## 摘要
本文提供一份面向初学者的Docker与Kubernetes容器化运维实战指南，涵盖Linux/Windows双平台安装、核心操作命令、多容器编排、K8s集群搭建、应用部署全流程，以及生产环境最佳实践与故障排查技巧。所有操作步骤均附带完整命令和实战建议。
## 正文
### 一、Docker实战安装与配置
#### 1.1 Linux（Ubuntu 26.04）标准6步安装
bash<br># Step 1: 卸载旧版本（如有）<br>sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc<br><br># Step 2: 安装依赖<br>sudo apt-get update<br>sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg<br><br># Step 3: 添加Docker官方GPG密钥<br>sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings<br>curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.asc<br>sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc<br><br># Step 4: 添加Docker apt仓库<br>echo \<br> "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \<br> $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \<br> sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null<br>sudo apt-get update<br><br># Step 5: 安装Docker组件<br>sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin<br><br># Step 6: 启动并验证<br>sudo systemctl start docker<br>sudo systemctl enable docker<br>sudo docker run hello-world<br>中国大陆用户必做：配置镜像加速
bash<br>sudo mkdir -p /etc/docker<br>sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'<br>{<br> "registry-mirrors": ["https://mirror.ccs.tencentyun.com"]<br>}<br>EOF<br>sudo systemctl daemon-reload<br>sudo systemctl restart docker<br>#### 1.2 Windows推荐方案：WSL2原生部署（避开Docker Desktop付费限制）
powershell<br># 1. 安装WSL2（管理员权限运行PowerShell）<br>wsl --install<br><br># 重启后自动安装Ubuntu<br><br># 2. 在WSL2 Ubuntu中安装Docker（同Linux安装步骤）<br><br># 3. WSL2特定修复：修复iptables兼容性<br>sudo update-alternatives --config iptables<br># 选择 iptables-legacy<br><br># 4. 配置用户权限（避免每次sudo）<br>sudo usermod -aG docker $USER<br># 重新打开终端生效<br><br># 5. 设置Docker开机自启（Windows任务计划程序）<br># 触发器：系统启动<br># 程序/脚本：C:\Windows\System32\wsl.exe<br># 参数：-d Ubuntu -u root -- service docker start<br>### 二、Docker核心操作命令
#### 2.1 镜像管理
bash<br>docker pull nginx:latest # 拉取最新nginx镜像<br>docker pull ubuntu:22.04 # 拉取指定版本Ubuntu<br>docker images # 列出本地镜像<br>docker rmi nginx:latest # 删除指定镜像<br>docker system prune -a -f # 清理未使用镜像（谨慎使用）<br>#### 2.2 容器管理
bash<br># 运行nginx容器：后台运行，命名my-nginx，映射主机8080到容器80<br>docker run -d --name my-nginx -p 8080:80 nginx:latest<br><br>docker ps # 列出运行中的容器<br>docker ps -a # 列出所有容器（含已停止）<br>docker exec -it my-nginx /bin/bash # 交互式进入容器<br>docker logs my-nginx # 查看容器日志<br>docker stop my-nginx # 停止容器<br>docker start my-nginx # 启动已停止的容器<br>docker rm my-nginx # 删除容器（需先停止）<br>#### 2.3 自定义镜像构建（Node.js示例）
Dockerfile:dockerfile<br>FROM node:18-alpine<br>WORKDIR /app<br>COPY package*.json ./<br>RUN npm install<br>COPY . .<br>EXPOSE 3000<br>CMD ["npm", "start"]<br>构建命令：
bash<br>docker build -t my-app:v1 .<br>#### 2.4 多容器管理（Docker Compose）
docker-compose.yml示例（Nginx + MySQL）：yaml<br>version: '3'<br>services:<br> web:<br> image: nginx:latest<br> ports:<br> - "80:80"<br> db:<br> image: mysql:8.0<br> environment:<br> MYSQL_ROOT_PASSWORD: root123<br> volumes:<br> - db-data:/var/lib/mysql<br>volumes:<br> db-data:<br>命令：
bash<br>docker-compose up -d # 后台启动所有服务<br>docker-compose down # 停止并删除所有服务/容器<br>### 三、Kubernetes生产级集群搭建
