使用docker可以很快部署相同的環境,這也是最快的環境構建,接下來就主要對docker中的基礎內容進行講解.Docker 是一個用于開發、交付和運行應用程序的開源平臺，它可以讓開發者將應用程序及其依賴打包到一個容器中，然后在任何環境中運行這個容器，實現了應用的跨平臺性和一致性。

1. Docker 架構

倉庫富含鏡像,鏡像中包含運行一個容器所需的所有文件系統,容器是鏡像的運行實例,鏡像是容器的基礎,對一個鏡像可以創建多個容器.

倉庫

倉庫（Repository）：用于存儲鏡像的地方，可以分為公共倉庫和私有倉庫。公共倉庫如 Docker Hub，提供了大量的官方和社區鏡像，供用戶下載和使用。私有倉庫則用于企業或個人在內部網絡中存儲和管理自己的鏡像。

鏡像

鏡像（Image）：鏡像可以看作是一個只讀的模板，它包含了運行一個容器所需的所有文件系統內容，包括操作系統、應用程序、庫和配置文件等。鏡像是創建容器的基礎。

容器

容器（Container）：容器是鏡像的運行實例。可以將其理解為一個輕量級的、獨立的運行環境，其中包含了應用程序及其所有依賴項，容器之間相互隔離，互不影響。

2. 基本操作

安裝docker

Windows
下載：訪問 Docker 官方網站，選擇適合 Windows 系統的 Docker Desktop 版本進行下載。www.docker.com
安裝：運行下載好的安裝包，按照安裝向導完成安裝。安裝完成后，啟動 Docker Desktop。
驗證：在命令提示符或 PowerShell 中輸入 docker --version，若顯示 Docker 版本信息，則說明安裝成功。

Linux系統
更新軟件包索引：在終端中運行

sudo apt-get update

安裝必要的包：運行

sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg-agent software-properties-common

添加Docker官方GPG密鑰：運行

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

添加Docker倉庫：運行

sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

再次更新軟件包索引：運行

sudo apt-get update

安裝Docker CE：運行

sudo apt-get install docker-ce

驗證：運行 sudo docker --version，若顯示 Docker 版本信息，則說明安裝成功。

查看docker的版本

sudo docker --version

鏡像操作

搜索鏡像

docker search [鏡像名稱]

如docker search nginx，可以搜索 Docker Hub 上的鏡像

拉取鏡像

sudo docker pull [鏡像名稱]

如 docker pull nginx。docker pull ubuntu:latest會從 Docker Hub 上拉取最新的 Ubuntu 鏡像。
測試拉取一個最簡單的鏡像,鏡像源為docker.m.daocloud.io,鏡像名為hello-world

sudo docker pull docker.m.daocloud.io/hello-world

sudo docker pull ubuntu:latest

查看鏡像：通過docker images命令可以列出本地已有的鏡像，顯示鏡像的名稱、標簽、ID、創建時間和大小等信息。

sudo docker images

刪除鏡像：用docker rmi命令刪除本地鏡像。例如，docker rmi ubuntu:latest將刪除指定的 Ubuntu 鏡像。如果鏡像正在被容器使用，則需要先停止相關容器才能刪除鏡像。

docker rmi [鏡像ID]

容器操作

創建并啟動容器：運行 docker run [選項] [鏡像名稱]，如 docker run -d -p 80:80 nginx，其中 -d 表示后臺運行，-p 用于端口映射

docker run [選項] [鏡像名稱]

docker run -it ubuntu:latest /bin/bash會基于 Ubuntu 鏡像創建一個容器，并以交互模式進入容器的 bash shell。其中，-i表示保持標準輸入流打開，-t表示分配一個偽終端。
查看容器：運行 docker ps 查看正在運行的容器，使用 docker ps -a 查看所有容器

sudo docker ps -a 

docker ps命令用于查看正在運行的容器，若要查看所有容器（包括已停止的），可使用docker ps -a。該命令會顯示容器的 ID、名稱、鏡像、狀態、運行時間等信息。

docker stop [容器ID] 

docker start [容器ID]

