docker_practice Documentation

最新Docker容器技术，从真实案例中学习最佳实践！| Learn and understand Docker&Container technologies, with real DevOps practice!

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RAW Doc

Docker & Self-Hosted Deployment Verified OCI

Deploy docker_practice on any server, homelab, or cloud container platform.

1-Click Terminal Command
bash (docker run) 
docker run -d --name docker_practice -p 443:443 --restart always registry:2
Configured Services & Ports
⚙️ registry
image: registry:2
🔌 Ports: 443:5000
docker-compose.yml
yaml (docker-compose.yml) 
services:
  registry:
    image: registry:2
    ports:
      - "443:5000"
    volumes:
      - ./:/etc/docker/registry
      - registry-data:/var/lib/registry

volumes:
  registry-data:

File: README.md

关于本书

Docker 是个划时代的开源项目，它彻底释放了计算虚拟化的威力，极大提高了应用的维护效率，降低了云计算应用开发的成本！使用 Docker，可以让应用的部署、测试和分发都变得前所未有的高效和轻松！

无论是应用开发者、运维人员、还是其他信息技术从业人员，都有必要认识和掌握 Docker，节约有限的生命。

本书既适用于具备基础 Linux 知识的 Docker 初学者，也希望可供理解原理和实现的高级用户参考。同时，书中给出的实践案例，可供在进行实际部署时借鉴。

内容特色

  • 入门基础：第 1 ~ 6 章为基础内容，帮助深入理解 Docker 的基本概念 (镜像、容器、仓库) 和核心操作。
  • 进阶应用：第 7 ~ 11 章涵盖 Dockerfile 指令详解、数据与网络管理、Buildx、Compose 等高级配置和管理操作。
  • 深入原理：第 12 ~ 17 章介绍其底层实现技术，深入探讨容器编排体系 (Kubernetes、Etcd)，并延伸涉及容器与云计算及其它关键生态项目 (Fedora CoreOS、Podman 等)。
  • 实战扩展：第 18 ~ 21 章重点讨论容器安全防护机制、监控与日志聚合系统 (Prometheus、ELK)，并展示操作系统、CI/CD 自动化构建等典型实践案例。

五分钟快速上手

“5分钟运行第一个容器”——跟随以下步骤快速体验 Docker：

  1. 安装 Docker（第3章）：根据操作系统完成 Docker 的安装与验证
  2. 第一个容器（第1章 1.1）：快速体验构建镜像与启动容器的完整流程
  3. 交互式容器（第5章）：执行 docker run -it ubuntu bash，进入容器内部与系统交互
  4. 镜像与仓库（第2章、第4章、第6章）：理解核心概念，并学会拉取、使用与管理镜像和仓库
  5. 自定义镜像（第7章）：学习如何编写 Dockerfile 创建自己的镜像

学习路线图

mermaid
graph LR
    Start[Docker 学习入口] --> Ch1[第1章：Docker 简介]

    Ch1 --> Role1["运维新手第1-6章"]
    Ch1 --> Role2["开发者第1-8章 → 第11章"]
    Ch1 --> Role3["DevOps 工程师第1-11章 → 第13-14章 → 第18-21章"]
    Ch1 --> Role4["架构师第1-6章 → 第12-17章 → 第18-19章"]

    Role1 --> End1["掌握基本操作"]
    Role2 --> End2["构建与部署应用"]
    Role3 --> End3["自动化与运维"]
    Role4 --> End4["设计容器方案"]
读者角色 学习重点 核心成果
运维新手 第1-6章 掌握容器的基本概念与操作
开发者 第1-8章 → 第11章 学会容器化应用的构建与部署
DevOps 工程师 第1-11章 → 第13-14章 → 第18-21章 实现容器编排与自动化部署流程
架构师 第1-6章 → 第12-17章 → 第18-19章 设计高可用、高性能的容器基础设施

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本书在线阅读，可直接访问 GitBook。也可访问 GitHub 仓库目录。

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bash
brew tap yeasy/tap && brew install mdpress
mdpress serve

