Spring Cloud学习（七）【Docker 容器】

文章目录

初识 Docker
- Docker 介绍
- Docker与虚拟机
- Docker架构
- 安装 Docker
Docker 基本操作
- 镜像相关命令
- 容器相关命令
- 数据卷
Dockerfile 自定义镜像
- 镜像结构
- Dockerfile
DockerCompose
- DockerCompose介绍
- 安装DockerCompose
Docker镜像仓库
- 常见镜像仓库服务
- 私有镜像仓库

初识 Docker

Docker 介绍

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
开发、测试、生产环境有差异

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Docker如何解决依赖的兼容问题的？

将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

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内核与硬件交互，提供操作硬件的指令
系统应用封装内核指令为函数，便于程序员调用
用户程序基于系统函数库实现功能

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Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，只是系统应用不同，提供的函数库有差异

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Docker如何解决不同系统环境的问题？

Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的 Linux 内核来运行

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Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

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Docker与虚拟机

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

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Docker和虚拟机的差异：

docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

Docker架构

镜像和容器

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。

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Docker和DockerHub

DockerHub：DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

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Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

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镜像：

将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起

容器：

镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器
客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

安装 Docker

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。

官方网站上有各种环境下的安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

CentOS安装Docker

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

卸载（可选）

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-selinux \
                  docker-engine-selinux \
                  docker-engine \
                  docker-ce

安装docker

首先需要大家虚拟机联网，安装yum工具

yum install -y yum-utils \
           device-mapper-persistent-data \
           lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源：

# 设置docker镜像源
yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

然后输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

启动docker

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！

启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

# 关闭
systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动docker：

systemctl start docker  # 启动docker服务

systemctl stop docker  # 停止docker服务

systemctl restart docker  # 重启docker服务

然后输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

如图：

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配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

CentOS 7 安装DockerCompose

下载

Linux下需要通过命令下载：

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件：

在这里插入图片描述

上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

Docker镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d \
    --restart=always \
    --name registry	\
    -p 5000:5000 \
    -v registry-data:/var/lib/registry \
    registry

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=传智教育私有仓库
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：   
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

Docker 基本操作

镜像相关命令

镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

在这里插入图片描述

docker build
构建镜像
docker push
推送镜像到服务
docker pull
从服务拉取镜像
docker images
查看镜像
docker rmi
删除镜像
docker save
保存镜像为一个压缩包
docker load
加载压缩包为镜像

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从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:

在这里插入图片描述

根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx

在这里插入图片描述

通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

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利用 docker save 将 nginx 镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

步骤一：利用 docker xx --help 命令查看 docker save 和 docker load 的语法

步骤二：使用 docker save 导出镜像到磁盘

步骤三：使用 docker load 加载镜像

镜像操作有哪些？

docker images
docker rmi
docker pull
docker push
docker save
docker load

去 DockerHub 搜索并拉取一个 Redis 镜像

去DockerHub搜索Redis镜像
查看Redis镜像的名称和版本
利用docker pull命令拉取镜像
利用docker save命令将 redis:latest打包为一个redis.tar包
利用docker rmi 删除本地的redis:latest
利用docker load 重新加载 redis.tar文件

容器相关命令

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创建运行一个Nginx容器

步骤一：去 docker hub 查看 Nginx 的容器运行命令

docker run --name mn -p 80:80 -d nginx

命令解读：

docker run ：创建并运行一个容器
--name : 给容器起一个名字，比如叫做mn
-p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
-d：后台运行容器
nginx：镜像名称，例如nginx

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通过映射端口访问容器

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docker run 命令的常见参数有哪些？

--name：指定容器名称
-p：指定端口映射
-d：让容器后台运行

查看容器日志的命令：

docker logs
添加 -f 参数可以持续查看日志

查看容器状态：

docker ps

进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“xm欢迎您”

步骤一：进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mn bash

命令解读：

docker exec ：进入容器内部，执行一个命令
-it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
mn ：要进入的容器的名称
bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

步骤二：进入 nginx 的 HTML 所在目录 /usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

步骤三：修改 index.html 的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#xm欢迎您#g' index.html
sed -i 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

修改成功

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查看容器状态：

docker ps
添加 -a 参数查看所有状态的容器

删除容器：

docker rm
不能删除运行中的容器，除非添加 -f 参数

进入容器：

命令是 docker exec -it [容器名] [要执行的命令]
exec 命令可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

创建并运行一个 redis 容器，并且支持数据持久化

步骤一：到 DockerHub 搜索 Redis 镜像
步骤二：查看 Redis 镜像文档中的帮助信息
步骤三：利用 docker run 命令运行一个Redis容器

docker run --name redis -p 6379:6379 -d redis redis-server --appendonly yes

在这里插入图片描述
步骤一：进入redis容器

docker exec -it redis bash

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步骤二：执行 redis-cli 客户端命令

redis-cli

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步骤三：设置数据 num=666

set num 666

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数据卷

容器与数据耦合的问题

在这里插入图片描述

数据卷（volume） 是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

在这里插入图片描述

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND]

docker volume 命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

create 创建一个volume
inspect 显示一个或多个volume的信息
ls 列出所有的volume
prune 删除未使用的volume
rm 删除一个或多个指定的volume

