Windows10安装Docker的一点思考

廖知 2020-04-15

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最近同事在windows7/10上使用docker遇到了些问题来咨询我，在尝试帮他解决后，自己也思考总结了下，现以博客的形式分享出来。
环境说明：windows10专业版 64位
一、Docker在Windows10上有两种部署方式
1、安装DockerToolbox，该方法是利用VirtualBox创建了一个名为default的linux虚拟机，再在该linux虚拟机上来运行docker。
2、利用Windows的Hyper-v虚拟化技术，直接在Windows上安装docker（先开启Hyper-v，但Hyper-v与vmware workstation不兼容，后期想运行vmware workstation时还需要禁用Hyper-v，所以暂不推荐该方法）。需要尝试的童鞋下载链接（https://download./win/stable/Docker%20Desktop%20Installer.exe）

二、以下仅介绍使用DockerToolbox在windows10上运行docker
1、Docker Toolbox下载链接：https://dn-dao-github-mirror./docker/toolbox/releases/download/v1.12.3/DockerToolbox-1.12.3.exe
DokcerToolbox默认集成的VirtualBox版本可能无法正常使用，所以可先安装最新版本的VirtualBox，再安装DockerToolbox时就可以取消勾选VirtaulBox了，如图1.1所示。
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图1.1
备注：若无法使用默认VirtualBox，则下载最新的VirtualBox（下载链接为： https://download./virtualbox/6.0.14/VirtualBox-6.0.14-133895-Win.exe），按默认设置完成安装。
2、完成DockerToolbox安装后，双击桌面图标，如图2.1，运行Docker Quickstart Terminal，会提示C:\Users\${user}.docker\machine\cache\boot2docker.iso 版本太低，如图2.2所示，要重新从github上（https://github.com/boot2docker/boot2docker/releases/download/v19.03.5/boot2docker.iso）下载，建议直接复制终端的下载地址使用迅雷下载。
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图2.1

图2.2
另外要注意的事，VirtaulBox默认创建的default虚拟机以及虚拟磁盘是放在C:\Users\${user}.docker\machine\machines\default。镜像和容器多了之后，会导致C盘空间不够用，所以可将虚拟机目录指到其他盘符，只需要增加环境变量MACHINE_STORAGE_PATH，如图2.3所示。
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图2.3
关闭上述图2.2终端窗口，待下载完成后，直接复制替换D:\virtual-box\cache\boot2docker.iso，然后再运行桌面Docker Quickstart Terminal图标，如图2.4所示。

图2.4
注：我这里IP变成99.102了，原因是我在删除default虚拟机时，VirtualBox的DHCP服务仍然在后台运行，因租约时间没到所以新分配了一个IP地址，如果想仍然获得99.100的IP，可以在任务管理器停止VirtualBox的DHCP服务（同时清理C:\Users\tgh.VirtualBox下名称带DHCP的文件）
3、创建容器进行测试，如图2.5、图2.6、图2.7所示。

$ docker pull centos
$ docker run -idt --name web01 -p 8088:80 --privileged=true centos:latest /sbin/init
$ docker exec -it web01 /bin/bash
[root@b95faf1d7801 /]# yum -y install httpd
[root@fe83f8d07d98 /]# systemctl enable httpd
[root@fe83f8d07d98 /]# systemctl start httpd
[root@fe83f8d07d98 /]# echo "hello world" >> /var/www/html/index.html

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图2.5

图2.6

图2.7
三、总结
1、windows上安装virtaul box后默认会运行一个虚拟机（通过boot2docker.iso引导，相当于livecd），挂载一块虚拟磁盘(/dev/sda)持久化存储docker容器及镜像，该虚拟机网段是192.168.99.0/24（config.json可改），若是第一次安装，默认IP是192.168.99.100，登录用户名/密码是docker/tcuser，该虚拟机有2个用途：
(1)、所有容器运行于该虚拟机之上。
(2)、iptables做DNAT发布应用端口。

2、在使用过程中遇到的一些问题说明：
(1)、该虚拟机每次重启会清理掉iptables配置，docker和root用户密码也会恢复成默认。所以每次关闭自己电脑时，建议在virtual box中将该虚拟机暂停(挂起)，第二天要用时先在VirtualBox运行该虚拟机。
(2)、windows上默认端口映射是用default虚拟机(ssh docker@192.168.99.100)配置iptables做DNAT发布端口。容器创建后，如果有新增服务，需要再次映射端口，可直接登录到default虚拟机增加映射记录，例如执行如下命令发布8089端口：
root@default:~# iptables -t nat -A DOCKER ! -i docker0 -p tcp -m tcp --dport 8089 -j DNAT --to-destination 172.17.0.2:80
若要删除映射，可执行以下命令
root@default:~# iptables -t nat -L -n --line-numbers #列出所有nat规则
root@default:~# iptables -t nat -D DOCKER 8 #按编号删除规则，此处是删除编号是8的规则
推荐使用以下方法修改映射（该方法同样适合于Ubuntu/Centos宿主机）
i)、iptables-save > iptbles
2)、修改iptables里面内容，删除或添加规则
3)、iptables-restore iptables
注：以上操作在default虚拟机中是以root用户执行。
3、使用Kitematic管理容器遇到的问题
(1)、在Kitematic管理菜单项中，每点一次save (保存)操作都会删除原容器重新创建新容器，在原容器所安装的软件以及配置都不会在新容器中得到继承。例如使用Kitematic来发布端口，若是已经在使用的容器，此时想用Kitematic来发布新端口会导致容器内数据全部丢失，包括安装的软件环境！是我操作姿势不对？，个人觉得该工具仅适合在首次创建容器（方便搜索docker Hub上的image以及一次性设置）时使用。