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推荐阅读

本书是技术丛书的一部分。以下书籍与本书形成互补：

书名 与本书的关系
《前线部署工程实践指南》 讲容器、Kubernetes、GitOps、IaC、供应链、安全、观测与 SLO 如何组合成可交付、可审计、可运营的部署工程体系
《智能体 Harness 工程指南》 Agent 基础设施中的容器化部署与隔离
《大模型安全权威指南》 容器安全与 AI 系统安全的交叉实践
《区块链技术指南》 区块链节点的容器化部署

参与贡献

欢迎参与项目维护。

进阶学习

《Docker 技术入门与实战》已更新到第 4 版，讲解最新容器技术栈知识，欢迎大家阅读并反馈建议。京东图书 | 天猫图书

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许可证

本书采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可证。

您可以自由分享和演绎，但需署名、非商业使用、相同方式共享。

File: 01_introduction/README.md

第一章 Docker 简介

本章将带领你进入 Docker 的世界。

版本提示：本书内容及示例基于 Docker Engine v29.x 及以上版本。值得注意的是，自 Docker Engine v29 起，官方在全新安装场景下 默认启用 containerd image store 作为镜像存储后端（取代传统 classic store 路径下的 graph driver 体系）。这项底层革新极大增强了 Docker 对多架构镜像（Multi-platform）以及软件供应链安全元数据（Attestations, SBOM, Provenance）的本地支持原生性。

本章内容

  • 快速上手

    • 通过一个简单的 Web 应用例子，带你快速体验 Docker 的核心流程：构建镜像、运行容器。

  • 什么是 Docker

    • 介绍 Docker 的起源、发展历程以及其背后的核心技术 (Cgroups，Namespaces，UnionFS，以及 containerd 引擎的演进)。
    • 了解 Docker 是如何改变软件交付方式的。

  • 为什么要用 Docker

    • 对比传统虚拟机技术，阐述 Docker 在启动速度、资源利用率、交付效率等方面的巨大优势。
    • 探讨 Docker 在 DevOps、微服务架构中的关键作用。

学习目标

通过本章的学习，你将能够：

  1. 理解 Docker 的核心概念与架构。
  2. 明白 Docker 解决了现代软件开发与运维中的哪些痛点。
  3. 建立起对容器技术的初步认知，为后续的实战操作打下基础。

好吧，让我们带着问题开始这神奇之旅。

File: 02_basic_concept/README.md

第二章 基本概念

版本说明：本章内容及示例基于 Docker v29.x 编写。镜像标签相关示例请查阅官方文档以确认最新可用版本。

Docker 包括三个基本概念：

  • 镜像 (Image)：Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数 (如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
  • 容器 (Container)：镜像 (Image) 和容器 (Container) 的关系，就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
  • 仓库 (Repository)：镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主机上运行，但是，如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

理解了这三个概念，就理解了 Docker 的整个生命周期。

File: 03_install/README.md

第三章 安装 Docker

Docker Engine 主要提供 stable 和 test 两个更新频道；test.docker.com 对应测试频道，适合预发布验证，不建议直接用于生产环境。

官方网站上有各种环境下的安装指南，这里主要介绍 Docker 在 Linux、Windows 10/11 和 macOS 上的安装。

安装方式选择指南

在开始安装前，笔者建议你根据以下决策树选择最合适的安装方式：

生产环境 vs 开发环境

生产环境（服务器部署）：

  • 优先使用官方 APT/YUM 源安装（Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS）
  • 优势：获得官方安全更新、长期技术支持、版本管理清晰
  • 安装步骤稍多一些，但这种“麻烦”是值得的——它为你的生产系统争取了稳定性和可维护性

开发环境（本地开发机、测试服务器）：

  • 配置 Docker 官方源后 使用包管理器安装，或在一次性测试环境使用官方脚本自动安装
  • 如果你想快速上手，官方脚本（get.docker.com）是最便捷的选择
  • 国内用户注意：这一步一定要选对镜像源，否则网络卡顿会严重影响体验

国内用户的网络优化建议

值得注意的是，国内直接访问 Docker 官方源速度较慢，建议：

  • 安装过程：使用阿里云、腾讯云等国内镜像源
  • 镜像拉取：安装完成后配置 Docker 镜像加速器（详见 3.9 镜像加速器），这一步对日常开发的体验提升最明显

