什么是Docker容器?(全面了解使用)_docker容器

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一:为什么需要Docker容器

1.引入

1.1麻烦的环境部署

1.在软件开发中最麻烦的事情之一就是环境配置。在正常情况下如果要保证程序能运行我们需要设置好操作系统以及各种库和组件的安装。

2.举例来说要运行一个Python程序计算机必须要有 Python 引擎还需要安装好程序的各种依赖甚至还要配置特定的环境变量。假设你有两个程序都需要部署在同一个服务器上一个需要软件是基于Python2.0一个是Python3.0那么在部署上就很容易造成混乱。因为不同版本的Python模块可能互不兼容况且不同开发环境上的库也需要额外的配置。如果要部署很多程序而开发环境和部署环境各不相同的话可想而知配置得多么麻烦。

3.为了更好地将软件从一个环境移植到另一个环境上必须从根源上解决问题那么如何在移植软件的时候将一模一样的原始环境迁移过来呢

1.2虚拟机Virtual Machine

虚拟机是移植环境的一种解决方案。虚拟机本质上也是一个软件在这个软件中我们可以运行另一种操作系统。比如我们想要在 MacOS 上运行 Linux 系统我们就在电脑上安装 Linux 镜像并使用虚拟机打开此镜像就能创建出一个镜中镜了。这个方案非常方便想要新环境就安装镜像然后使用虚拟机打开不想要直接删除。但是这个方案有几个缺点
  1. 占用资源多虚拟机需要安装整个操作系统自然会消耗大量内存和硬盘空间。如我们只需要运行1MB的软件有时候也不得不安装几个G的环境才能运行。
  2. 运行步骤冗余虚拟机安装的是完整的系统每次运行程序都需要按部就班打开系统、登入用户等等之类麻烦的步骤很不方便。
  3. 运行速度慢为了运行特定环境中的软件虚拟机必须先运行系统而系统占用的资源往往很多网络GUIIO等等自然也会影响运行速度。

1.3Linux容器Container

为了解决虚拟机存在的这些缺点Linux发展出了另一种虚拟化的技术Linux容器。Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统而是对进程进行隔离。或者说就是在正常进程的外面套用了一个保护层。对于容器里面的进程来说它接触到的各种资源都是虚拟的从而实现与底层程序的隔离。由于容器是进程级别的相比虚拟机有更多优势

  1. 占有资源少容器只占用需要的资源不占用那些用不到的资源。相比于虚拟机安装完整的操作系统容器需要消耗的空间自然就少了很多。
  2. 资源利用率高虚拟机都是独享资源电脑需要为每个虚拟环境单独分配资源不仅仅占用空间大而且资源的利用率很低。而容器之间可以共享资源最大化资源的利用率。
  3. 运行速度快容器里面的应用就是底层系统的一个进程所以启动容器相当于直接运行本机的一个进程而不是一个完整并臃肿的操作系统自然就快很多。

二:Docker是什么

1.Docker简介

Docker属于Linux容器的一种封装提供简单易用的容器使用接口它也是目前最流行的Linux容器解决方案。Docker 将软件代码和其依赖全打包在一个文件中。运行单个文件就会生成虚拟容器。在这个虚拟容器中不管本地的操作系统是如何的不同此容器都能照常运行。

简而言之Docker的接口非常简单可以帮助用户更好地创建和使用容器让相同的代码在不同的环境上正常运行。

2.Docker的用途

Docker目前主要有以下三个用途

  1. 提供一次性的环境本地测试别人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境。
  2. 提供弹性的云服务因为Docker容器可以随时启动或关闭所以非常适合动态规划和缩容。
  3. 组建微服务构架通过多个容器服务的部署能更加灵活帮助实现微服务构架。
  4. 不需要虚拟硬件和操作系统轻量级占用体积小启动快