4、问题延伸
若事先未设置环境变量MACHINE_STORAGE_PATH，则默认创建的default虚拟机以及虚拟磁盘是放在C:\Users\${user}.docker\machine\machines\default。容器以及镜像多了之后，虚拟磁盘空间不够，同时也会导致C盘空间不够用，需要迁移到其他盘，迁移步骤如下：
(1)、打开VirtualBox，在"default"虚拟机上使用"右键"，选择“退出”-->"正常关机"，关闭default虚拟机。
(2)、移动目录C:\Users\tgh\.docker\machine\machines\default为C:\Users\tgh\.docker\machine\machines\default-backup
(3)、删除default容器，并且选择“删除所有文件”，如下图4.1所示。
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图4.1
(4)、关闭VirtualBox，设定环境变量：MACHINE_STORAGE_PATH，如图4.2所示。

图4.2
(5)、修改VirtualBox的“全局设定”，指定虚拟机目录为E:\virtual-box\machine\machines，如图4.3所示。

图4.3
(6)、新建default虚拟机，并设置好存放路径、类型、版本，然后点击“下一步”，如图4.4所示。
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图4.4
此处选择“不添加虚拟硬盘”，因为后面我们要加回备份的虚拟硬盘，如图4.5所示，点击“创建”。

图4.5
(7)、在default虚拟机上右键选择“设置”，调整网络，网卡1按默认NAT设置，网卡2配置为“仅主机(Host-only)网络”，点击"OK"，如图4.6所示。
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图4.6
完成上述设置后，我们进到虚拟机的创建目录，发现只有2个文件，如图4.7所示。

图4.7
(8)、观察原来备份的目录结构，发现带vbox的2个文件是在default\default下，如图4.8所示。

图4.8
那我们先要将default-backup下除default目录外所有文件拷贝到E:\virtual-box\machine\machines\default，如图4.9所示。
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图4.9
再将E:\virtual-box\machine\machines\default下创建一个default目录，将.vobx移到defaut目录下，如图4.10所示

图4.10
(9)、default虚拟机的.vbox文件位置已经移动了，此时我们必须在VirtualBox界面将default虚拟机移除（只是移除），如图4.11所示，待配置文件都修改正确后再在后面重新添加。
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图4.11
(10)、修改E:\virtual-box\machine\machines\default\config.json，将路径“C:\Users\tgh\.docker”替换为新路径“E:\virtual-box”，如图4.12所示。

图4.12
(11)、完成上述设置后，进到“虚拟介质管理”，在“虚拟硬盘”点击“注册”，将E:\virtual-box\machine\machines\default\disk.vmdk注册进来，同理，在“虚拟光驱”将E:\virtual-box\machine\machines\default\boot2docker.iso注册进来，如图4.13所示。
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图4.13
(12)、设置default虚拟机磁盘。开始已经在VirtualBox中移除了default虚拟机，现在要从新的位置添加回来，进到E:\virtual-box\machine\machines\default\default\目录下，双击default.vbox即可添加到VirtualBox，然后在default虚拟机上右键“设置”，选中“存储”，将引导镜像和虚拟磁盘添加进来，如图4.14所示。
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图4.14
(13)、最后，双击桌面“Docker Quickstart Terminal”图标，顺利的话就完成了迁移了，但有可能会遇到default虚拟机秘钥因新建发生了变化导致连接失败（Linux运维人员看到该错误肯定非常熟悉），如图4.15所示，因为本地主机在第一次接default虚拟机时就会在C:\Users\${user}\.ssh\known_hosts保存default虚拟机的公钥，只要删除本地known_hosts中对应IP(如99.100)记录即可。
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图4.15

写在最后：上述迁移步骤粗暴且繁琐，想想我们真的需要这样去做迁移吗？若直接导出再导入虚拟机不更简单么？另外，为什么要装"DockerToolBox“，然后用“Docker Quickstart Terminal”来玩Docker？我直接VirtualBox装个ubuntu/CentOs虚拟机再在上面玩Docker不更好么！哈哈，熟能生巧。如果是爱折腾童鞋可以尝试一下上述步骤，肯定是有收获的。