Docker容器技术的安装和使用

什么是Docker？

（1）Docker的架构

Docker是一种开源平台，用于开发、部署和运行应用程序。它利用容器化技术，将应用程序及其所有依赖项打包到一个称为容器的独立的运行环境中。这使得应用程序在不同的环境中能够以一致的方式运行，无论是在开发人员的笔记本电脑、测试环境还是生产服务器上。

通过Docker，开发人员可以更容易地构建、交付和运行应用程序，同时确保应用程序的一致性和可移植性。它也使得应用程序的部署更加灵活和高效，因为它可以快速地启动、停止和扩展容器，而不会影响其他容器或主机系统。

图1

图2

基于T113-i平台实现Docker容器技术

接下来，我们将基于全志T113-i工业平台，演示Docker如何安装、构建镜像以及下载镜像并运行容器。

1 Docker安装

1.1 安装方法

（1）安装依赖包

打开Ubuntu，确保Ubuntu可正常访问互联网，执行如下命令安装Docker依赖包。   Host#sudo apt-get update  

图3

Host#sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg lsb-release

图4

（2）添加Docker官方GPG密钥

Host#sudo mkdir -m 0755 -p /etc/apt/keyrings

Host#curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg

图5

（3）设置Docker Stable存储库

Host#echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null  

图6

（4）安装Docker

Host#sudo apt-get update

Host#sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

图7

图8

（5）验证Docker

执行如下命令，通过运行Docker自带的hello-world镜像来验证是否已安装成功。程序运行后，输出如下内容则表示Docker安装成功。

Host#sudo docker run hello-world

图9

更多参考信息，请查阅官方手册：https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu。

1.2 搭建本地镜像仓库

Docker用Registry来保存用户构建的镜像。Registry分为公共和私有两种。Docker公司运营的公共Registry叫做Docker Hub，用户可在Docker Hub注册账号，分享并保存自己的镜像。Docker公司的公共镜像仓库(https://hub.docker.com)提供了庞大的镜像集合供用户使用。一个Docker Registry中可包含多个仓库，每个仓库可包含多个标签(Tag)，每个标签对应一个镜像。通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签对应该软件的各个版本。用户可通过“[<仓库名>:<标签>]”的格式来指定具体是某个软件某个版本的镜像。如未给出标签，将以[latest]作为默认标签。

本次使用的镜像是registry:2，执行如下命令自动下载并启动。

Host#mkdir -p /home/tronlong/docker/myregistry

Host#sudo docker run -d -p 5000:5000 -v /home/tronlong/docker/myregistry:/var/lib/registry registry:2

参数说明：

-d：后台启动容器。

-p：将容器的5000端口映射至Ubuntu的5000端口（5000是registry服务端口）。

-v：将容器"/var/lib/registry"目录映射至Ubuntu的"/home/tronlong/docker/myregistry"，用于存放镜像数据。  

图10

执行如下命令，查看容器是否已启动，出现如下内容说明容器已正常启动。

Host#sudo docker ps

图11

通过浏览器访问"http://192.168.10.101:5000/v2/_catalog"，若返回如下内容则说明registry已经成功启动，192.168.10.101为Ubuntu的IP。

图12

因为Docker刚建立运行，所以里面无任何镜像内容。至此，Docker环境安装完成。

2 构建镜像

在Ubuntu上新建工作目录"/home/tronlong/docker/dockerfile/"，并将产品资料“4-软件资料LinuxFilesystemdocker”目录下的文件系统压缩包和产品资料“4-软件资料Demoase-demosled_flashin”目录下的可执行文件拷贝至Ubuntu共享目录下，再执行如下命令拷贝至Docker工作目录。

Host#mkdir /home/tronlong/docker/dockerfile

Host#cp /mnt/hgfs/SharedFolders/led_flash /home/tronlong/docker/dockerfile/

Host#cp /mnt/hgfs/SharedFolders/rootfs.tar /home/tronlong/docker/dockerfile/

图13

在"/home/tronlong/docker/dockerfile/"目录下，创建Dockerfile文件，并编写如下内容。

Host#cd /home/tronlong/docker/dockerfile

Host#gedit Dockerfile

图14

图15

Dockerfile文件内容如下：

FROM scratch#基于空的基础镜像构建新的镜像

# Set work directory

WORKDIR /root#为CMD、COPY和AND设置工作目录

# Decompress the file system

ADD rootfs.tar /#解压文件系统

# Copy file to image

COPY led_flash .#拷贝可执行文件至镜像的"/home/root/"目录下

# Shell command executed when the container is started

# CMD ["executable","param1","param2"]

CMD ["./led_flash", "-n 1"]#容器启动时执行的shell命令，此处为执行LED闪烁程序的命令

在Dockerfile文件所在的目录下执行如下命令，进行构建镜像。

Host#sudo docker build -t 192.168.10.101:5000/led_flash:v1.0 .//注意命令最后含有"."