3.Docker容器 VS VM

Docker容器和传统VM技术在技术实现上有所不同。下图显示的是VM与Docker容器的逻辑组成

  • VM使用Hypervisor提供虚拟机的运行平台管理每个VM中操作系统的运行。每个VM都要有自己的操作系统、应用程序和必要的依赖文件等。
  • Docker容器使用Docker引擎进行调度和隔离提高了资源利用率在相同硬件能力下可以运行更多的容器实例每个容器拥有自己的隔离化用户空间。

 

Server相当于云服务器
Host OS为操作系统
Docker Engine可以认为我们在这个操作系统上安装了一个docker的软件
App A在Docker组件中运行App A
App B在Docker组件中运行App B
# 所以docker完全没有操作系统的概念用的还是宿主机的操作系统但是它做出了隔离。也实现了虚拟化。

虚拟机与Docker容器对比

三:Docker容器是如何工作的

1.Docker的三大组成要素

  • 镜像Docker镜像是一个特殊的文件系统除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外还包含了一些为运行时准备的配置参数。 镜像不包含任何动态数据其内容在构建之后也不会被改变。镜像可以用来创建Docker容器用户可以使用设备上已有的镜像来安装多个相同的Docker容器。
  • 容器镜像创建的运行实例Docker利用容器来运行应用。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。我们可以把容器看做是一个轻量级的Linux运行环境。
  • 镜像仓库集中存放镜像文件的地方。用户创建完镜像后可以将其上传到公共仓库或者私有仓库需要在另一台主机上使用该镜像时只需要从仓库上下载即可。

Docker容器的运行逻辑如下图所示Docker使用客户端/服务器 (C/S) 架构模式Docker守护进程Docker daemon作为Server端接收Docker客户端的请求并负责创建、运行和分发Docker容器。Docker守护进程一般在Docker主机后台运行用户使用Docker客户端直接跟Docker守护进程进行信息交互。

2.Docker运行流程

其中

  • Docker客户端用于和Docker守护进程Docker Daemon建立通信的客户端。Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发出请求Docker构建、Docker拉取和Docker启动等指令服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。
    • 如橙色流程所示执行Docker构建指令会根据Docker文件构建一个镜像存放于本地Docker主机。
    • 如蓝色流程所示执行Docker拉取指令会从云端镜像仓库拉取镜像至本地Docker主机或将本地镜像推送至远端镜像仓库。
    • 如黑色流程所示执行Docker启动指令会将镜像安装至容器并启动容器。

  • Docker主机一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker守护进程和容器。
  • Docker守护进程接收并处理Docker客户端发送的请求监测Docker API的请求和管理Docker对象比如镜像、容器、网络和数据卷。

4.Docker服务器与客户端

Docker是一个客户端-服务端(C/S)架构程序Docker客户端只需要向Docker服务器或者守护进程发送请求即可服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果Docker提供了一个命令行工具以及一正太Restful Api我们可以在同一台宿主机上运行Docker守护进程和客户端也可以从本地Docker客户端连接运行在另外一台宿主机的Docker的守护进程。

