一、入门阶段
（一）Docker 基础概念
容器技术简介
容器与虚拟机的区别
虚拟机（VM）通过虚拟化硬件运行完整的操作系统，而容器共享宿主机的操作系统内核，仅包含应用程序及其依赖，因此启动更快、资源占用更少。
示例：运行一个简单的 Web 服务，虚拟机可能需要几分钟启动，而容器只需几秒。
容器的优势
轻量级：容器仅包含必要的应用程序和依赖，不包含完整的操作系统。
快速启动：容器启动只需几秒，而虚拟机可能需要几分钟。
隔离性：容器之间相互隔离，互不影响。
Docker 的定义与架构
Docker 的定义
Docker 是一个开源的应用容器引擎，允许开发者打包他们的应用以及其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。
Docker 的架构组成
客户端（Client）：用户与 Docker 交互的工具，如 docker 命令行工具。
守护进程（Daemon）：在后台运行的进程，负责管理镜像、容器、网络和存储卷等。
镜像（Image）：只读模板，包含运行容器所需的文件系统和应用程序。
容器（Container）：镜像的运行实例，可以启动、停止、删除等。
仓库（Repository）：存储镜像的地方，如 Docker Hub 或私有仓库。
Docker 的工作原理
Docker 使用 Linux 内核的特性（如 Namespaces 和 Cgroups）来实现容器的隔离和资源限制。
核心概念
镜像（Image）
定义与作用
镜像是一个只读模板，包含运行容器所需的文件系统和应用程序。
示例：基于 Ubuntu 的镜像，包含操作系统和必要的工具。
分层存储机制
镜像是由多层组成的，每一层代表一个操作（如安装软件、复制文件等）。
示例：一个简单的 Dockerfile 可能包含以下内容：
FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
这个 Dockerfile 定义了一个基于 Ubuntu 20.04 的镜像，安装了 Nginx 并设置为前台运行。
容器（Container）
定义与作用
容器是镜像的运行实例，可以启动、停止、删除等。
示例：运行一个 Nginx 容器：
docker run -d -p 80:80 --name my-nginx nginx
这个命令会从 Docker Hub 拉取最新的 Nginx 镜像，并在后台运行一个名为 my-nginx 的容器，将容器的 80 端口映射到宿主机的 80 端口。
生命周期管理
容器的生命周期包括创建、启动、停止、删除等。
示例：
docker start my-nginx # 启动容器
docker stop my-nginx # 停止容器
docker rm my-nginx # 删除容器
仓库（Repository）
定义与作用
仓库是存储镜像的地方，可以是 Docker Hub 或私有仓库。
示例：从 Docker Hub 拉取一个镜像：
docker pull nginx
将本地镜像推送到 Docker Hub：
docker tag my-nginx myusername/nginx:latest
docker push myusername/nginx:latest
（二）Docker 安装与配置
安装 Docker
Windows 系统
使用 Docker Desktop for Windows 安装 Docker。
示例：下载并安装 Docker Desktop for Windows 后，启动 Docker Desktop，它会自动配置 Docker 的资源分配。
Mac 系统
使用 Docker Desktop for Mac 安装 Docker。
示例：下载并安装 Docker Desktop for Mac 后，启动 Docker Desktop，它会自动配置 Docker 的网络设置。
Linux 系统
在主流 Linux 发行版（如 Ubuntu、CentOS、Debian 等）上安装 Docker。
示例（Ubuntu）：
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker.io
示例（CentOS）：
sudo yum install -y docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
配置 Docker 镜像加速
了解镜像加速的必要性
默认情况下，Docker 从 Docker Hub 拉取镜像，但国内访问 Docker Hub 可能较慢。使用镜像加速器可以提高拉取速度。
配置国内镜像加速器
示例（使用阿里云镜像加速器）：
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
验证 Docker 安装
查看 Docker 版本
docker version
查看 Docker 系统信息
docker info
运行一个简单的 Docker 容器
docker run hello-world
如果输出“Hello from Docker!”，则表示安装成功。
（三）运行第一个 Docker 容器
拉取镜像
使用 docker pull 命令从 Docker Hub 拉取镜像
docker pull nginx
查看本地镜像列表
docker images
运行容器
使用 docker run 命令启动容器
docker run -d -p 80:80 --name my-nginx nginx
-d：后台运行
-p 80:80：将容器的 80 端口映射到宿主机的 80 端口
--name my-nginx：为容器指定名称
查看正在运行的容器
docker ps
探索 Docker 命令行工具
查看容器日志
docker logs my-nginx
进入正在运行的容器
docker exec -it my-nginx /bin/bash
停止容器
docker stop my-nginx
删除容器
docker rm my-nginx
二、基础操作阶段
（一）镜像操作
构建自定义镜像
编写 Dockerfile
示例：创建一个简单的 Dockerfile 构建一个包含 Python 应用的镜像。
# 基础镜像
FROM python:3.9-slim
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 复制当前目录下的文件到工作目录
COPY . /app
# 安装依赖
RUN pip install -r requirements.txt
# 指定容器启动时运行的命令
CMD ["python", "app.py"]
保存为 Dockerfile，并在同一目录下创建 requirements.txt 和 app.py 文件。
requirements.txt 示例：
Flask==2.0.1
app.py 示例：
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, Docker!'
