知识点思维导图
21 个知识节点
Docker（01） - 镜像、容器与网络
读完后，你应能完成以下任务：
- 绘制“Docker（01） - 镜像、容器与网络 / 镜像分层与容器运行时状态”的关键对象与数据流，解释“镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。”，并用源码位置、日志或 Trace 标注证据。
- 为“Docker（01） - 镜像、容器与网络 / Bridge 网络、DNS 与端口发布”设计正常与异常输入，验证“同一用户定义网络中的容器通过服务名解析并直接访问容器端口，publish 才把端口暴露到宿主机。”，输出首个偏差位置与回归测试结果。
- 实现“Docker（01） - 镜像、容器与网络 / 进程、信号与安全边界”的最小代码或配置，检验“验收记录镜像 digest、配置、挂载和网络，分别验证健康检查、优雅退出和数据恢复。”，输出命令、结果与 Diff，并说明不适用边界。
一、先建立全局：镜像、容器与网络 是什么？
理解“镜像、容器与网络”，先要把标题中的对象放进同一条处理链：它接收什么输入，经过哪些状态变化，最终用什么证据判断结果。下表不另造概念，只把作者正文已经解释的章节按依赖顺序连起来。
“镜像、容器与网络”的第一个核心判断是：镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。。先弄清这个判断中的对象和输入输出，后面的实现、故障和验收才有共同语境。
| 顺序 | 章节 | 读完本节应抓住的结论 |
|---|---|---|
| 1 | 镜像分层与容器运行时状态 | 镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。 |
| 2 | Bridge 网络、DNS 与端口发布 | 同一用户定义网络中的容器通过服务名解析并直接访问容器端口， |
| 3 | 进程、信号与安全边界 | 验收记录镜像 digest、配置、挂载和网络，分别验证健康检查、优雅退出和数据恢复。 |
| 4 | 网络与不可变镜像验证 | 端口绑定到 127.0.0.1 可避免无意暴露公网； |
| 5 | 容器删除会丢失可写层 | 容器删除会丢失可写层，业务数据必须放在 Volume 或外部服务； |
| 6 | 同一镜像摘要跨环境晋级 | 同一镜像摘要跨环境晋级，运行配置不写回镜像。 |
1.1 核心对象之间怎样衔接
flowchart LR
S1["镜像分层与容器运行时状态"] --> S2
S2["Bridge 网络、DNS 与端口发布"] --> S3
S3["进程、信号与安全边界"] --> S4
S4["网络与不可变镜像验证"] --> S5
S5["容器删除会丢失可写层"]
这张图只表达本文的讲解顺序，不替代正文机制。判断“镜像、容器与网络”是否真正掌握，需要能从最后一个结果沿图回到前面每个章节的输入、状态变化和证据。
1.2 再看失败：问题最早会出现在哪一步？
在“镜像、容器与网络”的对象和顺序已经明确后，再看可观察的失败：环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用。定位时不从最后一条错误猜原因，而是沿上图找第一个偏离正文结论的节点。
二、镜像分层与容器运行时状态
镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。 容器删除会丢失可写层，业务数据必须放在 Volume 或外部服务； 同一镜像摘要跨环境晋级，运行配置不写回镜像。
三、Bridge 网络、DNS 与端口发布
同一用户定义网络中的容器通过服务名解析并直接访问容器端口， publish 才把端口暴露到宿主机。 容器内的 localhost 只指向自身； 连接数据库应使用服务名和容器端口，不能把宿主映射端口当作容器间地址。
四、进程、信号与安全边界
容器主进程应以前台 PID 1 运行并处理 SIGTERM， 镜像使用非 root 用户、只读文件系统和最小 capabilities。 验收记录镜像 digest、配置、挂载和网络，分别验证健康检查、优雅退出和数据恢复。
五、网络与不可变镜像验证
创建用户网络并用摘要检查实际运行制品。
docker network create app-net
docker run -d --name api --network app-net -p 127.0.0.1:8080:8080 app@sha256:REPLACE_ME
docker inspect --format '{{.Image}} {{json .NetworkSettings.Networks}}' api
docker exec api getent hosts db
docker stop --time 30 api
端口绑定到 127.0.0.1 可避免无意暴露公网； 真实摘要由构建流水线产生。 停止后检查应用日志确认收到 SIGTERM 并完成在途请求。
六、故障边界与验证
| 现象 | 常见根因 | 验证与处理 |
|---|---|---|
| 容器访问 localhost 数据库失败 | localhost 指向当前容器 | 加入同一用户网络并使用数据库服务名与容器端口 |
| 重建容器后数据丢失 | 数据写在容器可写层 | 迁移到 Volume 或托管存储并演练恢复 |