# 使用了RESTful API的目的就是为了统一规范无需自己在生成一套体系。现在几乎所有的软件都是通过RESTful API来传输数据。

5.docker非常重要的概念镜像image与容器container

1.有了镜像---》镜像运行起来是容器真正的执行单位
镜像		: 面向对象的类    
容器		: 对象
    
2. 镜像是从哪里来的    
-镜像就是一堆文件
-从远程仓库获取拉取

四:docker架构图

Docker是一个客户端-服务器C/S架构程序mysqlredis都是cs架构整套RESTful API
  • Docker客户端(Docker Client)
•Docker客户端(Docker Client)是用户与Docker进行交互的最主要方式。当在终端输入docker命令时对应的就会在服务端产生对应的作用并把结果返回给客户端。Docker Client除了连接本地服务端通过更改或指定DOCKER_HOST连接远程服务端。
  • Docker服务端(Docker Server)
•Docker Daemon其实就是Docker 的服务端。它负责监听Docker API请求(如Docker Client)并管理Docker对象(Docker Objects)如镜像、容器、网络、数据卷等
  • Docker Registries
•俗称Docker仓库专门用于存储镜像的云服务环境.
•Docker Hub就是一个公有的存放镜像的地方类似Github存储代码文件。同样的也可以类似Github那样搭建私有的仓库。
  • Docker 对象(Docker Objects)
•镜像一个Docker的可执行文件其中包括运行应用程序所需的所有代码内容、依赖库、环境变量和配置文件等。
•容器镜像被运行起来后的实例。
•网络外部或者容器间如何互相访问的网络方式如host模式、bridge模式。
•数据卷容器与宿主机之间、容器与容器之间共享存储方式类似虚拟机与主机之间的共享文件目录。 
docker pull :  拉取镜像(从远程仓库中获取放到Images)
docker run  :  运行镜像(运行镜像后就会放到容器里)
docker container :  查看运行了那些镜像(容器)
docker image :  查看有那些镜像 
docker network :  查看网络
docker valume :  查看数据表等
    - 数据表等建议放到宿主机上因为如果一旦容器删除了在容器上的数据表就没有了。

docker 三大要素镜像(image)、容器(container)、仓库(repository)

1.镜像就是一个只读的模板镜像可以用来创建docker容器一个镜像可以创建很多容器

2.容器用镜像创建的实例可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。可以把容器看做是一个简易版的Linux环境包括root用户权限、进程空间、网络空间等和运行在其中的应用程序。容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的类和对象镜像好比是类那么容器则是对象

3.仓库是集中存放镜像文件的场所。仓库repository和仓库注册服务器Registry是有区别的。仓库注册服务器上往往存放多个仓库每个仓库中又包含了多个镜像每个镜像有不同的标签tag。仓库又分为公开仓库public和私有仓库private两种形式。最大的仓库是DockerHub (https://hub.docker.com)存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公有仓库包括阿里云、网易云等。

 
docker本身就是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境这个打包好的运行环境就似乎image镜像文件。只有通过镜像文件才能生成docker容器。image文件可以看做是容器的模板。docker根据image文件生成容器实例。同一个image文件可以生成多个可以同时运行的容器实例。

image文件 生成的容器实例本身也是一个文件称为镜像文件
一个容器运行一种服务当我们需要的时候就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例也就是我们的容器。
仓库就是放了一堆镜像的地方我们可以把镜像发布到仓库中需要的时候从仓库中拉下来就可以

五:docker安装

1 windows安装

1 windows安装不建议你装http://get.daocloud.io/

2.乌班图安装

# 0 卸载
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
# 1 安装必要工具
sudo apt-get update
sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg-agent \
    software-properties-common
# 2 安装GPG证书
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
#换成阿里云
curl -fsSL http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
# 2 写入软件源信息
#官方
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
#换成阿里云
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

# 3 更新并安装docker-ce
sudo apt-get -y install docker-ce
# 4 开启docker服务
systemctl status docker

# 安装成功后使用 docker version查看

如果出现权限禁止需要切换到root用户执行

    su
    输入密码
    docker version

3.cent os安装:(条件7.0以上版本)

0 卸载如果没有安装过无需卸载
yum remove docker docker-common  docker-selinux docker-engine
rm -rf /var/lib/docker

1 更新yum
yum update

2 安装需要的软件包yum-util (会生成该命令yum-config-manager)
命令yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

3 执行向你的yum源增加一条记录
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
4 安装 
yum install docker-ce

5 验证安装查看版本
docker -v  
~]# docker -v  19年03月12日发布
# 自从分了docker-ce和docker-ee以后以年份命名版本
Docker version 19.03.12, build 48a66213fe