#### 3.1 环境准备（Ubuntu 26.04）
bash<br># 1. 禁用swap（K8s强制要求）<br>sudo swapoff -a<br>sudo sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab # 永久禁用<br><br># 2. 加载内核模块<br>cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf<br>overlay<br>br_netfilter<br>EOF<br>sudo modprobe overlay<br>sudo modprobe br_netfilter<br><br># 3. 配置网络参数<br>cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf<br>net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1<br>net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1<br>net.ipv4.ip_forward = 1<br>EOF<br>sudo sysctl --system<br>#### 3.2 安装容器运行时（containerd）
bash<br>sudo apt-get install containerd<br>sudo mkdir -p /etc/containerd<br>containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml<br><br># 启用SystemdCgroup（K8s兼容性要求）<br>sudo sed -i 's/SystemdCgroup = false/SystemdCgroup = true/g' /etc/containerd/config.toml<br><br>sudo systemctl restart containerd<br>sudo systemctl enable containerd<br>#### 3.3 安装K8s组件（kubeadm/kubelet/kubectl）
bash<br># 添加K8s v1.31 apt仓库<br>curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/Release.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg<br>echo 'deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/v1.31/deb/ /' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list<br>sudo apt-get update<br>sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl<br><br># 锁定版本防止意外更新<br>sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl<br>#### 3.4 初始化单节点K8s集群
bash<br># 初始化控制平面，使用Flannel默认CIDR<br>sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16<br><br># 配置kubectl（普通用户）<br>mkdir -p $HOME/.kube<br>sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config<br>sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config<br><br># 允许控制平面节点运行普通Pod（单节点必备）<br>kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/control-plane-<br><br># 安装Flannel网络插件<br>kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml<br><br># 验证集群<br>kubectl get nodes # 应显示Ready状态<br>kubectl get pods -n kube-system # 所有核心组件应运行中<br>### 四、Kubernetes核心实战操作
#### 4.1 Pod管理
bash<br>kubectl run nginx --image=nginx:latest # 创建单个nginx Pod<br>kubectl get pods # 列出Pods<br>kubectl describe pod nginx # 查看Pod详情/事件<br>kubectl logs nginx # 查看Pod日志<br>kubectl exec -it nginx -- /bin/bash # 交互式进入Pod<br>#### 4.2 Deployment管理（推荐方式）
nginx-deployment.yaml：yaml<br>apiVersion: apps/v1<br>kind: Deployment<br>metadata:<br> name: nginx-deployment<br>spec:<br> replicas: 3<br> selector:<br> matchLabels:<br> app: nginx<br> template:<br> metadata:<br> labels:<br> app: nginx<br> spec:<br> containers:<br> - name: nginx<br> image: nginx:latest<br> ports:<br> - containerPort: 80<br>命令：
bash<br>kubectl apply -f nginx-deploy.yaml # 创建Deployment<br>kubectl get deployments # 列出Deployments<br>kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5 # 扩缩容到5副本<br>#### 4.3 Service暴露服务（NodePort示例）
nginx-service.yaml：yaml<br>apiVersion: v1<br>kind: Service<br>metadata:<br> name: nginx-service<br>spec:<br> selector:<br> app: nginx<br> ports:<br> - protocol: TCP<br> port: 80<br> targetPort: 80<br> type: NodePort<br>命令：
bash<br>kubectl apply -f nginx-service.yaml<br>kubectl get services # 查看分配的NodePort（如80:31234/TCP）<br># 通过任意节点IP + NodePort访问<br>#### 4.4 水平自动扩缩容（HPA）
bash<br>kubectl autoscale deployment springboot-demo --cpu-percent=50 --min=1 --max=10<br>### 五、完整容器化部署工作流（Spring Boot示例）
