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layout : post
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title : "Hello, Docker~"
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subtitle : "真香，(⑅˃◡˂⑅)"
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date : 2023-05-31 18:15:10
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author : "Manford Fan"
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catalog : false
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header-img : "img/post-bg-universe.jpg"
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tags :
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- Docker
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这是一个屠龙少年终成恶龙的故事，最终还是躲不过[Docker](https://www.docker.com/)，一开始使用的时候，不太熟悉，本能的抗拒，慢慢的，感觉其实还可以，除了占用资源多一些。另外一直听到有些声音在说现在还在用Docker，不如用[Kubernetes](https://kubernetes.io/zh-cn/)，和之前一样，Kubernetes现在之于我，相当于之前的Docker，陌生，抵触，不愿接触。所以打算先耍一耍Docker，至于Kubernetes，等时机成熟，应该是水到渠成的事情，又或者我根本就不需要[FLAG HERE~]。
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Docker是一种容器化技术，可以在服务器上快速搭建容器并在不污染宿主机的情况下运行软件，而不再需要安装配置各种环境。开源Docker社区致力于改进这类技术，并免费提供给所有用户，使之获益。
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## 一、安装Docker
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#### 1.1 安装过程
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以Debian 11为例，执行如下操作即可安装好Docker-CE，安装结束之后可以使用`docker version`或者`docker info`来查看。
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```bash
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apt update
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apt upgrade -y
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apt install curl vim wget gnupg dpkg apt-transport-https lsb-release ca-certificates
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curl -sSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | gpg --dearmor > /usr/share/keyrings/docker-ce.gpg
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echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-ce.gpg] https://download.docker.com/linux/debian $(lsb_release -sc) stable" > /etc/apt/sources.list.d/docker.list
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apt update
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apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
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```
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下载安装速度过慢的话，可以替换成国内的源站，如果需要某个特定用户可以用Docker rootless模式运行Docker，那么可以把这个用户也加入docker组，比如我们把www-data用户加进去：
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```bash
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# 清华源站
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curl -sS https://download.docker.com/linux/debian/gpg | gpg --dearmor > /usr/share/keyrings/docker-ce.gpg
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echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-ce.gpg] https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/docker-ce/linux/debian $(lsb_release -sc) stable" > /etc/apt/sources.list.d/docker.list
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# rootless
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apt install docker-ce-rootless-extras
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usermod -aG docker www-data
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```
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#### 1.2 检查是否成功
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最后使用`docker version`查看下是否安装成功：
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```
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> docker version
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Client: Docker Engine - Community
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Version: 24.0.1
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API version: 1.43
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Go version: go1.20.4
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Git commit: 6802122
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Built: Fri May 19 18:06:34 2023
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OS/Arch: linux/amd64
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Context: default
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Server: Docker Engine - Community
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Engine:
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Version: 24.0.1
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API version: 1.43 (minimum version 1.12)
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Go version: go1.20.4
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Git commit: 463850e
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Built: Fri May 19 18:06:34 2023
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OS/Arch: linux/amd64
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Experimental: false
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containerd:
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Version: 1.6.21
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GitCommit: 3dce8eb055cbb6872793272b4f20ed16117344f8
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runc:
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Version: 1.1.7
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GitCommit: v1.1.7-0-g860f061
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docker-init:
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Version: 0.19.0
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GitCommit: de40ad0
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```
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## 二、安装Docker Compose