注意自从区分docker-ce和docker-ee之后docker最初始的版本是17.03也就是17年发布的所有17是老版本和新版本的分水岭

系统支持情况

6 启动docker服务
systemctl start docker

7 停止docker服务重启docker服务
systemctl stop docker
systemctl restart docker

8 开机启动	
systemctl enable docker

9 查看概要信息
docker info你可能写了一个管理docker的运维平台

六:容器镜像的基本操作

1.镜像操作

下载镜像

# 远程仓库地址https://hub.docker.com/
	- 注册 登录
    
# 你可以上传镜像类似于github你把你制作的镜像传上去别人可以下载使用
# 搜索镜像
    方式一https://hub.docker.com/    点点点搜索
	方式二docker search 镜像名字
    
# 后面有OK代表官方    

# search作用
	搜索Docker Hub(镜像仓库)上的镜像
# 命令格式
	docker search [OPTIONS] TERM
# 命令参数(OPTIONS)
	-f,  --filter filter   	根据提供的格式筛选结果
	     --format string   	利用Go语言的format格式化输出结果
	     --limit int       	展示最大的结果数默认25个
	     --no-trunc        	内容全部显示
        
 #  命令演示
docker search -f is-offical=true ubuntu
docker search ubuntu

# 拉取下载镜像
docker pull hello-world  # 最新版本latest
docker pull hello-world:nanoserver  # 指定版本

docker pull hello-world:版本号(默认最新可以指定版本号)

查看镜像

# 查看机器上有哪些镜像
# 命令docker images
# 解释

REPOSITORY  TAG   IMAGE ID   CREATED   SIZE
镜像名字    版本     id号     创建时间   大小

运行镜像

# 命令
docker run 镜像名字

docker run hello-world

# 例
第一个hello-world没有任何意义
	docker run hello-world
	1 客户端连到服务端服务下载了hello-world镜像
    2 通过镜像跑起容器来
    3 容器输出一些东西通过服务端发送给客户端客户端展示在窗口里了

删除镜像

# 命令
docker rmi 镜像名字/Id号

# 注意
1.如果还有基于这个镜像的容器是不允许删除镜像的
2.可以先删除容器在删除镜像
	# 查询容器依赖	
	docker ps -a
    # 在删除要不允许的镜像
    docker rm 容器/id

2.拉取python3.6镜像redis最新镜像mysql5.7镜像nginx镜像

# 拉取python3.6镜像redis最新镜像mysql5.7镜像
    docker pull python:3.8
    docker pull redis
    docker pull mysql:5.7
    docker pull nginx
    docker pull centos:centos7
     
# 查询当前镜像
	docker images

镜像容器是可以看作

镜像容器是可以看作
	-镜像就是一堆文件这堆文件通过docker跑起来就是容器你现在就把他当成一个操作系统内跑了这个软件比如就是centos+redis
    -假设centos7的镜像跑起来此时容器你就当成在你宿主机上跑了一个centos7的操作系统虚拟机

七:容器操作

1 删除容器
 docker rm 容器名字/容器id
    
2 启动并运行容器
	# 通过centos:centos7镜像创建一个容器名字叫mycentos并且把它运行起来
    docker run -di --name=mycentos centos:centos7
    # 结果会打印出容器的id号

    
3 查看机器上正在运行的容器
	docker ps
    
4 查看宿主机上所有的容器包括停止的
	docker ps -a
    
5 停止容器
	docker stop 容器名字/id号
    
6 启动容器
	docker start 容器id/名字   # id号只要能够区分即可无需写全部

八:补充配置镜像(提升加速)

# 配置加速之前去https://hub.docker.com/阿里云清华做了一个备份配置好以后再拉镜像会去国内地址拉取
第一步vi /etc/docker/daemon.json  
第二步
# 指定清华源提升拉取加速
{
"registry-mirrors": ["https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"]
}

九:容器的创建和启动

虚拟机的生命周期

容器的生命周期

1.容器创建 – docker create

# 作用
	利用镜像创建出一个Created 状态的待启动容器
    
# 命令格式
	docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
    
# 命令参数(OPTIONS)查看更多
  -t, --tty           		分配一个伪TTY也就是分配虚拟终端
  -i, --interactive    	即使没有连接也要保持STDIN打开
  --name          		为容器起名如果没有指定将会随机产生一个名称
    