| 宿主端口对公网开放 | publish 默认绑定所有接口 | 显式绑定地址并由防火墙或入口代理控制暴露 |
七、动手验证：先跑通 镜像、容器与网络，再改变一个变量
前面的章节已经建立问题、概念和机制。现在把“镜像、容器与网络”放进同一套基线中运行；本节不再引入新术语，只验证前文结论能否被复现。
7.1 基线与候选只允许一个变量不同
验证“镜像、容器与网络”时，先固定制品、配置、运行环境、流量样本、权限和回滚条件。候选方案只能改变本次要验证的变量；如果同时更换数据、依赖和配置，即使结果改善，也不能知道是哪一项产生作用。
执行“镜像、容器与网络”时，动作是：执行部署或验收链路，并主动制造一次健康检查、网络或依赖失败。原始结果不能只保留截图或汇总分数，必须同步保存：命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要，使下一次复查可以在同一输入上重放。
| 实验要素 | 本文要求 |
|---|---|
| 固定条件 | 固定制品、配置、运行环境、流量样本、权限和回滚条件 |
| 唯一变量 | 本次候选方案与基线之间的一项明确差异 |
| 原始证据 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| 通过阈值 | 成功路径达标，失败被及时阻断，恢复与回滚结果经过复测 |
| 立即停止 | 环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用 |
7.2 执行前先排除不可比较条件
“镜像、容器与网络”开始前先确认下面四项；任一项不成立，都应先修复实验条件，而不是解释结果。
- 基线能够在“镜像、容器与网络”的当前环境重复运行。
- 候选只改变一个与“镜像、容器与网络”结论直接相关的条件。
- “镜像、容器与网络”的基线和候选使用同一批输入、同一版本依赖与同一通过阈值。
- “镜像、容器与网络”的原始输出和失败现场不会被重试、格式化或汇总覆盖。
7.3 执行后先核对证据完整性
结果出来后先检查证据，再讨论“镜像、容器与网络”是否通过。缺少中间状态时，最终输出只能说明现象，不能证明机制。
| 检查项 | 当前文章的判定 |
|---|---|
| 输入可追溯 | 固定制品、配置、运行环境、流量样本、权限和回滚条件 |
| 过程可回放 | 执行部署或验收链路，并主动制造一次健康检查、网络或依赖失败 |
| 结果可审计 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
“镜像、容器与网络”的一次合格基线对照按以下顺序执行：
- 保存“镜像、容器与网络”基线版本及输入摘要，确认基线本身可以重复运行。
- 写下“镜像、容器与网络”候选方案唯一变化的变量，以及它预期影响的指标。
- 在同一环境执行“镜像、容器与网络”：执行部署或验收链路，并主动制造一次健康检查、网络或依赖失败。
- 为“镜像、容器与网络”保存：命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要。
- 使用“镜像、容器与网络”预登记条件判断：成功路径达标，失败被及时阻断，恢复与回滚结果经过复测。
- 如果“镜像、容器与网络”未通过，不修改第二个变量，先恢复基线并保留失败现场。
八、用一张矩阵验证 镜像、容器与网络 的关键结论
矩阵按正文顺序列出“镜像、容器与网络”的结论。一次实验只选择一行，只改变这一行对应的条件；不要把多行合并成一个无法归因的大实验。
| 正文章节 | 已解释的结论 | 本轮唯一变量 | 必须保存的证据 |
|---|---|---|---|
| 镜像分层与容器运行时状态 | 镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。 | 只改变与“镜像分层与容器运行时状态”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| Bridge 网络、DNS 与端口发布 | 同一用户定义网络中的容器通过服务名解析并直接访问容器端口， | 只改变与“Bridge 网络、DNS 与端口发布”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| 进程、信号与安全边界 | 验收记录镜像 digest、配置、挂载和网络，分别验证健康检查、优雅退出和数据恢复。 | 只改变与“进程、信号与安全边界”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| 网络与不可变镜像验证 | 端口绑定到 127.0.0.1 可避免无意暴露公网； | 只改变与“网络与不可变镜像验证”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| 容器删除会丢失可写层 | 容器删除会丢失可写层，业务数据必须放在 Volume 或外部服务； | 只改变与“容器删除会丢失可写层”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
