Docker学习笔记之在 Windows 和 Mac 中使用 Docker

时间 2020-05-10

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0x00 概述

对于开发来讲，Windows 和 macOS 是更为常见和经常使用的系统，因此也颇有必要了解在 Windows 和 macOS 中使用 Docker 的方法。很幸运的是，Docker 的官方对这两个系统提供了强有力的支持，咱们能够很轻松的在这两个系统中运行 Docker。在这一小节中，咱们就来了解一下 Docker 在 Windows 和 macOS 中安装的方式以及运行的原理。docker

0x01 Docker Desktop

在大多数状况下，咱们的开发工做是在 Windows 或 macOS 这两个操做系统中进行的，既然 Docker 是咱们用来解决开发、测试到运维整条产品线的工具，天然支持这两个系统是不可或缺的功能。json

如同封装 Docker 为咱们提供了轻松的虚拟化运行环境同样，Docker 在 Windows 和 macOS 中的安装也是极易完成的。Docker 官方为 Windows 和 macOS 系统单独开辟了一条产品线，名为 Docker Desktop，其定位是快速为开发者提供在 Windows 和 macOS 中运行 Docker 环境的工具。windows

Docker Desktop 实现容器化与 Docker Engine 是一致的，这就保证了咱们在 Windows 和 macOS 中开发所使用的环境能够很轻松的转移到其余的 Docker 实例中，不论这个 Docker 实例是运行在 Windows、macOS 亦或是 Linux。api

Docker Desktop 产品线包含两个软件，也就是针对 Windows 系统的 Docker for Windows 和针对 macOS 的 Docker for Mac。安全

0x02 安装 Docker Desktop

在安装 Docker for Windows 和 Docker for Mac 以前，咱们依然要了解一下两款软件对操做系统及软硬件的要求，只有达到了这些要求，咱们才能顺利的安装上 Docker for Windows 和 Docker for Mac。网络

对于 Windows 系统来讲，安装 Docker for Windows 须要符合如下条件：运维

必须使用 Windows 10 Pro ( 专业版 )
必须使用 64 bit 版本的 Windows

对于 macOS 系统来讲，安装 Docker for Mac 须要符合如下条件：工具

Mac 硬件必须为 2010 年之后的型号
必须使用 macOS El Capitan 10.11 及之后的版本

另外，虚拟机软件 VirtualBox 与 Docker Desktop 兼容性不佳，建议在安装 Docker for Windows 和 Docker for Mac 以前先卸载 VirtualBox。测试

在确认系统可以支持 Docker Desktop 以后，咱们就从 Docker 官方网站下载这两个软件的安装程序，这里直接附上 Docker Store 的下载连接，供你们直接下载：网站

安装 Docker for Windows 和 Docker for Mac 的方法十分简单，按 Windows 或 macOS 常见的软件安装方式安装便可。

0x03 启动 Docker

像 Linux 中同样，咱们要在 Windows 和 macOS 中使用 Docker 前，咱们须要先将 Docker 服务启动起来。在这两个系统中，咱们须要启动的就是刚才咱们安装的 Docker for Windows 和 Docker for Mac 了。

启动两个软件的方式很简单，咱们只须要经过操做系统的快捷访问功能查找到 Docker for Windows 或 Docker for Mac 并启动便可。

打开软件以后，咱们会在 Windows 的任务栏或者 macOS 的状态栏中看到 Docker 的大鲸鱼图标。

Docker for Windows 或 Docker for Mac 在启动时，这只大鲸鱼上的集装箱会一直闪动，这说明 Docker 程序正在部署 docker daemon 所须要的一些环境并执行 docker daemon 的启动。当集装箱再也不闪动，就说明 Docker 服务已经准备就绪，咱们就能够在 Windows 和 macOS 中使用 Docker 了。

Docker Desktop 为咱们在 Windows 和 macOS 中使用 Docker 提供了与 Linux 中几乎一致的方法，咱们只须要打开 Windows 中的 PowerShell 得到 macOS 中的 Terminal，亦或者 Git Bash、Cmder、iTerm 等控制台类软件，输入 docker 命令便可。

使用 docker version 可以看到 Docker 客户端的信息，咱们能够在这里发现程序运行的平台：

$ docker version Client: ## ...... OS/Arch:  windows/amd64 ## ......