# 命令参数COMMAND\ARG:
	COMMAND 表示容器启动后需要在容器中执行的命令如ps、ls 等命令
	ARG 表示执行 COMMAND 时需要提供的一些参数如ps 命令的 aux、ls命令的-a等等
    
# 创建容器命令演示
docker create --name test-container centos:centos7 ps -A
# 我们创建了一个容器并指定在启动容器的时候执行docker ps -a
docker create -ti --name test-container2 centos /bin/bash

2.容器启动 – docker start

# 作用
	将一个或多个处于创建状态或关闭状态的容器启动起来
# 命令格式
	docker start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]
# 命令参数(OPTIONS)
	-a, --attach		将当前shell的 STDOUT/STDERR 连接到容器上
	-i, --interactive		将当前shell的 STDIN连接到容器上	
# 命令演示
docker ps -a
docker start -a 65ebc
docker start test-container

3.重点容器一直运行的原因

# 容器一直运行的原因COMMAND
1.它有一条前台进程,一直在运行
2.以后如果自己制作的镜像运行起容器必须有个可以夯住的命令COMMAND
3.如果COMMAND该命令结束该容器也就结束了

# 当我们在后台启动的时候
1.比如docker run -di --name=mycentos centos:centos7
2.这时他会自动启动一个 /bin/bash窗口
3.因为我们并没有关闭这个/bin/bash窗口所以他会一直在后台运行  
4.我们在使用start或者直接run进入这个镜像的时候就相当于运行的这个命令:/bin/bash就进入了这个bash窗口相当于进入了容器(其实不是进入了容器可以把他看作是xshell一个远程连接连接到这个容器。)这里我们看作是进入到了这个容器当我们使用exit退出的时候就相当于关闭了/bin/bash这个窗口。所以容器一直会在后台运行的原因就是这个/bin/bash窗口一直在启动这,没有关闭它

4.容器创建并启动 – docker run

# 创建并启动run
# 参数
    -i表示运行容器
    -t表示容器启动后会进入其命令行。加入这两个参数后容器创建就能登录进去。即分配一个伪终端。
    -d在run后面加上-d参数,则会创建一个守护式容器在后台运行这样创建容器后不会自动登录容器如果只加-i -t两个参数创建后就会自动进去容器。
    --name :为创建的容器命名。如果不写会自动分配一个名字英文人名
    -v表示目录映射关系前者是宿主机目录后者是容器目录映射到宿主机上的目录可以使用多个－v做多个目录或文件映射。注意最好做目录映射在宿主机上做修改然后共享到容器上。下述单独演示
    -p表示端口映射前者是宿主机端口后者是容器内的映射端口。可以使用多个-p做多个端口映射 下述单独演示
    
# 例子run
    docker run -it --name=myredis redis  # 这时就会启动redis容器并进去redis容器  
    docker run -id --name=oursql mysql  # 这时就不会进入mysql容器再后台运行
    
    
# 注意docker run  镜像 
使用该命令如果本地没有会先pull再run

5.进入容器内部和退出容器

5.1进入容器

# 方式1:
	1.查询机器上运行的容器
	docker ps
    2.进入容器
	docker exec -it 容器id/bin/bash
    docker exec -it 427 /bin/bash
    
# 第二种ssh连接容器内部装ssh服务端不常用    

#  exec真正的作用是在容器内执行命令而不是真正的进入到容器内部
1.因为 /bin/bash这个命令就相当于与这个容器建立了连接所以我们可以和容器做交互当我们关闭这个连接的时候就会自动结束掉这个容器。

2.执行exec命令:
	docker exec -it 容器id ls  # 查询根路径所有文件

# top 命令(容器内部执行查询进程)

# 容器内部是纯净的空间安装:vim

5.2退出容器

# 命令exit
	1.如果是一个夯在哪里得命令则使用exit退出容器
    2.如果不是则会自动退出容器

6.(-it 进入容器退出) 与 (-id 进入容器退出)区别

# -it 进入容器退出(前台容器自动结束【后台停止运行】)
1.在我们使用 -it 参数直接进入该容器的时候使用exit退出的时候这个容器就会自动结束。
	- 此时后台就没有该运行中的容器。

# -id 进入容器退出(前台容器自动结束【后台正常运行】)    
2.如果使用 -id 后台运行容器的时候使用 docker exec进入该容器此时使用exit退出该容器的话只是退出该容器并没有从后台结束该容器该容器还会在后台运行这。

十:文件拷贝(宿主机和容器互相拷贝文件)