特殊场景

详细安装指南

File: 04_image/README.md

第四章 使用镜像

在之前的介绍中，我们知道镜像是 Docker 的三大组件之一。

Docker 运行容器前需要本地存在对应的镜像，如果本地不存在该镜像，Docker 会从镜像仓库下载该镜像。

本章内容

本章将介绍更多关于镜像的内容，包括：

版本提示：镜像存储后端的变迁

在 Docker Engine v29 及后续版本中，Docker 在全新安装场景默认启用 containerd image store（替代传统 classic store 路径）。这一底层架构级别的变迁，意味着 Docker 解锁了对 OCI Image Index 和 Attestations（例如原生的 provenance 来源证明与 SBOM 软件物料清单）的全量本地支持。
读者在执行类似 docker buildx build --provenance=mode=min --sbom=true 甚至使用后续审查工具（如 docker buildx imagetools inspect）时，其元数据能够与镜像数据一并完好地管理于本地存储系统中，为供应链安全验证补齐了最后一块拼图。

File: 05_container/README.md

第五章 操作容器

容器是 Docker 又一核心概念。

简单的说，容器是独立运行的一个或一组应用，以及它们的运行态环境。对应的，虚拟机可以理解为模拟运行的一整套操作系统 (提供了运行态环境和其他系统环境) 和跑在上面的应用。

本章将具体介绍如何来管理一个容器，包括创建、启动和停止等。

版本号说明

本章示例涉及多个 Docker 镜像，遵循以下版本号最佳实践：

  • 官方镜像（如 ubuntu、nginx、mysql）：使用具体大版本号（如 ubuntu:24.04、mysql:8.4）而非 latest，确保示例的可重复性
  • 镜像标签约定：
    • latest 或 v1.0.0 等：带标签的自定义镜像，示例中指定具体版本
    • 24.04、8.4：官方镜像的稳定版本分支
    • 生产环境建议：指定确切版本号（如 nginx:1.28.0、mysql:8.4.4）而非仅大版本号

File: 06_repository/README.md

第六章 访问仓库

仓库 (Repository) 是集中存放镜像的地方。

一个容易混淆的概念是注册服务器 (Registry)。实际上注册服务器是管理仓库的具体服务器，每个服务器上可以有多个仓库，而每个仓库下面有多个镜像。从这方面来说，仓库可以被认为是一个具体的项目或目录。例如对于仓库地址 docker.io/ubuntu 来说，docker.io 是注册服务器地址，ubuntu 是仓库名。

大部分时候，并不需要严格区分这两者的概念。

版本号说明

本章涉及的 Registry 和相关工具版本说明：

  • Docker Registry / CNCF Distribution：本章示例使用 registry:2 兼容路径；新生产部署应评估 Distribution 3.x，并核对配置路径、迁移说明和生态兼容性。已停止维护的 registry:1 不建议使用
  • Nexus 3：建议指定具体版本（如 sonatype/nexus3:3.69）而非 latest，避免自动升级带来的兼容性问题
  • 镜像标签规范：
    • 生产环境推送至仓库时应明确指定版本号（如 myapp:v1.0.0）
    • 避免依赖 latest 标签，因为其含义存在歧义且易导致版本混淆

为什么需要私有仓库？

在讨论具体的安装和配置前，让我们先理解：什么时候你应该建设私有仓库？

开发团队（有专利代码、不能公开）：

  • 需要私有仓库存储内部镜像
  • 涉及访问控制和审计
  • 强烈推荐使用托管方案（如 Harbor 或云厂商提供的镜像仓库）

开源项目或个人学习：

  • Docker Hub 公开仓库足够
  • 无需自建私有仓库的成本

企业级部署：

  • 需要高可用、备份、灾难恢复
  • 推荐使用专业级方案（Nexus 3、Harbor）而非简单的 Registry

本章涵盖的方案从简到复杂：

  • Docker Registry：最小化部署（适合简单场景）
  • 私有仓库高级配置：添加认证、HTTPS 等生产必需项
  • Nexus 3：企业级完整解决方案，支持权限管理、备份等

本章内容

File: 07_dockerfile/README.md

第七章 Dockerfile 指令详解

什么是 Dockerfile

Dockerfile 是一个文本文件，其内包含了一条条的 指令 (Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。

