解決 Ubuntu 上 Docker 安裝與網絡問題：從禁用 IPv6 到配置代理

解決 Ubuntu 上 Docker 安裝與網絡問題的實踐筆記

在 Ubuntu（Noble 版本）上安裝 Docker 時，我遇到了兩個常見的網絡問題：apt-get update 失敗和無法拉取 Docker 鏡像。通過逐步排查和配置，最終成功運行 docker run hello-world。這篇筆記整理了我的解決過程，重點講解了禁用 IPv6和為 Docker 守護進程配置代理的原理與操作，幫助讀者理解并復現。

問題背景

我按照 Docker 官方文檔的 Install using the apt repository 方法，在 Ubuntu 上安裝 Docker。使用的命令如下：

# 更新軟件源并安裝依賴
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings# 添加 Docker GPG 密鑰
sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc# 添加 Docker 軟件源
echo \"deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \$(. /etc/os-release && echo "${UBUNTU_CODENAME:-$VERSION_CODENAME}") stable" | \sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update# 安裝 Docker
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

安裝過程順利，但運行測試命令時遇到問題：

sudo docker run hello-world

報錯如下：

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
docker: Error response from daemon: Get "https://registry-1.docker.io/v2/": net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)

此外，最初運行 sudo apt-get update 時也遇到錯誤，提示無法連接 Docker 倉庫。

問題 1：apt-get update 失敗

現象

運行 sudo apt-get update 時，出現以下錯誤：

錯誤:1 https://download.docker.com/linux/ubuntu noble InReleaseCould not handshake: Error in the pull function. [IP: 2600:9000:2804:5800:3:db06:4200:93a1 443]
W: 無法下載 https://download.docker.com/linux/ubuntu/dists/noble/InRelease

原因分析

錯誤信息中的 IP 地址（2600:9000:...）是一個 IPv6 地址，表明系統嘗試通過 IPv6 連接 Docker 倉庫，但失敗了。可能的原因包括：

  • 網絡對 IPv6 支持不穩定：某些網絡環境（如國內部分運營商）對 IPv6 的支持不完善，導致連接超時或失敗。
  • Docker 倉庫的 IPv6 配置問題：服務器可能優先返回 IPv6 地址，但實際連接不可靠。

解決方案：禁用 IPv6

為了強制系統使用 IPv4，我臨時禁用了 IPv6：

sudo sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
sudo sysctl -w net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1

然后再次運行：

sudo apt-get update

這次更新成功，沒有報錯。

為什么禁用 IPv6？

  • IPv6 vs IPv4：IPv6 是下一代互聯網協議，但許多網絡和服務器對 IPv6 的支持仍不完善。如果系統優先嘗試 IPv6 連接，而目標服務器的 IPv6 不可靠，就會導致超時或連接失敗。
  • 命令解析：
    • sysctl -w net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1：禁用所有網絡接口的 IPv6。
    • sysctl -w net.ipv6.conf.default.disable_ipv6=1：為新創建的網絡接口禁用 IPv6。
    • 這些命令通過修改內核參數（/proc/sys/net/ipv6/conf/...）臨時禁用 IPv6，重啟后會失效。
  • 適用場景：如果你的網絡環境不支持 IPv6，或者目標服務器的 IPv6 連接不穩定，禁用 IPv6 是快速有效的解決方法。

注意事項

  • 臨時性：上述命令僅在當前會話有效。如果需要永久禁用 IPv6，需編輯 /etc/sysctl.conf：
    sudo nano /etc/sysctl.conf
    添加：
    net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1
    保存后應用：
    sudo sysctl -p
  • 風險：禁用 IPv6 可能影響依賴 IPv6 的服務，建議在確認網絡環境后使用。

問題 2：無法拉取 hello-world 鏡像

現象

安裝 Docker 后，運行 sudo docker run hello-world 報錯：

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
docker: Error response from daemon: Get "https://registry-1.docker.io/v2/": net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)

原因分析

此錯誤表明 Docker 無法從 Docker Hub（registry-1.docker.io）拉取鏡像，原因是連接超時。進一步排查發現：

  • 我使用了代理（http://127.0.0.1:7897），通過以下命令驗證：
    curl -v https://registry-1.docker.io/v2/
    輸出顯示 curl 通過代理成功連接（返回 401 Unauthorized，正常現象，因為需要認證）。
  • 但是，Docker 守護進程（dockerd）并未使用代理，導致無法訪問 Docker Hub。