0x04 Docker Desktop 的实现原理

经过以前小节的介绍，咱们知道 Docker 的核心功能，也就是容器实现，是基于 Linux 内核中 Namespaces、CGroups 等功能的。那么大致上能够说，Docker 是依赖于 Linux 而存在的。那么问题来了，Docker Desktop 是如何实现让咱们在 Windows 和 macOS 中如此顺畅的使用 Docker 的呢？

其实 Docker Desktop 的实现逻辑很简单：既然 Windows 和 macOS 中没有 Docker 可以利用的 Linux 环境，那么咱们生造一个 Linux 环境就行啦！Docker for Windows 和 Docker for Mac 正是这么实现的。

因为虚拟化在云计算时代的普遍使用，Windows 和 MacOS 也将虚拟化引入到了系统自己的实现中，这其中就包含了以前咱们所提到的经过 Hypervisor 实现虚拟化的功能。在 Windows 中，咱们能够经过 Hyper-V 实现虚拟化，而在 macOS 中，咱们能够经过 HyperKit 实现虚拟化。

Docker for Windows 和 Docker for Mac 这里利用了这两个操做系统提供的功能来搭建一个虚拟 Linux 系统，并在其之上安装和运行 docker daemon。

除了搭建 Linux 系统并运行 docker daemon 以外，Docker Desktop 系列最突出的一项功能就是咱们可以直接经过 PowerShell、Terminal 这类的控制台软件在 Windows 和 macOS 中直接操做虚拟 Linux 系统中运行的 docker daemon。

实现这个功能得益于 docker daemon 对外提供的操做过程并非复杂且领域性强的 IPC 等方式，而是通用的 RESTful Api 的形式。也就是说，Docker Desktop 只要实现 Windows 和 macOS 中的客户端，就可以直接利用 Hypervisor 的网络支持与虚拟 Linux 系统中的 docker daemon 进行通信，并对它进行控制。

这其实就是咱们以前所提到 docker daemon 使用 RESTful Api 做为控制方式的优点体现了。

0x05 主机文件挂载

控制可以直接在主机操做系统中进行，给咱们使用 Docker Desktop 系列软件提供了极大的方便。除此以外，文件的挂载也是 Docker Desktop 所提供的大幅简化咱们工做效率且简化使用的功能之一。

以前咱们谈到了，Docker 容器中可以经过数据卷的方式挂载宿主操做系统中的文件或目录，宿主操做系统在 Windows 和 macOS 环境下的 Docker Desktop 中，指的是虚拟的 Linux 系统。

固然，若是只能从虚拟的 Linux 系统中进行挂载，显然不足以达到咱们的指望，由于最方便的方式必然是直接从 Windows 和 macOS 里挂载文件了。

要实现咱们所指望的效果，也就是 Docker 容器直接挂载主机系统的目录，咱们能够先将目录挂载到虚拟 Linux 系统上，再利用 Docker 挂载到容器之中。这个过程被集成在了 Docker Desktop 系列软件中，咱们不须要人工进行任何操做，整个过程已经实现了自动化。

Docker Desktop 对 Windows 和 macOS 到虚拟 Linux 系统，再到 Docker 容器中的挂载进行了实现，咱们只须要直接选择可以被挂载的主机目录 ( 这个过程更多也是为了安全所考虑 )，剩下的过程所有由 Docker Desktop 代替咱们完成。这相比于普通虚拟机软件进行挂载的过程来讲，彻底不能用百倍效率来比较了。

0x06 配置 Docker Desktop

在咱们使用 Docker Desktop 系列以前，咱们还会简单修改其的一些配置，以便更好的合理搭配操做系统与 Docker Desktop 系列软件。

咱们能够经过 Docker for Windows 或 Docker for Mac 的大鲸鱼图标打开配置页面：在大鲸鱼弹出的菜单中选择 Settings ( Windows ) 或 Preferences ( macOS )。

打开 Docker for Windows 和 Docker for Mac 的配置页面后，咱们能够发现几个配置页面。这里我不逐一把每一个页面进行截图了，你们能够本身动手查看页面每一个页面的内容。