if __name__ == '__main__':
app.run(host='0.0.0.0', port=5000)
构建镜像
docker build -t my-python-app .
-t my-python-app：为镜像指定名称和标签。
使用多阶段构建优化镜像
示例：使用多阶段构建优化镜像，减少最终镜像大小。
# 第一阶段：构建阶段
FROM python:3.9-slim AS builder
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
# 第二阶段：运行阶段
FROM python:3.9-slim
COPY --from=builder /app /app
WORKDIR /app
CMD ["python", "app.py"]
构建镜像：
docker build -t my-python-app .
从 Docker Hub 拉取镜像
搜索 Docker Hub 上的镜像
docker search nginx
拉取官方镜像
docker pull nginx
拉取第三方镜像
docker pull redis
使用 docker pull 命令的常用选项
指定镜像版本：
docker pull nginx:1.21
指定平台：
docker pull --platform linux/amd64 nginx
推送镜像到 Docker 仓库
注册 Docker Hub 账号
访问 Docker Hub 注册账号。
登录 Docker Hub
docker login
标签镜像
docker tag my-python-app myusername/my-python-app:latest
推送镜像到 Docker Hub
docker push myusername/my-python-app:latest
配置私有仓库并推送镜像到私有仓库
示例：使用 Docker Registry 创建私有仓库。
docker run -d -p 5000:5000 --name registry registry:2
将镜像推送到私有仓库：
docker tag my-python-app localhost:5000/my-python-app:latest
docker push localhost:5000/my-python-app:latest
（二）容器管理
启动、停止、删除容器
启动容器
docker start my-nginx
停止容器
docker stop my-nginx
重启容器
docker restart my-nginx
删除容器
docker rm my-nginx
删除所有已停止的容器
docker container prune
查看容器日志
查看容器的标准输出和标准错误日志
docker logs my-nginx
跟踪日志
docker logs -f my-nginx
显示时间戳
docker logs --timestamps my-nginx
配置容器的日志驱动
示例：使用 json-file 日志驱动。
docker run -d --log-driver=json-file --log-opt max-size=10m --log-opt max-file=3 nginx
容器的生命周期管理
查看容器状态
docker ps -a
查看容器的详细信息
docker inspect my-nginx
查看容器内运行的进程
docker top my-nginx
查看容器的资源使用情况
docker stats my-nginx
（三）Docker 网络
理解 Docker 网络概念
网络模式的分类
bridge：默认网络模式，容器连接到 Docker 内置的网桥。
host：容器共享宿主机的网络栈。
none：容器不配置网络。
默认网络的作用
示例：默认情况下，Docker 会创建一个名为 docker0 的网桥，容器会连接到这个网桥。
创建自定义网络
创建桥接网络
docker network create my-bridge-network
配置网络的子网、网关等参数
docker network create --subnet 192.168.1.0/24 --gateway 192.168.1.1 my-bridge-network
查看网络列表
docker network ls
查看网络的详细信息
docker network inspect my-bridge-network
连接容器到网络
将容器连接到自定义网络
docker run -d --name my-nginx --network my-bridge-network nginx
配置容器的网络参数
docker run -d --name my-nginx --network my-bridge-network --ip 192.168.1.100 nginx
测试容器之间的网络通信
示例：运行两个容器并测试它们之间的通信。
docker run -d --name my-nginx1 --network my-bridge-network nginx
docker run -d --name my-nginx2 --network my-bridge-network nginx
docker exec -it my-nginx1 ping my-nginx2
将容器从网络中移除
docker network disconnect my-bridge-network my-nginx
（四）数据管理
使用数据卷持久化数据
数据卷的类型
绑定挂载：将宿主机的目录或文件挂载到容器内。
命名卷：由 Docker 管理的卷，具有名称。
匿名卷：没有名称的卷，通常用于临时数据。
创建和管理数据卷
docker volume create my-data
查看数据卷列表
docker volume ls
查看数据卷的详细信息
docker volume inspect my-data
将数据卷挂载到容器
绑定挂载
docker run -d --name my-nginx -v /path/to/host:/path/to/container nginx
命名卷
docker run -d --name my-nginx -v my-data:/path/to/container nginx
匿名卷
docker run -d --name my-nginx -v /path/to/container nginx