停止和啟動容器：docker stop命令用于停止正在運行的容器，例如docker stop 8d8f81da12b5。要重新啟動已停止的容器，可使用docker start container_id。

docker rm [容器ID]

刪除所有容器: sudo docker rm -f $(sudo docker ps -aq)
停止所有容器sudo docker stop $(sudo docker ps -q)
刪除所有鏡像:sudo docker rmi $(sudo docker images)

刪除容器：使用docker rm命令刪除容器。例如，docker rm container_id，但容器必須先停止才能被刪除。若要強制刪除正在運行的容器，可以使用docker rm -f container_id。

docker exec -it [容器ID] /bin/bash

進入容器：當容器在運行時，可以使用docker exec命令進入容器。例如，docker exec -it container_id /bin/bash可以進入指定容器并打開一個 bash 終端。

停止容器使用 docker stop，刪除容器使用 docker rm，刪除鏡像使用 docker rmi
查看容器日志：使用 docker logs [容器ID] 查看容器的日志信息
構建鏡像：通過 docker build -t [鏡像名稱] . 命令可以根據 Dockerfile 構建鏡像
推送鏡像：運行 docker push [鏡像名稱] 將本地鏡像推送到 Docker Hub

常見問題

linux環境下更換docker源

先修改docker的daemon.json文件

sudo gedit /etc/docker/daemon.json

加入源

    "registry-mirrors": ["https://docker.m.daocloud.io","https://docker.imgdb.de","https://docker-0.unsee.tech","https://docker.hlmirror.com","https://cjie.eu.org"]

重啟docker服務

sudo systemctl daemon-reload 

 sudo systemctl restart docker

docker配置代理

如果docker鏡像創建的過程中需要配置網絡,可以直接添加本地的配置:

sudo gedit /etc/docker/daemon.json

{"registry-mirrors": ["https://docker.m.daocloud.io","https://docker.imgdb.de","https://docker-0.unsee.tech","https://docker.hlmirror.com","https://cjie.eu.org"],"proxies": {"http-proxy": "http://127.0.0.1:7890","https-proxy": "http://127.0.0.1:7890"}
}

重啟docker服務

sudo systemctl daemon-reload 

 sudo systemctl restart docker

這樣就能正常訪問github了

windows環境下更換docker源

打開docker-desktop客戶端

設置一下docker engine:

添加源:

    "registry-mirrors": ["https://docker.m.daocloud.io","https://docker.imgdb.de","https://docker-0.unsee.tech","https://docker.hlmirror.com","https://cjie.eu.org"]

應用保存即可
當然也可以直接修改docker的daemon.json文件:
以本機使用 Administrator 賬戶為例，配置文件位于 C:\Users\Administrator.docker\目錄下的daemon.json

打開daemon.json文件，添加源地址即可.
然后去reset一下:


也可以完成設置

4. Dockerfile
   Dockerfile 是一個文本文件，用于定義如何構建鏡像。它包含了一系列的指令，描述了鏡像的基礎環境、安裝的軟件包、配置信息以及容器啟動時要執行的命令等。通過編寫 Dockerfile，可以方便地創建自定義鏡像，并且能夠保證鏡像的可重復性和一致性。例如，以下是一個簡單的 Dockerfile 示例：

# 使用官方的Python鏡像作為基礎鏡像
FROM python:3.9# 設置工作目錄
WORKDIR /app# 將當前目錄下的所有文件復制到容器的/app目錄下
COPY. /app# 安裝項目所需的依賴
RUN pip install -r requirements.txt# 設置容器啟動時要執行的命令
CMD ["python", "app.py"]