Docker for Windows 和 Docker for Mac 的配置项目较 Docker Engine 来讲要多上许多，这主要是由于 Docker Desktop 是 Docker Engine 的超集，因此其不只包含了 Docker Engine 的配置内容，还要包含诸如虚拟机实现等其余配置。

我这里抽出几个与 Docker 相关的关键配置，分别简单说明它们的做用：

6.1 文件系统挂载配置

在 Docker for Windows 的 Shared Drivers 面板，以及在 Docker for Mac 中的 File Sharing 面板中，包含了咱们以前提到的将本机目录挂载到 Hypervisor 里 Linux 系统中的配置。

6.2 资源控制配置

在 Advanced 面板中，咱们能够调整 Docker 最大占用的本机资源。固然，更准确的说咱们是在调整虚拟 Linux 环境所能占用的资源，是经过这个方式影响 Docker 所能占用的最大资源。

6.3 网络配置

在 Docker for Windows 的 Network 面板，以及在 Docker for Mac 中的 Advanced 面板中，咱们能够配置 Docker 内部默认网络的子网等内容。这个网络的做用以及更详细的内容，咱们会在之第 9 节中进行讲解。

6.4 docker daemon 配置

在 Daemon 面板里，咱们能够直接配置对 docker daemon 的运行配置进行调整。默认状况下，在 Daemon 面板里只有 Insecure registries 和 Registry mirrors 两个配置，分别用来定义未认证镜像仓库地址和镜像源地址。

咱们能够点击切换按钮切换到 Advanced 模式，在这个模式下，咱们能够直接编辑 docker daemon 的 daemon.json 配置文件，实现更具体、完整的配置 docker daemon 的目的。

0x07 低系统版本解决方案

Docker Desktop 系列为咱们在 Windows 和 macOS 中使用 Docker 提供了巨大的便利，几乎让咱们能够在数分钟内搭建 Windows 和 macOS 中 Docker 的运行环境，并获得像 Linux 中使用 Docker 同样的体验。但 Docker Desktop 依然存在必定的局限性，其中最大的莫过于其对 Windows 和 macOS 的苛刻要求。虽然咱们提倡保持操做系统的更新换代，以获得最新的功能以及更好的安全保障，但依然有不少状况下咱们不得不使用低版本的 Windows 和 macOS。对于这种状况，Docker 官方也提供了相应的解决方案。

首先，让咱们来聊聊为何 Docker for Windows 和 Docker for Mac 会对操做系统有如此严苛的要求。其实缘由很简单，刚才咱们谈到了，Docker for Windows 和 Docker for Mac 的实现分别依靠了 Windows 中的 Hyper-V 和 macOS 中的 HyperKit，而这两个虚拟化工具只在高版本的 Windows 和 macOS 系统中才提供出来。

既然知道了缘由，解决方案天然也就有了，既然咱们不能利用 Hyper-V 或 HyperKit 来建立虚拟的 Linux 系统，那就找一个可以替代它们的工具，用其建立虚拟 Linux 系统便可。

0x08 Docker Toolbox

Docker 官方为咱们找到了用于搭建虚拟 Linux 系统的软件，即 Oracle 的 VirtualBox，并以此封装了另外一个集成的 Docker 运行环境软件：Docker Toolbox。

安装 Docker Toolbox 的过程也十分简单，下载安装包并按常规软件同样安装便可。这里直接我直接提供给你们 Docker Toolbox 安装包的链接，方便你们下载。

安装完 Docker Toolbox 后，咱们有几项与 Docker for Windows 和 Docker for Mac 不一样的使用方法须要注意。

因为不能很好的与系统以及 VirtualBox 互通结合，咱们启动、关闭、重启 Docker 服务不能彻底实现自动化，因此这里 Docker 为咱们提供了 Docker QuickStart Terminal 这个工具来处理这些过程。换个方式说，咱们必须经过它来启动和操做 Docker，而不能再直接使用 PowerShell、Terminal 这类软件了。

另一个不便之处就是文件系统的挂载，因为 Docker Toolbox 没法直接操做 VirtualBox 实现挂载，因此这个过程须要咱们人工来进行。整个挂载的方式与咱们以前谈到的同样，区别只是须要咱们手动操做。将本机目录挂载到虚拟 Linux 系统中的配置在 VirtualBox 的 Settings 中，咱们将本机须要挂载的目录配置进去并保存便可。