1. Docker 基础回顾：架构、镜像与容器生命周期
1.1 Docker 整体架构
Docker 采用典型的 C/S（客户端-服务器） 架构。理解各组件之间的协作关系，是排查容器通信与运行时故障的前提。
核心组件： Docker Client、Docker Daemon、containerd、runc、镜像仓库（Registry）。
1.2 镜像与容器的核心概念
| 概念 | 定义 | 关键特征 |
|---|---|---|
| 镜像（Image） | 一个只读的、分层结构的模板，包含运行应用所需的文件系统、依赖和配置。 | 分层复用（UnionFS）、不可变、通过 Dockerfile 构建 |
| 容器（Container） | 镜像的运行实例，在镜像层之上添加一个可写层（Container Layer）。 | 可读写、有生命周期、隔离性（Namespace + Cgroups） |
| 仓库（Repository） | 集中存储和分发镜像的服务，如 Docker Hub、Harbor。 | 标签管理（tag）、支持推送/拉取 |
故障排查要点： 镜像层是只读的，容器层写入的数据在容器删除后会丢失。若需要持久化数据，必须使用 Volume 或 Bind Mount。
1.3 容器生命周期管理
容器的状态转换是故障排查的核心线索。以下列出容器从创建到销毁的完整状态机：
- Created：镜像已加载，容器配置已就绪，但尚未启动。
- Running：容器进程正在运行，网络和存储已挂载。
- Paused：通过
docker pause冻结所有进程（使用 cgroups freezer）。 - Exited：主进程退出，容器停止运行。退出码（Exit Code）是诊断故障的关键指标。
- Removed：容器被删除，所有可写层数据丢失（除非使用 Volume）。
1.4 常用命令速查表
| 操作 | 命令示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 拉取镜像 | docker pull nginx:latest |
从 Registry 下载镜像到本地 |
| 查看镜像 | docker images |
列出本地所有镜像 |
| 创建并启动容器 | docker run -d --name web nginx |
-d 后台运行，--name 指定名称 |
| 查看运行中容器 | docker ps |
加 -a 显示所有状态容器 |
| 查看容器日志 | docker logs web |
排查启动失败或运行时错误的首选命令 |
| 进入容器 | docker exec -it web bash |
调试网络、进程或文件系统 |
| 停止容器 | docker stop web |
发送 SIGTERM，超时后 SIGKILL |
| 删除容器 | docker rm web |
加 -f 强制删除运行中容器 |
常见陷阱： 使用
docker run 时若未指定 --rm，容器退出后不会自动删除，长期积累会占用磁盘空间。建议在测试场景中始终添加 --rm 参数。
1.5 镜像分层与 UnionFS 原理
Docker 镜像采用 分层存储 技术（OverlayFS / AUFS）。每一层代表 Dockerfile 中的一条指令，层与层之间共享且只读。当容器运行时，在最上层叠加一个可写层。
- 基础层（Base Layer）：通常为操作系统基础镜像，如
ubuntu:22.04。 - 中间层（Intermediate Layer）：每次
RUN、COPY、ADD指令都会生成一个新层。 - 容器层（Container Layer）：容器启动时创建，所有写入操作发生在此层，容器删除后该层随之消失。
故障排查价值： 理解分层机制有助于诊断“镜像构建缓存失效”、“容器磁盘空间不足”以及“镜像体积过大”等问题。例如，
docker history <image> 可以查看每一层的大小和创建指令。