持久化容器内的数据
示例：运行一个 MySQL 容器并持久化数据。
docker run -d --name my-mysql -v my-mysql-data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw mysql
备份和恢复容器数据
使用数据卷备份容器数据
示例：备份 MySQL 数据。
docker run --rm --volumes-from my-mysql -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/mysql-backup.tar /var/lib/mysql
使用 Docker 命令导出和导入容器数据
导出容器数据：
docker export my-nginx > my-nginx.tar
导入容器数据：
cat my-nginx.tar | docker import - my-nginx
使用数据卷迁移容器数据到其他主机
示例：将数据卷迁移到另一台主机。
docker save my-mysql-data > my-mysql-data.tar
scp my-mysql-data.tar other-host:/path/to/destination
docker load < my-mysql-data.tar
使用 Docker Compose 管理多容器应用的数据持久化
示例：使用 Docker Compose 配置 MySQL 和 Nginx 的数据持久化。
version: '3'
services:
mysql:
image: mysql
volumes:
- my-mysql-data:/var/lib/mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
nginx:
image: nginx
volumes:
- my-nginx-data:/usr/share/nginx/html
volumes:
my-mysql-data:
my-nginx-data:
三、进阶阶段
（一）Docker Compose
编写和运行 Docker Compose 文件
编写 docker-compose.yml 文件
示例：定义一个简单的 Web 应用和数据库服务。
version: '3'
services:
web:
image: nginx
ports:
- "80:80"
volumes:
- ./html:/usr/share/nginx/html
db:
image: mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
保存为 docker-compose.yml 文件。
启动服务
docker-compose up -d
停止服务
docker-compose down
管理多容器应用
查看服务状态
docker-compose ps
查看服务日志
docker-compose logs
进入服务容器
docker-compose exec web /bin/bash
扩展服务实例数量
docker-compose up -d --scale web=3
查看配置文件
docker-compose config
Docker Compose 的高级用法
使用 docker-compose.override.yml 文件覆盖默认配置
示例：覆盖默认的 docker-compose.yml 文件中的配置。
version: '3'
services:
web:
ports:
- "8080:80"
保存为 docker-compose.override.yml 文件。
使用环境变量文件
示例：创建 .env 文件。
MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw
在 docker-compose.yml 文件中引用环境变量。
version: '3'
services:
db:
image: mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}
配置服务的健康检查
示例：为服务配置健康检查。
version: '3'
services:
web:
image: nginx
healthcheck:
test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
interval: 30s
timeout: 10s
retries: 3
部署多容器应用到生产环境
示例：使用 Docker Compose 部署到 Docker Swarm 集群。
docker swarm init
docker stack deploy -c docker-compose.yml my-app
（二）Docker Swarm
了解 Docker Swarm 集群
集群的节点类型
管理节点（Manager Node）：负责集群的管理和调度。
工作节点（Worker Node）：负责运行容器。
集群的通信机制
示例：管理节点之间使用 Raft 协议进行共识，工作节点通过 Gossip 协议与管理节点通信。
初始化 Docker Swarm 集群
初始化管理节点
docker swarm init --advertise-addr
将工作节点加入集群
docker swarm join --token
查看集群状态
docker node ls
配置集群的网络和存储
示例：创建一个覆盖网络。
docker network create --driver overlay my-overlay-network
部署服务到 Swarm 集群
创建服务
docker service create --name my-web --replicas 3 --network my-overlay-network -p 80:80 nginx
查看服务列表
docker service ls
查看服务的详细信息
docker service inspect my-web
更新服务配置
docker service update --replicas 5 my-web
删除服务
docker service rm my-web
管理 Docker Swarm 集群
配置集群的高可用性
示例：添加多个管理节点。
