Docker教程FG007-Docker Engine安装与运维实战

本教程风哥教程参考Docker官方文档，详细介绍Docker Engine的安装方法和运维技巧。内容包括基础概念、安装配置、日常运维、故障排查以及性能优化，帮助读者掌握Docker Engine的核心技术和最佳实践。

本文档适合Docker容器运维工程师、系统管理员以及DevOps工程师阅读，通过学习本教程，您将能够在各种操作系统环境中高效安装和管理Docker Engine。

目录大纲

Part01-基础概念与理论知识
1.1 Docker Engine概述
1.2 Docker Engine架构
Part02-生产环境规划与建议
2.1 系统硬件要求
2.2 操作系统兼容性
2.3 安装前准备
Part03-生产环境项目实施方案
3.1 Docker Engine安装
3.2 基本配置
3.3 服务管理
Part04-生产案例与实战讲解
4.1 Docker Engine安装实战
4.2 日常运维实战
4.3 Docker数据库与Docker Engine集成实战
Part05-风哥经验总结与分享
5.1 最佳实践
5.2 常见问题与解决方案
5.3 性能优化建议

Part01-基础概念与理论知识

1.1 Docker Engine概述

Docker Engine是Docker的核心组件，负责运行和管理容器。它具有以下特点：

提供容器运行时环境
管理容器的生命周期
处理镜像的拉取和存储
提供Docker API接口
支持多种操作系统平台

Docker Engine是Docker生态系统的基础，所有Docker容器的运行都依赖于它。

1.2 Docker Engine架构

Docker Engine采用客户端-服务器架构，主要组件包括：

Docker客户端（Docker CLI）：用户与Docker交互的命令行工具
Docker守护进程（Docker Daemon）：运行在主机上的后台服务，负责管理容器
Docker API：客户端与守护进程之间的通信接口
容器运行时（Container Runtime）：负责容器的实际运行，如runc
镜像存储：存储Docker镜像的本地仓库

这种架构使得Docker Engine可以在不同的环境中灵活部署和管理。

Part02-生产环境规划与建议

2.1 系统硬件要求

为了确保Docker Engine的正常运行，建议的硬件配置如下：

CPU：至少2核心，推荐4核心以上
内存：至少4GB，推荐8GB以上
存储：至少50GB可用空间，推荐使用SSD
网络：稳定的网络连接

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2.2 操作系统兼容性

Docker Engine支持以下操作系统：

Linux：Ubuntu 18.04 LTS或更高版本，Debian 10或更高版本，CentOS 7或更高版本，RHEL 7或更高版本，Oracle Linux 7或更高版本
Windows：Windows Server 2016或更高版本，Windows 10 Professional或Enterprise
macOS：macOS 10.15 (Catalina)或更高版本

2.3 安装前准备

在安装Docker Engine之前，需要完成以下准备工作：

检查系统版本是否符合要求
确保系统已更新到最新版本
启用虚拟化技术（Linux系统需要启用内核模块）
准备足够的磁盘空间
配置网络连接，确保能够访问Docker镜像仓库

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Part03-生产环境项目实施方案

3.1 Docker Engine安装

Ubuntu系统安装步骤：

# 步骤1：更新系统
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade -y

# 步骤2：安装依赖包
$ sudo apt-get install -y \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg-agent \
    software-properties-common

# 步骤3：添加Docker GPG密钥
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 步骤4：添加Docker软件源
$ sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"

# 步骤5：安装Docker Engine
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 步骤6：验证安装
$ sudo docker --version
$ sudo docker run hello-world

Docker version 24.0.6, build ed223bc
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

CentOS/RHEL系统安装步骤：

# 步骤1：更新系统
$ sudo yum update -y

# 步骤2：安装依赖包
$ sudo yum install -y \
    yum-utils \
    device-mapper-persistent-data \
    lvm2

# 步骤3：添加Docker软件源
$ sudo yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 步骤4：安装Docker Engine
$ sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 步骤5：启动Docker服务
$ sudo systemctl start docker
$ sudo systemctl enable docker

# 步骤6：验证安装
$ sudo docker --version
$ sudo docker run hello-world

Docker version 24.0.6, build ed223bc
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

3.2 基本配置

配置Docker Engine的基本设置：

# 步骤1：创建配置文件
$ sudo mkdir -p /etc/docker
$ sudo nano /etc/docker/daemon.json

{
  "registry-mirrors": [
    "https://mirror.ccs.tencentyun.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
    "https://hub-mirror.c.163.com"
  ],
  "default-shm-size": "2g",
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "10m",
    "max-file": "3"
  }
}

3.3 服务管理

管理Docker服务：

# 启动Docker服务
$ sudo systemctl start docker

# 停止Docker服务
$ sudo systemctl stop docker

# 重启Docker服务
$ sudo systemctl restart docker

# 查看Docker服务状态
$ sudo systemctl status docker

● docker.service - Docker Application Container Engine
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/docker.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Mon 2024-01-01 10:00:00 UTC; 1h ago
     Docs: https://docs.docker.com
 Main PID: 1234 (dockerd)
    Tasks: 10
   Memory: 100.0M
   CPU: 1.0%
   CGroup: /system.slice/docker.service
           └─1234 /usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock

Part04-生产案例与实战讲解

4.1 Docker Engine安装实战

案例：在Oracle Linux 9.3上安装Docker Engine

# 步骤1：更新系统
$ sudo dnf update -y

# 步骤2：安装依赖包
$ sudo dnf install -y \
    dnf-utils \
    device-mapper-persistent-data \
    lvm2

# 步骤3：添加Docker软件源
$ sudo dnf config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 步骤4：安装Docker Engine
$ sudo dnf install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 步骤5：启动Docker服务
$ sudo systemctl start docker
$ sudo systemctl enable docker