在第四章中，我们通过 docker commit 学习了镜像的构成。但是，手动 commit 只能作为临时修补，并不适合作为生产环境镜像的构建方式。

使用 Dockerfile 构建镜像有以下优势：

  • 自动化：可以通过 docker build 命令自动构建镜像。
  • 可重复性：由于 Dockerfile 是文本文件，可以确保每次构建的结果一致。
  • 版本控制：Dockerfile 可以纳入版本控制系统 (如 Git)，便于追踪变更。
  • 透明性：任何人都可以通过阅读 Dockerfile 了解镜像的构建过程。

Dockerfile 编写哲学

在深入每个指令的细节之前，笔者想强调一个至关重要的原则：Dockerfile 不是脚本，而是镜像的“设计图”。这个区别决定了你如何思考每条指令的作用。

相比编写 Bash 脚本的思维（“按顺序执行这些命令”），Dockerfile 的思维应该是（“这一层镜像应该如何构建，下一层如何分层”）。这个思维转变会影响你的决策：

  • 合并命令：一个 RUN apt-get update && apt-get install ... 应该写在一起，而不是分开成多个 RUN 指令，因为它们是同一个“层”的逻辑
  • 选择合适的指令：COPY vs ADD、CMD vs ENTRYPOINT 这些选择不是随意的，而是根据镜像分层的语义来决定的
  • 优化镜像大小：最后才清理缓存、删除临时文件，让这些“瘦身”操作在同一层完成

这个章节将详细介绍各个指令。在学习指令语法时，请始终思考：“这个指令为什么要以这样的方式工作？如果我是 Docker，我应该如何设计它？”

Dockerfile 基本结构

Dockerfile 一般分为四部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令。

可运行 docker buildx build --check 校验的完整 Dockerfile 示例与配套 index.html 保存在仓库中。它使用 scratch，因此结构检查不会解析远程基础镜像元数据。下面的围栏与该文件由测试强制保持一致。

dockerfile
FROM scratch

COPY index.html /index.html

指令详解

本章将详细讲解 Dockerfile 中的各个指令：

高级特性

本章还将介绍 Dockerfile 的高级特性：

参考与最佳实践

此外，我们还将介绍 Dockerfile 的最佳实践和常见问题。

使用 Dockerfile 构建镜像

构建镜像的基本命令格式为：

bash
docker build [选项] <上下文路径/URL/->

例如，在 Dockerfile 所在目录执行：

bash
docker build -t my-image:1.0 .

关于版本号最佳实践

本章中的 Dockerfile 示例使用的基础镜像标签遵循以下原则：

  • 通用标签（如 ubuntu:24.04、alpine、nginx）：保持原样，无需修改
  • 基础镜像版本号（如 node:22、python:3.12）：使用主或次版本号而非完整版本号（patch），这样可以自动获取最新的补丁版本，确保获得安全更新
  • 避免：不建议使用 latest 标签和完整的 patch 版本号（如 20.10.0）作为基础镜像，因为这会导致构建的不可重现性或安全风险

读者在使用这些示例时，应根据实际生产环境需求选择合适的版本号。

更多关于 docker build 的用法，我们在实战中会结合具体指令进行演示。

File: 08_data/README.md

第八章 数据管理

如图 8-1 所示，Docker 数据管理主要围绕三类挂载方式展开。

图 8-1：Docker 数据挂载类型示意图

这一章介绍如何在 Docker 内部以及容器之间管理数据，在容器中管理数据主要有以下几种方式：

File: 09_network/README.md

第九章 网络配置

Docker 容器需要网络来与外部世界通信、容器之间相互通信以及与宿主机通信。Docker 在安装时会自动配置网络基础设施，大多数情况下开箱即用。

概述

Docker 启动时自动创建以下网络组件：

mermaid
graph TD
    subgraph Host [宿主机]
        eth0[物理网卡 eth0192.168.1.100]
        docker0[docker0 网桥172.17.0.1]

        subgraph Containers
            subgraph ContainerA [容器 A]
                eth0_A[eth0172.17.0.2]
            end
            subgraph ContainerB [容器 B]
                eth0_B[eth0172.17.0.3]
            end
        end

        eth0 <--> docker0
        docker0 <--> eth0_A
        docker0 <--> eth0_B
    end

    Internet((互联网)) <--> eth0

本章将详细介绍 Docker 网络配置的各个方面。

本章内容

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