為什么需要為 Docker 守護進程配置代理？

  • Docker 架構：Docker 采用客戶端-服務器架構。運行 docker run 時，客戶端（docker 命令）與守護進程（dockerd）通信，守護進程負責拉取鏡像和運行容器。
  • 環境變量隔離：用戶的代理環境變量（HTTP_PROXY、HTTPS_PROXY）只對客戶端命令生效，守護進程默認不繼承這些設置。
  • 網絡限制：在國內，Docker Hub 的訪問可能因網絡限制而失敗，代理或鏡像加速器是常見解決方案。

解決方案：為 Docker 守護進程配置代理

我通過以下步驟為 Docker 守護進程配置了代理：

  1. 創建代理配置文件：

    sudo mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
sudo nano /etc/systemd/system/docker.service.d/http-proxy.conf

    添加以下內容：

    [Service]
Environment="HTTP_PROXY=http://127.0.0.1:7897"
Environment="HTTPS_PROXY=http://127.0.0.1:7897"
Environment="NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,192.168.0.0/16,10.0.0.0/8,172.16.0.0/12,172.29.0.0/16,::1"
    • 解析：
      • HTTP_PROXY 和 HTTPS_PROXY：指定代理地址（127.0.0.1:7897 是本地代理服務地址）。
      • NO_PROXY：定義不需要代理的地址范圍（如本地地址和常見內網 IP 段），避免本地通信走代理。
      • 文件路徑 /etc/systemd/system/docker.service.d/：Systemd 允許為服務添加自定義配置，http-proxy.conf 會覆蓋 Docker 的默認服務設置。

  2. 重新加載并重啟 Docker：

    sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
    • daemon-reload：通知 Systemd 重新加載配置文件。
    • restart docker：重啟 Docker 服務以應用新配置。

  3. 驗證服務狀態：

    sudo systemctl status docker

    確認服務狀態為 active (running)。

  4. 測試拉取鏡像：

    sudo docker run hello-world

    這次命令成功運行，輸出：

    Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
...

理解代理配置

  • 為什么單獨配置守護進程？
    Docker 守護進程是一個獨立運行的后臺服務（通過 Systemd 管理），它不讀取用戶的 shell 環境變量（如 export HTTPS_PROXY）。因此，必須通過 Systemd 配置文件顯式設置代理。

  • NO_PROXY 的作用
    NO_PROXY 防止本地通信（如守護進程與客戶端之間的通信）被代理攔截。例如，localhost 和 127.0.0.1 是 Docker 客戶端與守護進程通信的常用地址，192.168.0.0/16 等內網地址常用于容器網絡。

  • 適用場景
    如果你的網絡環境需要代理訪問外部資源（如國內訪問 Docker Hub），或者企業網絡有代理要求，必須為守護進程配置代理。

最終結果

通過禁用 IPv6 和為 Docker 守護進程配置代理，我成功解決了網絡問題，docker run hello-world 正常運行。輸出表明 Docker 客戶端、守護進程和 Docker Hub 的通信都正常。

經驗總結與建議

  1. 禁用 IPv6 的場景：

    • 當遇到類似 Could not handshake 的錯誤，且 IP 地址是 IPv6 時，禁用 IPv6 是快速排查方法。
    • 注意檢查網絡環境，確認是否需要長期禁用 IPv6。

  2. 代理配置的通用性：

    • 如果使用代理，確保客戶端和守護進程都配置正確。
    • NO_PROXY 需根據網絡環境調整，包含所有本地和內網地址。

  3. 國內用戶優化：

    • 考慮配置鏡像加速器（如阿里云、騰訊云）以提高拉取速度：
      sudo nano /etc/docker/daemon.json
      添加：
      {"registry-mirrors": ["https://mirror.ccs.tencentyun.com"]
}
      重啟 Docker：
      sudo systemctl restart docker

  4. 權限優化：

    • 為避免每次使用 sudo，將用戶添加到 docker 組：
      sudo usermod -aG docker $USER
      注銷后重新登錄即可。

  5. 進一步學習：

    • 嘗試運行復雜容器：docker run -it ubuntu bash。
    • 探索 Docker Hub 和官方文檔：https://docs.docker.com/get-started/。

結語

這次安裝 Docker 的過程讓我深入理解了網絡配置對 Docker 的影響。禁用 IPv6 解決了軟件源更新的問題，而為守護進程配置代理確保了鏡像拉取的成功。希望這篇筆記能幫助你在遇到類似問題時快速定位和解決，同時對 Docker 的網絡機制有更深的認識！

這篇博客簡潔明了，涵蓋了問題的現象、原因、解決方案以及背后的原理，適合初學者和有一定經驗的用戶參考。如果你有其他需求（例如添加圖片、代碼高亮，或調整語氣），請告訴我！

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