docker swarm join-token manager
将其他节点加入管理节点。
使用 docker stack 部署和管理多服务应用
示例：使用 Docker Compose 文件部署应用。
docker stack deploy -c docker-compose.yml my-app
监控集群的资源使用情况
示例：使用 Prometheus 和 Grafana 监控集群。
docker service create --name my-prometheus -p 9090:9090 prom/prometheus
docker service create --name my-grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
使用 Docker Compose 部署应用到 Swarm 集群
示例：在 docker-compose.yml 文件中添加 deploy 配置。
version: '3'
services:
web:
image: nginx
deploy:
replicas: 3
resources:
limits:
cpus: '0.50'
memory: 50M
restart_policy:
condition: on-failure
ports:
- "80:80"
networks:
- my-overlay-network
networks:
my-overlay-network:
driver: overlay
处理集群的故障恢复和节点维护
示例：将节点标记为维护模式。
docker node update --availability drain
（三）Docker 安全性
容器安全最佳实践
使用最小化镜像
示例：使用 Alpine Linux 作为基础镜像。
FROM alpine:latest
RUN apk add --no-cache nginx
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
遵循最小权限原则
示例：使用非 root 用户运行容器。
FROM python:3.9-slim
RUN useradd -m myuser
USER myuser
CMD ["python", "app.py"]
定期更新镜像和容器
示例：定期拉取最新镜像。
docker pull nginx
使用安全的网络配置
示例：限制网络访问。
docker run -d --name my-nginx --network my-bridge-network nginx
配置容器的资源限制
示例：限制容器的 CPU 和内存使用。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx
Docker 镜像安全性
使用 Docker Content Trust 签名和验证镜像
示例：启用 Docker Content Trust。
export DOCKER_CONTENT_TRUST=1
扫描镜像漏洞
示例：使用 Trivy 扫描镜像。
trivy image nginx
配置镜像的安全策略
示例：仅允许特定来源的镜像。
docker pull myusername/my-python-app:latest
使用私有仓库增强镜像安全性
示例：将镜像推送到私有仓库。
docker push localhost:5000/my-python-app:latest
管理镜像的版本和签名
示例：为镜像添加标签和签名。
docker tag my-python-app myusername/my-python-app:1.0
docker push myusername/my-python-app:1.0
Docker 安全配置
配置 Docker 的安全策略
示例：使用 AppArmor 配置安全策略。
docker run -d --name my-nginx --security-opt apparmor:my-profile nginx
使用 Docker 的安全选项
示例：限制容器的能力。
docker run -d --name my-nginx --cap-drop ALL nginx
配置 Docker 的用户和权限管理
示例：使用 Docker 的用户组管理权限。
sudo usermod -aG docker myuser
使用 Docker 的日志审计功能
示例：配置日志审计。
docker run -d --name my-nginx --log-opt audit=true nginx
防范常见的安全威胁
示例：防止容器逃逸。
docker run -d --name my-nginx --security-opt no-new-privileges=true nginx
四、高级阶段
（一）Docker 插件和扩展
使用 Docker 插件扩展功能
安装和配置 Docker 插件
示例：安装 Weave 网络插件。
docker plugin install weaveworks/weave:latest
使用网络插件
示例：使用 Weave 网络插件创建跨主机网络。
docker network create --driver weaveworks/weave:latest my-weave-network
使用存储插件
示例：使用 Ceph 存储插件。
docker plugin install ceph/ceph:latest
使用日志插件
示例：使用 Fluentd 日志插件。
docker plugin install fluent/fluentd:latest
开发自定义 Docker 插件
了解 Docker 插件的开发框架和接口
示例：使用 Go 语言开发自定义网络插件。
package main
import (
"github.com/docker/docker/plugin/v2/logdriver"
"github.com/docker/docker/plugin/v2/logdriver/fluentd"
)
func main() {
logdriver.Serve(&fluentd.FluentdLogDriver{})
}
测试和部署自定义插件
示例：编译并安装自定义插件。
go build -o my-log-driver
docker plugin install --grant-all-permissions ./my-log-driver
（二）自动化部署