创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

创建数据卷

docker volume create html

查看所有数据

docker volume ls

在这里插入图片描述

查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

在这里插入图片描述

数据卷的作用：

将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

数据卷操作：

docker volume create
docker volume ls
docker volume inspect
docker volume rm
docker volume prune

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器目录

docker run \
  --name mn \
  -v html:/root/html \
  -p 8080:80
  nginx \

docker run ：就是创建并运行容器
-- name mn ：给容器起个名字叫mn
-v html:/root/htm ：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
-p 8080:80 ：把宿主机的8080端口映射到容器内的80端口
nginx ：镜像名称

创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

需求说明：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。
提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷

步骤：

创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vi index.html

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数据卷挂载方式：

-v volumeName: /targetContainerPath
如果容器运行时volume不存在，会自动被创建出来

创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

提示：目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

-v [宿主机目录]:[容器内目录]
-v [宿主机文件]:[容器内文件]

实现思路如下：

在将课前资料中的 mysql.tar 文件上传到虚拟机，通过 load 命令加载为镜像（或者直接通过 docker pull mysql 命令远程拉取）
创建目录 /tmp/mysql/data
创建目录 /tmp/mysql/conf，将课前资料提供的 hmy.cnf 文件上传到 /tmp/mysql/conf
去 DockerHub 查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：
1）挂载 /tmp/mysql/data 到 mysql 容器内数据存储目录
2）挂载 /tmp/mysql/conf/hmy.cnf 到 mysql 容器的配置文件
3）设置 MySQL 密码

docker pull mysql

docker run \
--name mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
-p 3306:3306 \
-v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf \  # 挂载配置文件
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql \  # 挂载数据文件
-d \
mysql:latest

使用 nv 连接成功

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数据卷挂载的方式对比（数据卷挂载/目录挂载）

在这里插入图片描述

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：
1）-v volume名称:容器内目录
2）-v 宿主机文件:容器内文件
3）-v 宿主机目录:容器内目录
数据卷挂载与目录直接挂载的
1）数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
2）目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile 自定义镜像

镜像结构

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

在这里插入图片描述

镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

BaseImage层：包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统
Entrypoint：入口，是镜像中应用启动的命令
其它：在BaseImage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的安装和配置

Dockerfile

Dockerfile 就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层 Layer。

在这里插入图片描述

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

步骤1：新建一个空文件夹 docker-demo
步骤2：拷贝课前资料中的 docker-demo.jar 文件到 docker-demo 这个目录
步骤3：拷贝课前资料中的 jdk8.tar.gz 文件到 docker-demo 这个目录
步骤4：拷贝课前资料提供的 Dockerfile 到 docker-demo 这个目录
步骤5：进入 docker-demo
步骤6：运行命令：

docker build -t javaweb:1.0 .

查看文件
在这里插入图片描述

通过 Dockerfile 构建镜像

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz \
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

# 暴露端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

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启动容器

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访问容器运行的服务

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基于 java:8-alpine 镜像，将一个 Java 项目构建为镜像

实现思路如下：

新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile
拷贝课前资料提供的 docker-demo.jar 到这个目录中
编写Dockerfile文件：
基于java:8-alpine作为基础镜像
将app.jar拷贝到镜像中
暴露端口
编写入口ENTRYPOINT
使用docker build命令构建镜像
使用docker run创建容器并运行

Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

DockerCompose

DockerCompose介绍

Docker Compose 可以基于 Compose 文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！
Compose 文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

在这里插入图片描述

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

安装DockerCompose

CentOS7安装DockerCompose

下载

Linux下需要通过命令下载：

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件：

在这里插入图片描述

上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

DockerCompose有什么作用？

帮助我们快速部署分布式应用，无需一个个微服务去构建镜像和部署。

将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

实现思路如下：

1）查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件

在这里插入图片描述

2）修改自己的cloud-demo项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名
3）使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar
4）将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应的子目录中
5）将cloud-demo上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

docker-compose.yml

version: "3.2"

services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

Docker镜像仓库

常见镜像仓库服务

镜像仓库（ Docker Registry ）有公共的和私有的两种形式：

公共仓库：例如Docker官方的 Docker Hub，国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务，比如网易云镜像服务、DaoCloud 镜像服务、阿里云镜像服务等。
除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。企业自己的镜像最好是采用私有Docker Registry来实现。

私有镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d \
    --restart=always \
    --name registry	\
    -p 5000:5000 \
    -v registry-data:/var/lib/registry \
    registry

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问 http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=传智教育私有仓库
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

推送本地镜像到仓库前都必须重命名(docker tag)镜像，以镜像仓库地址为前缀
镜像仓库推送前需要把仓库地址配置到docker服务的daemon.json文件中，被docker信任
推送使用docker push命令
拉取使用docker pull命令