Host#sudo docker images //查看已构建的镜像

参数说明：

192.168.10.101：Ubuntu的IP地址；

-t：指定镜像的名字及标签(name:tag)。

图16

请执行如下命令，将镜像推送至本地仓库Registry。

Host#sudo docker push 192.168.10.101:5000/led_flash:v1.0

图17

Docker版本从1.3.X之后，与Docker Registry交互默认使用https，然而前面搭建的私有仓库仅提供http服务，因此当与私有仓库交互时将出现上面的错误提示。可通过修改"/etc/docker/daemon.json"文件来解决该问题，请执行如下命令，192.168.10.101为Ubuntu的IP。

Host#sudo vi /etc/docker/daemon.json

图18   请在daemon.json中添加如下配置内容：

{

"insecure-registries": ["192.168.10.101:5000"]

}

执行如下命令，重新启动Docker、Registry容器（通过指定ID），并重新推送镜像至本地Registry。

Host#sudo /etc/init.d/docker restart

Host#sudo docker ps -a

Host#sudo docker start 0833de1304d9//以查询得到的CONTAINER ID号为准

Host#sudo docker push 192.168.10.101:5000/led_flash:v1.0  

图19   通过浏览器访问"http://192.168.10.101:5000/v2/_catalog"，即可看到当前仓库里已有的镜像。

图20

3 下载镜像并运行容器

（1）使用网线将创龙科技T113-i评估板ETH0(RGMII)网口连接至路由器，并确保和Ubuntu处于同一网络下，评估板上电启动，执行如下命令下载镜像并列举出下载后的镜像。下载镜像过程中将会打印警告和错误信息，不影响功能正常使用，请忽略。

Target#docker pull 192.168.10.101:5000/led_flash:v1.0//下载镜像

Target#docker images//列举已下载的镜像

图21

若出现如下错误，请执行如下命令，通过修改"/etc/docker/daemon.json"文件来解决此问题，修改保存后，重新启动dockerd守护进程。

图22

Target#vi /etc/docker/daemon.json

图23   请在daemon.json中添加如下配置内容：

{

"insecure-registries": ["192.168.10.101:5000"]

}

Target#/etc/init.d/S60dockerd restart  

图24   （2）创建并启动容器。由于Docker使用VFS存储驱动程序，当创建容器时，需要先创建容器层，该容器层需要对上一层进行“深拷贝”，因此完成创建并启动容器整个过程需要耗时约1min，请耐心等待。

Target#docker run -d --name led_flash -v /sys/:/sys 2d17af57ec7e

参数说明：

-d：后台运行容器；

--name：为容器指定一个名称；

-v：映射卷（将主机的目录"/sys"映射至容器的"/sys"）；

2d17af57ec7e：镜像ID，以docker images命令列举的"IMAGE ID"为准。  

图25

容器启动完成后，评估底板的用户可编程指示灯闪烁。

（3）容器的基本操作

执行如下命令，查看正在运行的容器并进入容器。

Target#docker ps -a

Target#docker exec -it 2d7c23bd13c0 /bin/bash

参数说明：

-i：以交互模式运行容器，通常与-t同时使用；

-t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与-i同时使用；

2d7c23bd13c0：容器ID，以实际"CONTAINER ID"为准；

/bin/bash：在容器内执行"/bin/bash"命令。

图26

执行如下命令，退出容器。

Bash#exit

图27

执行如下命令，停止容器。此时，评估底板的用户可编程指示灯不再闪烁。

Target# docker stop 2d7c23bd13c0

图28

执行如下命令，启动容器。此时，评估底板的用户可编程指示灯闪烁。

Target#docker start 2d7c23bd13c0

图29

备注：若运行Docker时，出现"x509: certificate signed by unknown authority"类似警告信息（如下图），可通过修改/etc/docker/daemon.json文件解决。该警告是由于本机没有远程仓库的证书文件导致。

图30

修改内容：

{

"registry-mirrors": ["https://registry-1.docker.io"],

"insecure-registries": ["https://registry-1.docker.io"]

}

图31

修改完成后，重新运行Docker。

审核编辑：黄飞