使用 CI/CD 工具进行 Docker 化应用程序的自动化部署
配置 CI/CD 工具的 Docker 插件
示例：使用 Jenkins 配置 Docker 插件。
sudo apt-get install -y docker.io
sudo usermod -aG docker jenkins
编写 CI/CD 流水线脚本
示例：使用 Jenkinsfile 配置流水线。
pipeline {
agent any
stages {
stage('Build') {
steps {
sh 'docker build -t my-python-app .'
}
}
stage('Test') {
steps {
sh 'docker run --rm my-python-app python -m unittest discover'
}
}
stage('Deploy') {
steps {
sh 'docker push myusername/my-python-app:latest'
}
}
}
}
实现代码提交后的自动构建、测试、镜像推送和部署
示例：配置 GitLab CI。
stages:
- build
- deploy
build:
stage: build
script:
- docker build -t my-python-app .
- docker login -u $DOCKER_USERNAME -p $DOCKER_PASSWORD
- docker push myusername/my-python-app:latest
deploy:
stage: deploy
script:
- docker pull myusername/my-python-app:latest
- docker stack deploy -c docker-compose.yml my-app
配置环境变量和密钥管理
示例：在 Jenkins 中配置环境变量。
export DOCKER_USERNAME=myusername
export DOCKER_PASSWORD=mypassword
使用 Docker Compose 或 Kubernetes 部署应用
示例：使用 Docker Compose 部署应用。
docker-compose up -d
Docker 化应用的持续集成与持续部署
实现多环境部署
示例：配置多环境部署。
stages:
- build
- deploy-dev
- deploy-prod
build:
stage: build
script:
- docker build -t my-python-app .
- docker login -u $DOCKER_USERNAME -p $DOCKER_PASSWORD
- docker push myusername/my-python-app:latest
deploy-dev:
stage: deploy-dev
script:
- docker pull myusername/my-python-app:latest
- docker stack deploy -c docker-compose-dev.yml my-app
deploy-prod:
stage: deploy-prod
script:
- docker pull myusername/my-python-app:latest
- docker stack deploy -c docker-compose-prod.yml my-app
使用 Docker Compose 或 Kubernetes 的滚动更新策略
示例：使用 Kubernetes 的滚动更新策略。
kubectl set image deployment/my-app my-app=myusername/my-python-app:latest
配置蓝绿部署或金丝雀部署策略
示例：使用蓝绿部署策略。
kubectl apply -f my-app-blue.yaml
kubectl apply -f my-app-green.yaml
监控部署过程中的应用状态
示例：使用 Prometheus 和 Grafana 监控应用状态。
docker run -d --name my-prometheus -p 9090:9090 prom/prometheus
docker run -d --name my-grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
处理部署过程中的回滚和故障恢复
示例：回滚到之前的版本。
kubectl rollout undo deployment/my-app
（三）性能优化
优化镜像大小
使用多阶段构建减少镜像体积
示例：使用多阶段构建优化镜像。
# 第一阶段：构建阶段
FROM python:3.9-slim AS builder
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
# 第二阶段：运行阶段
FROM python:3.9-slim
COPY --from=builder /app /app
WORKDIR /app
CMD ["python", "app.py"]
使用轻量级基础镜像
示例：使用 Alpine Linux 作为基础镜像。
FROM alpine:latest
RUN apk add --no-cache nginx
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
删除不必要的文件和依赖
示例：在构建过程中清理不必要的文件。
RUN apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
优化容器的资源使用
配置容器的 CPU 和内存限制
示例：限制容器的 CPU 和内存使用。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx
使用资源调度策略
示例：配置资源调度策略。
docker run -d --name my-nginx --cpu-shares 512 --memory-reservation 100m nginx
监控容器的资源使用情况
示例：使用 docker stats 命令监控容器的资源使用。
docker stats my-nginx
优化容器的网络性能
使用高效的网络插件