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传统模式下运维人员需要运行docker run来启动各种容器，一旦容器过多，就无法一次性记住所有的运行参数和命令，这时候我们可以使用Docker Compose来解决这个问题。
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Docker Compose是一种工具，用于帮助定义和共享多容器应用程序。 通过Compose，你可以创建YAML文件来定义服务，并且只需一个命令，就可以启动或清理所有内容。使用Compose的巨大优点是，你可以在文件中定义应用程序堆栈，使其位于项目存储库的根目录下（它现在受版本控制），并方便其他人参与你的项目。 其他人只需克隆你的存储库即可开始撰写应用。事实上，你可能会看到GitHub/GitLab上的很多项目现在都是这样做的。
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因为我们已经安装了docker-compose-plugin，所以Docker目前已经自带 docker compose 命令，基本上可以替代docker-compose：
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```bash
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> docker compose version
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Docker Compose version v2.18.1
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```
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如果某些镜像或命令不兼容，则我们还可以单独安装Docker Compose，可以使用Docker官方发布的Github直接安装最新版本：
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```bash
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curl -L https://github.com/docker/compose/releases/latest/download/docker-compose-Linux-x86_64 > /usr/local/bin/docker-compose
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chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
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```
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## 三、其他配置
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以下配置会增加一段自定义内网IPv6地址，开启容器的IPv6功能，以及限制日志文件大小，防止Docker日志塞满硬盘，还有就是修改增加国内Docker镜像源，以加速镜像的下载速度。
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```bash
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cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
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{
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"registry-mirrors": [
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"https://hub-mirror.c.163.com",
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"https://f1361db2.m.daocloud.io",
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"https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
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"https://registry.docker-cn.com",
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"https://registry.hub.docker.com"
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],
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"log-driver": "json-file",
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"log-opts": {
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"max-size": "50m",
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"max-file": "8"
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},
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"ipv6": true,
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"fixed-cidr-v6": "fd00:dead:beef:c0::/80",
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"experimental":true,
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"ip6tables":true,
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"bridge": "inner",
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"dns": [
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"114.114.114.114",
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"8.8.8.8"
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]
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}
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EOF
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systemctl restart docker.service
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```
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使用国内加速镜像源拉取Images的时候，采用如下格式：
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```bash
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docker pull hub-mirror.c.163.com/ceph/ceph:v16
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docker pull hub-mirror.c.163.com/library/influxdb:2.4.0
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```
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## 四、Just A Minute...
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先等一下，现在我已经安装配置好了Docker环境，理论上可以开始愉快的pull&run了，可总觉得，还是需要大体了解下，Docker到底是个什么东西，和虚拟机有什么区别吗，它的网络是什么样的，不同的Container之间可以相互通信吗？无疑，Docker是一个非常复杂且精妙的设计，想要了解其皮毛也是非常困难的，这并不意味之探究一下Docker的基本原理是没有意义的，恰恰相反，这可以让使用者操作的时候，更清楚自己在干什么。
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#### 4.1 总体架构
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Docker是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。Docker提供了一个命令行工具Docker以及一整套RESTful API。从下图可以看出，整个架构有几个重要的组成部分，Client，Docker Host以及Registry，其中Docker Host内部又包括Images和Containers，**这样看，Docker更像是一个简易版的操作系统**。
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- 这里的**客户端**指的是操作Docker的角色，其实就是宿主机本身；
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- **Host主机(Docker引擎)**指的是一个物理或者虚拟的机器用于执行Docker守护进程和容器；
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- **Images镜像**就是一个Linux的文件系统（Root FileSystem），这个文件系统里面包含可以运行在Linux内核的程序以及相应的数据，是一个只读文件；
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- 通过镜像启动一个**容器**，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。
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- **Volume数据卷**是用来将数据持久化到我们宿主机上，与容器间实现数据共享，简单的说就是将宿主机的目录映射到容器中的目录，应用程序在容器中的目录读写数据会同步到宿主机上
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- **Registry 注册中心**和软件源中心一样，统一向公众提供镜像服务，Registry分为公共和私有两种
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#### 4.2 Docker网络
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当项目大规模使用 Docker时，容器通信的问题也就产生了。要解决容器通信问题，必须先了解很多关于网络的知识。Docker作为目前最火的轻量级容器技术，有很多令人称道的功能，如Docker的镜像管理，容器隔离。为了让容器间通讯更加高效，我们有必要深入了解Docker网络知识，以满足更高的网络需求。安装Docker以后，会默认创建三种网络，可以通过`docker network ls`查看，除了这三种还有一种container模式：
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```bash