# 1.从宿主机拷贝到容器内部
	docker cp 宿主机文件 容器id:容器路径
        
    docker cp /home/a.txt 427:/home      
# 2.从容器中拷贝到宿主机
	docker cp 容器id:容器路径 宿主机路径(起别名)
        
    docker cp 427:home/a.txt a.txt

十一:目录挂载(映射作用)

# 目录挂载格式:
docker run -di --name=mycentos99 -v /宿主机要挂载目录:/容器要挂载路径 指定镜像

docker run -di --name=mycentos99 -v /home:/home centos:centos7

# -v 	: 映射

# 挂载作用:
1.一旦挂载以后宿主机目录内修改同样影响容器内部
2.容器内修改同样影响宿主机

十二:端口映射

图解

# 命令	
	- 使用参数 -p 宿主机端口:容器端口
    - 例docker run -it -p 6377:6379 redis   # 将宿主机得6377端口映射到容器redis6379端口上
# 演示
# 创建容器
	- docker run -di -p 6377:6379 redis
# 进入容器
	- docker exec -it 27d /bin/bash
  	- 此时启动的是redis服务端  
# 连接客户端
	- redis-cli
# 在容器中操作redis
	- set name born

# 此时我们使用远程连接我们得宿主机云服务器的6377端口。

为什么会后台启动redis服务?

# 为什么会后台启动redis服务?
	1.我们在启动redis容器的时候他会自动运行一个脚本文件:docker-entrypoint.sh
    2.就像启动cent os自动启动一个/bin/bash窗口
    3.而redis启动/bin/bash与之建立连接之后会自动执行这个脚本文件

# docker-entrypoint.sh 这个脚本的路径
	/usr/local/bin/docker-entrypoint.sh

十三:查看容器ip地址

# 命令
# 查看容器详细信息
	- docker inspect 容器id
# 只查看容器ip地址
	- docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' 容器名称/容器ID

# 其实宿主机与容器之间是通过网关进行通信的
	- 查看网关
    	# 容器内下载该命令:
    	- 下载查看ip信息的命令yum install net-tools
        - ifconfig查看网络相关信息

# 所以此时我们在连接redis的时候就有两种方式
	- 第一种
    	- 因为我们做了端口映射所以我们可以通过云服务器地址:6377连接
     - 第二种
    	- 此时我们已经知道了容器的ip地址所以就可以通过 容器的ip地址:6379 此时端口号就是它本身的6379因为是直接通过它本身的ip建立的连接
# 每个容器都有ip地址每一个ip地址标志着一台唯一服务器所以就实现了宿主与容器之间的隔离性每一个容器就相当于一个虚拟机

十四:应用部署

# 在容器内部署mysql

# 容器内查询env环境变量密码
docker run -di --name=mysql -p 3307:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:5.7
        
# -e		: 表示环境变量指定密码   

# 进入容器
docker exec -it 749 /bin/bash

mysql

mysql -uroot -p 123456

show databases;

drop database lqz;

# 官方提供的
docker run --name some-mysql -v /my/own/datadir:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag
        
# 宿主部署容器内redis
docker run -di -p 6377:6379 redis:latest
        
# 宿主部署容器内nginx
docker run -di --name=mynginx -p 8080:80 nginx
    
    
# 我们都使用了 -p 参数做了端口映射所以我们在访问云服务器指定映射端口后就访问到部署好的容器所以有了docker完全就需要在本地下载这些应用直接使用docker pull拉下来使用即可

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