示例：使用 Weave 网络插件。
docker plugin install weaveworks/weave:latest
docker network create --driver weaveworks/weave:latest my-weave-network
配置网络的 MTU 和缓冲区大小
示例：配置网络的 MTU。
docker network create --driver bridge --opt com.docker.network.driver.mtu=1450 my-network
使用负载均衡器优化网络流量
示例：使用 HAProxy 作为负载均衡器。
docker run -d --name my-haproxy -p 80:80 haproxy
优化容器的存储性能
使用高性能存储插件
示例：使用 Ceph 存储插件。
docker plugin install ceph/ceph:latest
配置存储的缓存策略和读写性能
示例：配置存储的缓存策略。
docker run -d --name my-mysql -v my-mysql-data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw mysql
使用数据卷的快照和备份功能
示例：使用 Docker Volume 插件进行数据卷备份。
docker volume ls
docker volume inspect my-mysql-data
优化 Docker 守护进程的性能
配置 Docker 的日志驱动和日志级别
示例：配置日志驱动。
docker run -d --name my-nginx --log-driver json-file --log-opt max-size=10m nginx
调整 Docker 的存储驱动参数
示例：调整存储驱动参数。
sudo nano /etc/docker/daemon.json
{
"storage-driver": "overlay2",
"storage-opts": [
"overlay2.override_kernel_check=true"
]
}
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
使用 Docker 的资源限制和调度策略
示例：配置资源限制。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx
五、实战项目与进阶技巧阶段
（一）实战项目
参与实际的 Docker 项目
选择一个开源项目或实际业务需求
示例：选择一个开源的 Web 应用项目，如 Flaskr。
分析项目需求并设计 Docker 化方案
示例：设计 Docker 化方案，包括镜像构建、网络配置和数据卷管理。
# Dockerfile
FROM python:3.9-slim
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
CMD ["python", "flaskr.py"]
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
web:
build: .
ports:
- "5000:5000"
volumes:
- ./flaskr:/app/flaskr
db:
image: mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
构建项目的 Docker 镜像
docker build -t my-flaskr-app .
配置项目的 Docker 网络和数据卷
docker-compose up -d
使用 Docker Compose 或 Kubernetes 部署项目
docker-compose up -d
测试和优化项目的性能
示例：使用 Prometheus 和 Grafana 监控应用性能。
docker run -d --name my-prometheus -p 9090:9090 prom/prometheus
docker run -d --name my-grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
监控项目的运行状态并处理故障
示例：使用 Docker 的日志和监控工具定位故障。
docker logs my-web
docker stats my-web
Docker 化 Web 应用开发
使用 Docker 开发基于 Flask 的 Python Web 应用
示例：创建一个简单的 Flask 应用。
# app.py
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, Docker!'
if __name__ == '__main__':
app.run(host='0.0.0.0', port=5000)
# Dockerfile
FROM python:3.9-slim
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
CMD ["python", "app.py"]
docker build -t my-flask-app .
docker run -d --name my-flask-app -p 5000:5000 my-flask-app
使用 Docker 开发基于 Express 的 Node.js Web 应用
示例：创建一个简单的 Express 应用。
// app.js
const express = require('express');
const app = express();
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello, Docker!');
});
app.listen(3000, () => {
console.log('App listening on port 3000');
});
# Dockerfile
FROM node:14-slim
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN npm install
CMD ["node", "app.js"]
docker build -t my-express-app .
