2. Docker基础：核心概念与安装归纳总结

Docker 这东西，说白了就是一套“集装箱”系统。你写的代码、依赖的环境、配置好的系统，全部塞进一个标准化的箱子里，想搬哪搬哪。我在项目中遇到过几次“在我电脑上能跑”的惨案，后来全栈迁移到 Docker，这类问题基本绝迹了。

这一章我们聚焦两个事：核心概念怎么看，以及怎么把 Docker 装好。概念懂了，安装顺了，后面跑 MaxQuant 和特征学习环境才不卡壳。

2.1 镜像、容器、仓库 – 三剑客

这三个词你得刻在脑子里。我刚开始也迷糊，后来用一句话记牢了：

你想想看，镜像就像一个只读的打包文件，里面装了操作系统、库、代码、配置文件。容器是镜像的运行态，可以读写、可以启动停止，就像从蓝图上盖出的房子，你可以在里面生活、折腾。

仓库呢？Docker Hub 就是最大的公共图书馆，你也可以自己搭私有馆。我习惯把生产环境的镜像推到自己搭的 Harbor 仓库里，既不暴露到公网，拉取速度也快。

概念	类比	关键点
镜像 (Image)	DVD 光盘，只读	分层构建，可复用
容器 (Container)	DVD 播放机里的播放状态	可读写、可销毁
仓库 (Registry)	光盘库 / 网盘	支持标签 (tag) 版本管理

2.2 Docker 引擎到底干了啥

Docker 引擎是一个 C/S 架构。客户端（docker 命令）发请求给守护进程（dockerd），守护进程负责拉镜像、启停容器、管理网络和存储。

我刚开始以为 Docker 就是纯虚拟化，其实它用的是内核命名空间和cgroups，比虚拟机轻量太多。你运行一个容器，共享宿主机内核，资源隔离却做得不错。

2.3 镜像分层与 UnionFS

Docker 镜像是由一层层只读文件系统堆起来的。每一层对应 Dockerfile 里的一条指令。比如：

FROM ubuntu:22.04        # 基础层
RUN apt update            # 安装包层
COPY app /app             # 应用层

修改时只在最上层写，底层不变。这就带来一个好处：拉取时只传输差异层。我在项目里切换过几回基础镜像，发现 alpine 版本只有 5MB 左右，省带宽也省磁盘。

2.4 Dockerfile – 镜像制造说明书

Dockerfile 是构建镜像的唯二正规方式（另一个是 commit，但我几乎不用）。你得学会写 Dockerfile，后面装 MaxQuant 和特征学习环境全靠它。

常见的指令就这几个：

• FROM – 指定基础镜像
• RUN – 运行命令（安装软件）
• COPY / ADD – 复制本地文件
• CMD / ENTRYPOINT – 定义启动命令
• EXPOSE – 声明端口（文档作用，不实际开放）
• WORKDIR – 切换工作目录

2.5 安装 Docker – 三平台速览

Docker 安装现在简单多了。我按照三种常见环境给操作步骤：

Ubuntu / Debian（我用得最多）

# 卸载旧版本
sudo apt remove docker docker-engine docker.io containerd runc

# 安装依赖
sudo apt update
sudo apt install ca-certificates curl gnupg

# 添加 Docker 官方 GPG 密钥
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# 添加仓库
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

# 安装 Docker 引擎
sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 验证
sudo docker run hello-world

跑完 hello-world 能看到欢迎信息，说明引擎正常。我建议顺手把当前用户加入 docker 组，免去每次 sudo：

sudo usermod -aG docker $USER
# 重新登录或执行 newgrp docker 生效

CentOS / RHEL

sudo yum install -y yum-utils
sudo yum-config-manager --add-repo \
  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

macOS / Windows

直接去 Docker Desktop 下载安装包。装好后托盘里出现小鲸鱼图标，点开设置可以调资源（CPU、内存、磁盘）。

2.6 第一个 Docker 命令：跑起来

装好后，试试这组命令感受一下：

docker pull ubuntu:22.04
docker images
docker run -it --name my-first ubuntu:22.04 /bin/bash
# 在容器里：cat /etc/os-release
# exit 退出
docker ps -a
docker rm my-first

看到了吗？从拉取镜像到创建容器、退出删除，几秒钟搞定。同样的流程，虚拟机得等几分钟。

2.7 镜像仓库 – 从私有库拉镜像

因为生产环境经常要拉私有仓库的镜像，我习惯在安装后立即配置镜像加速器和登录私有仓库。加速器推荐阿里云或中科大：

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": [
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
    "https://xxxx.mirror.aliyuncs.com"
  ]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

然后登录私有库：

docker login your-registry.example.com
# 输入用户名和密码
docker pull your-registry.example.com/maxquant:1.6.17

2.8 本章知识体系一览

下面这张图把 Docker 核心概念和安装搭建串在一起了。你能看到从镜像仓库到本地引擎，再到容器实例的完整链路。

2.9 避坑指南 & 经验总结

最后整理几条我踩过的坑，希望你绕开：

• 磁盘空间：Docker 默认把镜像存到 /var/lib/docker，容易撑爆系统盘。我习惯挂一个独立分区，或者在 daemon.json 里指定 "data-root": "/data/docker"。
• 用户权限：不加 docker 组的话，每次都要 sudo，还可能导致 ~/.docker 权限问题。一步到位搞定用户组。
• 镜像清理：别堆一堆无标签镜像。定期跑 docker system prune -a 能释放几十 G。
• 网络代理：公司内网需要 HTTP_PROXY，记得在 daemon.json 里也配一份，否则 docker build 拉 package 会失败。