 安装依赖包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
- yum-utils：提供了 `yum-config-manager` 工具。
- device-mapper：Linux 内核中支持逻辑卷管理的通用设备映射机制。
- device-mapper-persistent-data** 和 **lvm2**：device-mapper 存储驱动程序所需的依赖包。
# 设置阿里云镜像源
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker
ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装 Docker-CE 并设置为开机自动启动
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
注意：如果是指定版本docker-ce-20.10.18
systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service
5.2 基本命令
核心逻辑：Docker 的核心是「镜像（模板）→ 容器（运行实例）」，所有命令围绕这两个核心对象展开。
1 搜索镜像
# 从Docker Hub搜索镜像（如搜索nginx镜像）
docker search nginx
参数：--filter=stars=100 可筛选收藏数≥100 的镜像，避免低质量镜像。
2 拉取镜像
# 拉取最新版本的镜像（默认latest标签）
docker pull nginx
# 拉取指定版本的镜像（如nginx 1.24版本）
docker pull nginx:1.24
3 查看本地镜像
# 列出所有本地镜像
docker images
# 精简输出格式（只显示镜像ID、仓库、标签）
docker images --format "table {{.ID}}\t{{.Repository}}\t{{.Tag}}"
4 删除镜像
# 删除指定镜像（通过镜像ID或仓库:标签）
docker rmi nginx:1.24 # 或 docker rmi 镜像ID
# 强制删除（镜像被容器占用时需加-f）
docker rmi -f nginx:1.24
# 删除所有未使用的镜像（清理空间）
docker image prune -a
5 创建并运行容器（最常用）
# 基础格式：docker run [参数] 镜像名 [容器内执行的命令]
# 示例1：后台运行nginx容器，映射主机80端口到容器80端口，命名为my-nginx
docker run -d -p 80:80 --name my-nginx nginx
# 关键参数解释：
# -d：后台运行容器（守护进程模式）
# -p 主机端口:容器端口：端口映射（避免端口冲突）
# --name：给容器自定义名称（方便管理，否则Docker自动生成随机名）
# -it：交互式运行（如运行Ubuntu容器时使用，可进入容器终端）
# -v 主机目录:容器目录：数据卷挂载（持久化容器数据）
6 查看容器
# 查看正在运行的容器
docker ps
# 查看所有容器（包括已停止的）
docker ps -a
# 查看容器的简洁信息（只显示容器ID和名称）
docker ps -q
7 容器启停 / 重启 / 删除
# 启动已停止的容器（通过容器名或ID）
docker start my-nginx
# 停止运行中的容器
docker stop my-nginx
# 重启容器
docker restart my-nginx
# 强制停止容器（类似kill进程，紧急情况使用）
docker kill my-nginx
# 删除容器（需先停止，或加-f强制删除）
docker rm my-nginx
# 删除所有已停止的容器（清理空间）
docker container prune
8 进入容器终端
# 方式1：exec（推荐，退出容器不影响容器运行）
docker exec -it my-nginx /bin/bash
# 方式2：attach（退出容器会导致容器停止，不推荐）
docker attach my-nginx
# 退出容器终端（不停止容器）：按 Ctrl + P + Q
9 查看容器日志 / 信息
# 查看容器运行日志（实时输出）
docker logs -f my-nginx
# 查看容器详细信息（IP、挂载、端口等）
docker inspect my-nginx
10 其他常用基础命令
# 查看Docker磁盘占用（镜像、容器、卷的空间使用）
docker system df
# 清理Docker所有无用资源（镜像、容器、卷、网络）
docker system prune -a # 加-a会删除所有未使用的镜像，谨慎使用
5.3 镜像获取与制作
1 镜像加速下载
阿里云加速器
mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://ae3f5qei.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
华为加速器：
mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": [
"https://0a40cefd360026b40f39c00627fa6f20.mirror.swr.myhuaweicloud.com" ]
}
EOF
2 查看镜像信息
cat /var/lib/docker/image/overlay2/repositories.json
作用：查看 Docker 本地镜像的详细信息。/var/lib/docker 是 Docker 存储所有数据的目录，镜像存储在
image 目录下的 overlay2 子目录中。
docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
nginx latest 41f689c20910 6 weeks ago 192MB
REPOSITORY：镜像属于的仓库；
TAG：镜像的标签信息，标记同一个仓库中的不同镜像；
IMAGE ID：镜像的唯一ID 号，唯一标识一个镜像；
CREATED：镜像创建时间；
VIRTUAL SIZE：镜像大小；
3 为本地镜像添加标签
#格式：docker tag 名称:[标签] 新名称:[新标签]
docker tag nginx:latest nginx:web
docker images | grep nginx
作用：为本地的 nginx:latest 镜像添加新的标签 nginx:web ，这并不会创建新的镜像，而是为
同一个镜像附加了新的标签。
4 删除镜像
格式：
docker rmi 仓库名称:标签 #当一个镜像有多个标签时，只是删除其中指定的标签或者
docker rmi 镜像ID号 #会彻底删除该镜像
注意：如果该镜像已经被容器使用，正确的做法是先删除依赖该镜像的所有容器，再去删除镜像
docker rmi nginx:web
作用：删除指定标签的镜像。注意：如果镜像有多个标签，删除指定标签不会删除镜像本身，只有
在没有其他标签和容器依赖的情况下才会彻底删除镜像。如果镜像正在被容器使用，需要先删除容
器。
5 存储镜像（导出）
docker save -o nginx.tar nginx:latest
作用：将本地镜像
nginx:latest 保存为 tar 包（nginx.tar ）。这可以用于镜像备份或迁移。
6 载入镜像（导入）
docker load < nginx.tar
或者
docker load -i nginx.tar
作用：从本地 tar 文件中加载镜像。你可以将导出的镜像文件通过此命令重新加载到 Docker 中。
5.4 上传镜像到 Docker Hub
1 标签镜像：
docker tag nginx:latest yjs/nginx:web
作用：为镜像添加一个新的标签，并指定上传到 Docker Hub 的目标仓库。表示在 Docker Hub 上的
yjs 账户下的 nginx 仓库，并使用yjs/nginx:web web 标签。
2 登录 Docker Hub：以国内华为云为例
搜索容器与镜像服务
刚进入总览，这是上传镜像的必要步骤
创建组织后，进入我的镜像，点击右上角客户端上传
以docker容器引擎为例，先生成登录口令，
登陆成功后如下图
按上传镜像要求，先把本地镜像打上标签，再上传镜像
上传成功如下图所示
进入我的镜像查看，此时，镜像已成功上传到华为云了
总结
最后再梳理一下核心知识点，帮大家巩固记忆：
-
Docker是容器化平台，负责容器的创建、运行、管理；
-
镜像是容器的“模板”，是静态的只读文件，包含运行应用所需的所有依赖；
-
容器是镜像的“运行实例”，是动态的、可读写的，多个容器可基于同一个镜像创建，相互隔离；
-
核心流程：编写Dockerfile → 构建镜像 → 推送镜像 → 下载镜像 → 启动容器。
对于新手来说，先理解“镜像=模板，容器=实例”这个核心关系，再通过实际命令操作（比如下载一个nginx镜像，启动一个nginx容器），就能快速建立对Docker和镜像的直观认知。后续再深入学习Dockerfile编写、镜像仓库管理、容器编排（比如Docker Compose、K8s）等内容，就能逐步掌握容器化技术的核心能力啦！
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