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> docker network ls
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NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
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de544da1aa64 bridge bridge local
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e9d574ec50b4 host host local
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edd7bc64c9d3 none null local
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```
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- Bridge：默认模式，为每个容器分配设置IP
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- Host：相当于Vmware中的NAT模式，与宿主机在同一个网络中，但没有独立IP地址
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- None：不为Docker容器进行任何网络配置，需手动操作网卡、IP、路由等信息
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- Container：一种特殊host网络模式，处于这个模式下的Docker容器会共享一个网络环境，这样两个容器之间可以使用localhost高效快速通信。
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一般情况下，使用默认就可以了，当然也可以手动配置区别于docker0的网桥，详见[自定义网桥](https://docker-practice.github.io/zh-cn/advanced_network/bridge.html)，另外如有想手动指定网络以及IP地址，可以使用如下指令创建一个自定义网络类型，运行Docker的时候手动指定即可。
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```bash
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docker network create -d bridge --subnet=172.172.0.0/24 --gateway 172.172.0.1 inner
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docker run -idt --name=nginx --network=inner --ip=172.172.0.100 nginx:1.14-alpine
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```
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#### 4.3 Docker VS VM
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> **Docker的误解：Docker是轻量级的虚拟机**
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Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker守护进程运行在主机上， 然后通过Socket连接从客户端访问Docker守护进程。Docker守护进程从客户端接受命令，并按照命令，管理运行在主机上的容器。一个Docker容器，是一个运行时环境，可以简单理解为进程运行的集装箱。
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Docker和KVM都是虚拟化技术，VM(VMware)在宿主机器、宿主机器操作系统的基础上创建虚拟层、虚拟化的操作系统、虚拟化的仓库，然后再安装应用；Container(Docker容器)，在宿主机器、宿主机器操作系统上创建Docker引擎，在引擎的基础上再安装应用。它们的主要差别：
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1. Docker 有着比虚拟机更少的抽象层
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2. Docker 利用的是宿主机的内核，VM需要的是Guest OS
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3. Docker 容器很快，启动和停止可以在秒级实现，这相比传统的虚拟机方式要快得多
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4. Docker 容器对系统资源需求很少，一台主机上可以同时运行数千个Docker容器。
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5. Docker 通过类似Git的操作来方便用户获取、分发和更新应用镜像，指令简明，学习成本较低。
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6. Docker 通过Dockerfile配置文件来支持灵活的自动化创建和部署机制，提高工作效率。
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7. Docker 容器除了运行其中的应用之外，基本不消耗额外的系统资源，保证应用性能的同时，尽量减小系统开销。
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8. Docker 利用Linux系统上的多种防护机制实现了严格可靠的隔离，引入了安全选项和镜像签名机制，极大地提高了使用Docker的安全性。
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## 四、常用指令
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目前看来，`docker`和`systemctl`命令比较相似，好的方面是，指令功能从名称上看比较明确，使用起来相对比较顺手，不好的方面是，两者都有大量的子命令，虽然不必所有都掌握甚至了解，但还是挺唬人的。以使用过程中遇到的问题的顺序，将常用的命令汇总如下：
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```bash
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docker info # 查看docker相关信息
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docker version # 查看docker版本号
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docker pull mysql:latest # 拉取最新版本镜像
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# 命令行运行，指定端口和目录映射
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docker run -d --restart=always -e SIGNUPS_ALLOWED=false \
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--name vaultwarden \
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-v /opt/webdav/data/vaultwarden/:/data/ \
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-p 8112:80 vaultwarden/server:latest
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docker images # 列出已有镜像
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docker image ls # 列出已有镜像
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docker image rm nginx:latest # 删除指定镜像
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docker rmi nginx:latest # 删除指定镜像
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docker start/stop/restart a148c6fec026 # 启动、停止、重启容器
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docker ps -a # 查看所有容器状态
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docker exec -it a148c6fec026 /bin/bash # 进入a148c6fec026所代表的容器，并执行相关命令
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docker search mysql # 搜索mysql的docker镜像
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docker rm a148c6fec026 # 删除a148c6fec026所代表的容器
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docker rename old new # 重命名容器
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docker logs -f -t --tail 1000 2ab447816a66 # 查看2ab447816a66所代表的容器最近1000条日志
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docker cp outer_path 2ab447816a66:inner_path # 向容器内拷贝文件
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docker cp 2ab447816a66:inner_path outer_path # 向容器外拷贝文件
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```
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## 参考文档
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- [Debian 11/Ubuntu 22.04安装Docker以及Docker Compose教程](https://u.sb/debian-install-docker/)
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- [Docker 架构及工作原理](https://www.docker.org.cn/docker/192.html)
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- [Docker Hub：官方Registry](https://hub.docker.com/)
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- [☆ Docker — 从入门到实践](https://yeasy.gitbook.io/docker_practice/)
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