4. 數據管理
   數據卷（Volumes）：數據卷是一個可供容器使用的特殊目錄，它可以繞過聯合文件系統，提供了一種在容器和宿主機之間共享數據的方式。數據卷可以在容器創建時指定，并且可以在多個容器之間共享。例如，可以使用docker run -v /host/path:/container/path ubuntu:latest將宿主機的/host/path目錄掛載到容器的/container/path目錄。
   容器數據持久化：通過數據卷，即使容器被刪除，數據卷中的數據也不會丟失，從而實現了容器數據的持久化。這對于保存應用程序的配置文件、數據庫數據等非常重要。

5. 網絡配置與進階使用
   容器網絡模式：Docker 支持多種網絡模式，如橋接模式（默認）、主機模式、none 模式等。在橋接模式下，容器會連接到一個虛擬的網橋，通過網橋與宿主機和其他容器進行通信。主機模式則讓容器直接使用宿主機的網絡，容器的網絡配置與宿主機相同。none 模式下，容器沒有網絡配置，需要用戶自行配置網絡。
   容器間通信：可以通過網絡別名或 IP 地址在同一網絡中的容器之間進行通信。例如，在一個 Docker 網絡中，容器 A 可以通過容器 B 的網絡別名或 IP 地址訪問容器 B 提供的服務。
   Docker Compose 是一個用于定義和運行多容器 Docker 應用程序的工具。你可以使用 YAML 文件來配置應用程序的服務、網絡和卷，然后通過一個命令來啟動整個應用程序。
   Docker Swarm 是 Docker 的原生集群工具，可以將多個 Docker 主機組合成一個單一的虛擬 Docker 主機，從而實現容器的編排和管理

舉一個例子來使用docker
首先要有一個Dockerfile:

FROM ros:melodic-ros-coreSHELL ["/bin/bash", "-c"]ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractiveRUN apt-get update && \apt-get install -y curl git python-pip && \pip install -U --no-cache-dir supervisor supervisor_twiddler rosdep && \rosdep init && \apt-get clean# OSRF distribution is better for gazebo
RUN sh -c 'echo "deb http://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list' && \curl -L http://packages.osrfoundation.org/gazebo.key | apt-key add -# RUN apt-get update && \RUN set -eux; \
for i in $(seq 1 5); do \if apt-get update; then \break; \else \echo "Error: apt-get failed (attempt $i of 5). Retrying..." >&2; \sleep 1; \fi; \
done; \
if [ "$i" = 5 ]; then \echo "Error: apt-get failed after 5 attempts." >&2; \exit 1; \
fiRUN set -eux; \
for i in $(seq 1 5); do \if apt-get install -y ros-melodic-gazebo-plugins ros-melodic-xacro ros-melodic-controller-manager ros-melodic-robot-state-publisher; then \break; \else \echo "Error: apt-get failed (attempt $i of 5). Retrying..." >&2; \sleep 1; \fi; \
done; \
if [ "$i" = 5 ]; then \echo "Error: apt-get failed after 5 attempts." >&2; \exit 1; \
fiRUN git clone --depth 1 https://github.com/osrf/gazebo_models.git /tmp/gazebo_models && \cp -r /tmp/gazebo_models/cafe_table /usr/share/gazebo-9/models/ && \cp -r /tmp/gazebo_models/first_2015_trash_can /usr/share/gazebo-9/models/ && \cp -r /tmp/gazebo_models/mailbox /usr/share/gazebo-9/models/ && \cp -r /tmp/gazebo_models/table_marble /usr/share/gazebo-9/models/ && \rm -r /tmp/gazebo_modelsRUN mkdir /srcADD src /srcRUN source /opt/ros/melodic/setup.bash && \mkdir -p ~/catkin_ws/src && cd ~/catkin_ws/src && \catkin_init_workspace && \git clone --depth 1 -b noetic https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git && \git clone --depth 1 -b melodic-devel https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations.git && \cp -r /src . && \cd .. && \rosdep update && rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y && \catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/opt/ros/melodic install && \apt-get clean && rm -r ~/catkin_wsADD supervisord.conf /etc/supervisor/supervisord.confVOLUME /opt/ros/melodic/share/turtlebot3_descriptionRUN echo "export ROBOT_HOST=hiwonder LIDAR_TYPE=G4" >> /opt/ros/$ROS_DISTRO/setup.bashCMD ["/usr/local/bin/supervisord", "-n", "-c", "/etc/supervisor/supervisord.conf"]