步骤1：容器化Spring Boot应用
Dockerfile:dockerfile<br>FROM openjdk:17-jdk-alpine<br>LABEL maintainer="yourname@example.com"<br>WORKDIR /app<br>COPY app.jar app.jar<br>EXPOSE 8080<br>CMD ["java", "-jar", "app.jar"]<br>步骤2：构建并推送镜像
bash<br>docker build -t yourusername/springboot-demo:v1 .<br>docker login # 登录Docker Hub<br>docker push yourusername/springboot-demo:v1<br>步骤3：编写K8s Deployment + Service YAML
springboot-deploy.yaml：yaml<br>---<br>apiVersion: apps/v1<br>kind: Deployment<br>metadata:<br> name: springboot-demo<br>spec:<br> replicas: 3<br> selector:<br> matchLabels:<br> app: springboot-demo<br> template:<br> metadata:<br> labels:<br> app: springboot-demo<br> spec:<br> containers:<br> - name: springboot-app<br> image: yourusername/springboot-demo:v1<br> ports:<br> - containerPort: 8080<br> resources:<br> requests:<br> memory: "512Mi"<br> cpu: "250m"<br> limits:<br> memory: "1Gi"<br> cpu: "500m"<br> livenessProbe:<br> httpGet:<br> path: /actuator/health<br> port: 8080<br> initialDelaySeconds: 30<br> periodSeconds: 10<br> readinessProbe:<br> httpGet:<br> path: /actuator/health<br> port: 8080<br> initialDelaySeconds: 30<br> periodSeconds: 5<br>---<br>apiVersion: v1<br>kind: Service<br>metadata:<br> name: springboot-service<br>spec:<br> selector:<br> app: springboot-demo<br> ports:<br> - protocol: TCP<br> port: 80<br> targetPort: 8080<br> type: LoadBalancer<br>步骤4：部署到K8s
bash<br>kubectl apply -f springboot-deploy.yaml<br>kubectl get deployments<br>kubectl get pods -l app=springboot-demo<br>kubectl get services springboot-service<br>步骤5：滚动更新
bash<br>docker build -t yourusername/springboot-demo:v2 .<br>docker push yourusername/springboot-demo:v2<br>kubectl set image deployment/springboot-demo springboot-app=yourusername/springboot-demo:v2<br>kubectl rollout status deployment/springboot-demo<br>步骤6：回滚
bash<br>kubectl rollout history deployment/springboot-demo # 查看历史版本<br>kubectl rollout undo deployment/springboot-demo # 回滚到上一版本<br>kubectl rollout undo deployment/springboot-demo --to-revision=1 # 回滚到指定版本<br>### 六、常见故障排查与最佳实践
#### 6.1 Docker常见问题
| 问题 | 解决方案 |
|------|---------|
| 容器启动后立即退出 | 确保应用以前台进程运行，必要时加
tail -f /dev/null保持容器运行 || 磁盘空间占满 | 定期清理：
docker system prune -a -f（删除未使用镜像/容器），docker volume prune -f（删除未使用卷）|| 镜像拉取慢 | 使用配置的镜像加速器，或搭建私有仓库 |
#### 6.2 Kubernetes常见问题
| 问题 | 解决方案 |
|------|---------|
| Pod卡在Pending状态 | 检查
kubectl describe pod <pod-name>的事件，查看节点资源kubectl describe node <node-name>，检查节点污点 || ImagePullBackOff | 验证YAML中的镜像地址，配置
imagePullSecret用于私有仓库，检查节点磁盘空间 || Service无法访问 | 验证Service selector与Pod标签匹配
kubectl get pods --show-labels，检查Service Endpointskubectl get endpoints <service-name> |#### 6.3 生产环境运维最佳实践
1. 资源限制：为所有容器设置
resources.requests和resources.limits，避免资源耗尽2. 健康检查：配置
livenessProbe和readinessProbe，实现自动重启和流量路由3. 日志管理：使用集中式日志管理（EFK：Elasticsearch+Fluentd+Kibana，或Loki）
4. 监控告警：部署Prometheus+Grafana进行集群监控和告警
5. 镜像优化：使用alpine基础镜像、多阶段构建、合并
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- 关键词: Docker,Kubernetes,容器化运维,K8s集群,Deployment,Service,故障排查,容器编排
- 描述: 面向初学者的Docker与Kubernetes容器化运维实战指南，涵盖双平台安装、核心命令、K8s集群搭建、应用部署全流程及生产最佳实践与故障排查技巧。
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采集时间: 2026-05-01 11:00:00
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