# 步骤6：验证安装
$ sudo docker --version
$ sudo docker run hello-world

Docker version 24.0.6, build ed223bc
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

风哥提示：在Oracle Linux上安装Docker Engine时，需要使用CentOS的软件源，因为Oracle Linux与CentOS兼容。

4.2 日常运维实战

案例：Docker Engine日常运维

# 查看Docker信息
$ sudo docker info

Client:
 Context:    default
 Debug Mode: false
 Plugins:
  app: Docker App (Docker Inc., v0.9.1-beta3)
  buildx: Build with BuildKit (Docker Inc., v0.11.2)
  compose: Docker Compose (Docker Inc., v2.21.0)
  scan: Docker Scan (Docker Inc., v0.23.0)
Server:
 Containers: 5
  Running: 3
  Paused: 0
  Stopped: 2
 Images: 10
 Server Version: 24.0.6
 Storage Driver: overlay2
  Backing Filesystem: extfs
  Supports d_type: true
  Native Overlay Diff: true
  userxattr: false
 Logging Driver: json-file
 Cgroup Driver: cgroupfs
 Cgroup Version: 1
 Plugins:
  Volume: local
  Network: bridge host ipvlan macvlan null overlay
  Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local logentries splunk syslog
 Swarm: inactive
 Runtimes: io.containerd.runc.v2 io.containerd.runtime.v1.linux runc
 Default Runtime: runc
 Init Binary: docker-init
 containerd version: 1234567890abcdef...
 runc version: 1234567890abcdef...
 init version: 1234567890abcdef...
 Security Options:
  apparmor
  seccomp
   Profile: default
 Kernel Version: 5.15.0-100-generic
 Operating System: Ubuntu 22.04 LTS
 OSType: linux
 Architecture: x86_64
 CPUs: 4
 Total Memory: 15.6GiB
 Name: fgedu.net.cn
 ID: 12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef
 Docker Root Dir: /var/lib/docker
 Debug Mode: false
 Registry: https://index.docker.io/v1/
 Labels:
 Experimental: false
 Insecure Registries:
  127.0.0.0/8
 Live Restore Enabled: false

# 清理未使用的资源
$ sudo docker system prune -a

WARNING! This will remove:
  - all stopped containers
  - all networks not used by at least one container
  - all images without at least one container associated to them
  - all build cache
Are you sure you want to continue? [y/N] y
Deleted Containers:
1234567890abcdef...
Deleted Images:
untagged: nginx:latest
deleted: sha256:1234567890abcdef...
Deleted Networks:
network1
Total reclaimed space: 1.2GB

学习交流加群风哥QQ113257174

4.3 Docker数据库与Docker Engine集成实战

案例：在Docker Engine中运行PostgreSQL数据库

# 运行PostgreSQL容器
$ sudo docker run --name postgres-db \
    -p 5432:5432 \
    -e POSTGRES_PASSWORD=SecurePassword123! \
    -e POSTGRES_USER=fgedu \
    -e POSTGRES_DB=fgedudb \
    -v /Docker/fgdata/postgres:/var/lib/postgresql/data \
    -d \
    postgres:14

1234567890abcdef...

# 连接PostgreSQL数据库
$ sudo docker exec -it postgres-db psql -U fgedu -d fgedudb

psql (14.10)
Type "help" for help.


fgedudb=# CREATE TABLE fgedu_users (
fgedudb(#     id SERIAL PRIMARY KEY,
fgedudb(#     name VARCHAR(50),
fgedudb(#     email VARCHAR(100)
fgedudb(# );

CREATE TABLE


fgedudb=# INSERT INTO fgedu_users (name, email) VALUES
fgedudb-# ('张三', 'zhangsan@example.com'),
fgedudb-# ('李四', 'lisi@example.com'),
fgedudb-# ('王五', 'wangwu@example.com');

INSERT 0 3


fgedudb=# SELECT * FROM fgedu_users;

 id | name  |        email        

----+-------+---------------------
  1 | 张三  | zhangsan@example.com
  2 | 李四  | lisi@example.com
  3 | 王五  | wangwu@example.com
(3 rows)

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Part05-风哥经验总结与分享

5.1 最佳实践

使用官方推荐的安装方法
定期更新Docker Engine到最新版本
配置适当的资源限制
使用镜像加速器提高拉取速度
定期清理未使用的资源
启用日志管理和监控
实施安全措施，如容器隔离和权限控制

5.2 常见问题与解决方案

问题	解决方案
Docker服务启动失败	检查系统日志，确保Docker守护进程配置正确
镜像拉取失败	配置镜像加速器，检查网络连接
容器运行缓慢	检查系统资源使用情况，调整容器资源限制
权限问题	将用户添加到docker组，或使用sudo命令
存储空间不足	清理未使用的镜像和容器，增加存储空间

5.3 性能优化建议

使用SSD存储提高Docker性能
配置适当的内存和CPU限制
使用overlay2存储驱动
启用Docker BuildKit提高构建速度
优化容器网络配置
使用数据卷管理数据，避免容器存储层膨胀
实施容器编排，如Docker Swarm或Kubernetes

from Docker视频:www.itpux.com

通过以上优化措施，可以显著提高Docker Engine的性能和可靠性，为容器化应用提供更好的运行环境。

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