一個supervisord.conf:

[unix_http_server]
file=/var/run/supervisor.sock
chmod=0700[inet_http_server]
port = :9001[supervisord]
nodaemon=true[rpcinterface:supervisor]
supervisor.rpcinterface_factory = supervisor.rpcinterface:make_main_rpcinterface[rpcinterface:twiddler]
supervisor.rpcinterface_factory = supervisor_twiddler.rpcinterface:make_twiddler_rpcinterface[supervisorctl]
serverurl=unix:///var/run/supervisor.sock[program:simulator]
# command=/ros_entrypoint.sh roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_autorace.launch
command=/ros_entrypoint.sh roslaunch hiwonder_gazebo worlds.launch
# environment=TURTLEBOT3_MODEL=burger
autostart=true
autorestart=true
stopwaitsecs=30
stdout_logfile=/dev/stdout
stdout_logfile_maxbytes=0
stderr_logfile=/dev/stderr
stderr_logfile_maxbytes=0

有了dockerfile過后就可以創建docker鏡像

sudo docker build -f Dockerfile -t devrt/simulator-robot:latest .

以當前目錄下的 Dockerfile 為基礎，使用當前目錄作為構建上下文，構建一個名為 devrt/simulator-robot 且標簽為 latest 的 Docker 鏡像。構建過程中，Docker 會根據 Dockerfile 中的指令執行一系列操作，如安裝軟件包、復制文件、設置環境變量等，最終生成一個可運行的鏡像。


之前創建過,所以直接創建好了鏡像了
接下來就需要創建容器了,比如sudo docker run devrt/simulator-robot:latest,或者后臺持續運行sudo docker run -d devrt/simulator-robot:latest等等,但是我們希望的是創建多個容器,所以運行的是

sudo docker compose up

對應的docker-compose.yaml為

version: '2.3'
services:xserver:image: devrt/xserveripc: hostsecurity_opt:- seccomp:unconfinedports:- "3000:80"healthcheck:test: ["CMD-SHELL", "test -e /tmp/.X11-unix/X0"]interval: "1s"retries: 20simulator:image: devrt/simulator-robotipc: hostsecurity_opt:- seccomp:unconfinedenvironment:- DISPLAY=:0- GAZEBO_MODEL_PATH=/home/developer/models:$GAZEBO_MODEL_PATH  # Add models to Gazebo pathvolumes_from:- xservervolumes:- ./ros/models:/home/developer/models:rw  # Mount local models folder to simulator- ./ros/worlds/turtlebot3_autorace.world:/opt/ros/melodic/share/turtlebot3_gazebo/worlds/turtlebot3_autorace.world:ro  # Replace the world filedepends_on:- xserverworkspace:# env_file:#   - .envimage: devrt/ros-devcontainer-vscode:noetic-desktopipc: hostsecurity_opt:- seccomp:unconfinedports:- "3001:3000"- "3002:8888"volumes:- workspace:/workspace- .src:/workspace/src:rw  # Mount local src to /workspace in containerenvironment:- DISPLAY=:0- ROS_MASTER_URI=http://simulator:11311/volumes_from:- xserver- simulatordepends_on:- xserver
volumes:workspace:

services 部分定義了在 Docker Compose 中要運行的各個服務，每個服務對應一個或多個容器。
所以相當于他會自動去拉取其他鏡像比如devrt/xserver:

這里當然是創建了三個容器,有些鏡像會自動從hub上進行下載
以上測試文件請下載相關綁定的資源

下一次來看如何打包一個docker.