docker run -d --name my-express-app -p 3000:3000 my-express-app
使用 Docker 开发基于 Spring Boot 的 Java Web 应用
示例：创建一个简单的 Spring Boot 应用。
// Application.java
package com.example.demo;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
@RestController
public class HelloController {
@GetMapping("/")
public String hello() {
return "Hello, Docker!";
}
}
}
# Dockerfile
FROM openjdk:11-jre-slim
COPY target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]
docker build -t my-spring-boot-app .
docker run -d --name my-spring-boot-app -p 8080:8080 my-spring-boot-app
使用 Docker Compose 配置 Web 应用的开发环境
示例：配置 Web 应用的开发环境。
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
web:
build: .
ports:
- "5000:5000"
volumes:
- ./app:/app
db:
image: mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
docker-compose up -d
使用 Docker 的热重载功能加速开发过程
示例：使用 Spring Boot 的热重载功能。
docker run -d --name my-spring-boot-app -p 8080:8080 -v $(pwd)/src:/app/src my-spring-boot-app
Docker 化微服务架构开发
使用 Docker Compose 或 Kubernetes 部署微服务架构
示例：定义微服务架构。
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
gateway:
image: my-gateway-service
ports:
- "8080:8080"
user-service:
image: my-user-service
ports:
- "8081:8081"
order-service:
image: my-order-service
ports:
- "8082:8082"
docker-compose up -d
使用 Docker 构建微服务的镜像
示例：构建微服务的镜像。
docker build -t my-gateway-service ./gateway
docker build -t my-user-service ./user-service
docker build -t my-order-service ./order-service
配置微服务的网络通信
示例：配置服务发现和负载均衡。
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
gateway:
image: my-gateway-service
ports:
- "8080:8080"
networks:
- my-network
user-service:
image: my-user-service
ports:
- "8081:8081"
networks:
- my-network
order-service:
image: my-order-service
ports:
- "8082:8082"
networks:
- my-network
networks:
my-network:
driver: bridge
docker-compose up -d
使用 Docker 的配置管理功能
示例：使用环境变量管理配置。
# docker-compose.yml
version: '3'
services:
gateway:
image: my-gateway-service
ports:
- "8080:8080"
environment:
- SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev
docker-compose up -d
监控微服务的运行状态
示例：使用 Prometheus 和 Grafana 监控微服务。
docker run -d --name my-prometheus -p 9090:9090 prom/prometheus
docker run -d --name my-grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
处理微服务的故障恢复和弹性伸缩
示例：配置 Kubernetes 的弹性伸缩策略。
# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: my-service
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: my-service
template:
metadata:
labels:
app: my-service
spec:
containers:
- name: my-service
image: my-service:latest
ports:
- containerPort: 8080
kubectl apply -f deployment.yaml
（二）进阶技巧
学习高级的 Docker 使用技巧
资源限制
配置容器的 CPU 和内存限制
示例：限制容器的 CPU 和内存使用。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx
使用 Cgroups 和 Namespaces 实现资源隔离
示例：配置资源隔离。
docker run -d --name my-nginx --cpu-shares 512 --memory-reservation 100m nginx
配置容器的 I/O 限制
示例：限制容器的磁盘 I/O 使用。
docker run -d --name my-nginx --blkio-weight 300 nginx
日志管理
配置容器的日志驱动
示例：配置日志驱动。
docker run -d --name my-nginx --log-driver json-file --log-opt max-size=10m nginx
使用日志聚合工具
示例：使用 ELK Stack 收集和分析日志。
docker run -d --name my-elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 elasticsearch
docker run -d --name my-logstash -p 5000:5000 logstash
docker run -d --name my-kibana -p 5601:5601 kibana
配置日志的轮转和清理策略
示例：配置日志轮转。
docker run -d --name my-nginx --log-driver json-file --log-opt max-size=10m --log-opt max-file=3 nginx
使用 Docker 的日志审计功能
示例：启用日志审计。
docker run -d --name my-nginx --log-opt audit=true nginx
容器的高级网络配置
配置容器的网络接口
示例：配置容器的 IP 地址和 MAC 地址。
docker run -d --name my-nginx --network my-network --ip 192.168.1.100 nginx
使用自定义网络驱动
示例：使用 Weave 网络插件。
docker plugin install weaveworks/weave:latest
docker network create --driver weaveworks/weave:latest my-weave-network
配置网络的加密通信
示例：配置 TLS 加密通信。
docker run -d --name my-nginx --network my-network --ip 192.168.1.100 -v /path/to/certs:/etc/nginx/certs nginx
使用负载均衡器优化网络流量
示例：使用 HAProxy 作为负载均衡器。
docker run -d --name my-haproxy -p 80:80 haproxy
容器的高级存储配置
使用数据卷的快照和备份功能
示例：创建数据卷的快照。
docker volume create my-data
docker run -d --name my-app -v my-data:/data my-app
docker volume ls
docker volume inspect my-data
配置数据卷的加密存储
示例：使用加密存储。
docker volume create --driver local --opt type=none --opt device=/path/to/encrypted-volume --opt o=bind my-encrypted-data
使用存储插件实现分布式存储
示例：使用 Ceph 存储插件。
docker plugin install ceph/ceph:latest
docker volume create --driver ceph/ceph:latest my-ceph-data
配置存储的缓存策略和读写性能
示例：配置存储的缓存策略。
docker volume create --driver local --opt type=none --opt device=/path/to/cache-volume --opt o=bind my-cache-data
Docker 的高级调度策略
使用 Docker 的资源调度策略
示例：配置资源调度策略。
docker run -d --name my-nginx --cpu-shares 512 --memory-reservation 100m nginx
配置 Docker 的亲和性和反亲和性规则
示例：配置亲和性规则。
docker run -d --name my-nginx --affinity node==
使用 Docker 的标签和约束功能
示例：使用标签和约束。
docker run -d --name my-nginx --label com.example.role=web nginx
配置 Docker 的资源预留和抢占策略
示例：配置资源预留。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx
Docker 的高级安全配置
使用 Docker 的安全策略
示例：使用 AppArmor 配置安全策略。
docker run -d --name my-nginx --security-opt apparmor:my-profile nginx
配置 Docker 的用户和权限管理
示例：配置用户和权限。
docker run -d --name my-nginx --user 1000:1000 nginx
使用 Docker 的日志审计功能
示例：启用日志审计。
docker run -d --name my-nginx --log-opt audit=true nginx
防范常见的安全威胁
示例：防止容器逃逸。
docker run -d --name my-nginx --security-opt no-new-privileges=true nginx
Docker 的高级监控与调试技巧
使用 Docker 的监控工具
示例：使用 Prometheus 和 Grafana 监控容器。
docker run -d --name my-prometheus -p 9090:9090 prom/prometheus
docker run -d --name my-grafana -p 3000:3000 grafana/grafana
使用 Docker 的调试工具
示例：进入容器进行调试。
docker exec -it my-nginx /bin/bash
配置 Docker 的日志级别和调试模式
示例：配置日志级别。
docker run -d --name my-nginx --log-level debug nginx
使用 Docker 的性能分析工具
示例：使用 docker stats 分析性能。
docker stats my-nginx
使用 Docker 的网络抓包工具
示例：使用 Tcpdump 抓包。
docker run -d --name my-tcpdump -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock nicolaka/netshoot tcpdump -i any -w /capture.pcap
Docker 的高级故障排除技巧
使用 Docker 的日志和监控工具定位故障
示例：查看容器日志。
docker logs my-nginx
使用 Docker 的调试工具进入容器排查问题
示例：进入容器排查问题。
docker exec -it my-nginx /bin/bash
配置 Docker 的故障恢复策略
示例：配置自动重启策略。
docker run -d --name my-nginx --restart always nginx
处理常见的 Docker 故障
示例：处理容器无法启动的问题。
docker logs my-nginx
docker inspect my-nginx
分析 Docker 的系统日志
示例：分析系统日志。
sudo tail -f /var/log/docker.log
使用 Docker 的资源限制和调度策略优化故障恢复性能
示例：配置资源限制。
docker run -d --name my-nginx --cpus="0.5" --memory="50m" nginx