| 同一镜像摘要跨环境晋级 | 同一镜像摘要跨环境晋级，运行配置不写回镜像。 | 只改变与“同一镜像摘要跨环境晋级”相关的条件 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 |
8.1 记录本次实际实验
下面的记录用于“镜像、容器与网络”当前这一次实验，不是第二套知识目录。先从矩阵选择一个章节，再填写实际值；没有填写的字段表示尚未验证。
topic: "镜像、容器与网络"
selected_chapter: required
claim_from_article: required
baseline_version: required
changed_condition: exactly_one
execution: "执行部署或验收链路，并主动制造一次健康检查、网络或依赖失败"
evidence: "命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要"
pass_when: "成功路径达标，失败被及时阻断，恢复与回滚结果经过复测"
stop_when: "环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用"
observed_result: required
first_deviation: null_or_evidence
recovery_replay: required_after_failure
8.2 边界实验必须证明能够停止和恢复
成功路径只能证明“镜像、容器与网络”在当前样本上工作，不能证明它可以进入生产。边界实验需要主动制造：环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用，并观察系统是否在产生不可逆副作用前停止。
| 场景 | 只改变什么 | 应保存什么 | 通过标准 |
|---|---|---|---|
| 正常路径 | 使用已知有效输入 | 命令退出码、事件、日志、指标、Trace、页面断言和制品摘要 | 成功路径达标，失败被及时阻断，恢复与回滚结果经过复测 |
| 边界路径 | 把一个输入推进到约束临界值 | 临界值前后的输出与指标 | 不静默降级，不把部分结果冒充成功 |
| 明确失败 | 注入：环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用 | 原始错误、首个异常阶段和最终状态 | 失败被正确分类且没有扩大副作用 |
| 恢复重放 | 执行：停止扩量，按制品、配置、运行时和依赖顺序定位并恢复 | 原失败样本的复测证据 | 原样本恢复，正常样本没有回归 |
恢复动作不是简单重启。对于“镜像、容器与网络”，第一步是：停止扩量，按制品、配置、运行时和依赖顺序定位并恢复。完成后使用原始失败样本复测；只验证一个新样本成功，不能证明触发条件已经消失。
“镜像、容器与网络”边界实验结束后，应把正常、临界、失败和恢复四类记录放在同一个运行批次中。这样才能区分“候选方案真的修复问题”和“环境变化让问题暂时没有出现”。
九、镜像、容器与网络 的结果解释
解释“镜像、容器与网络”实验时先看首个偏差，而不是最后一条错误。最后的异常通常只是上游状态错误的结果；从末端反推容易误把症状当根因。
| 观察结果 | 可以支持的判断 | 下一步 |
|---|---|---|
| 主链路没有达到预期 | 环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用 | 先执行：停止扩量，按制品、配置、运行时和依赖顺序定位并恢复 |
| 异常链路无法恢复 | 环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用 | 先执行：停止扩量，按制品、配置、运行时和依赖顺序定位并恢复 |
| 新样本成功但原样本仍失败 | 修复没有覆盖原始触发条件 | 固定原失败输入，恢复基线后重新比较 |
| 指标改善但证据无法回链 | 数据、版本或中间状态没有固定 | 暂停发布，补齐可追溯记录后重跑 |
“镜像、容器与网络”只有同时满足“成功路径达标，失败被及时阻断，恢复与回滚结果经过复测”，并且没有出现“环境漂移、探针失真、权限错误、发布扩大故障或回滚不可用”，才可以认为主链路通过。这里的“通过”只对当前固定版本、样本和环境有效，不能外推到尚未测试的容量、权限或数据分布。
如果“镜像、容器与网络”候选方案与基线差异很小，先检查证据分辨率是否足够；如果差异很大，先排除数据泄漏、环境漂移和版本不一致。两种情况都不能只看一个汇总均值，需要回到逐样本输出和中间状态。
“镜像、容器与网络”故障定位完成后，记录“现象、首个偏差、根因、改动、原样本复测”五项。缺少原样本复测时，只能标记为待观察，不能标记为已解决。
十、镜像、容器与网络 的发布判断
发布判断需要把“镜像、容器与网络”的质量、失败边界和恢复能力放在同一份记录中。以下任一条件缺失，都应停止扩量，而不是用“基本正常”替代证据。
- “镜像、容器与网络”的基线与候选只存在一个计划内变量。
- “镜像、容器与网络”的输入、代码、依赖、配置和数据版本可以追溯。
- “镜像、容器与网络”的正常、临界、失败和恢复样本使用同一套断言。
- “镜像、容器与网络”的原始输出、中间状态和失败现场已经保留。
- “镜像、容器与网络”的日志、Trace、截图和测试数据已经脱敏。
- “镜像、容器与网络”的停止条件、负责人和回滚入口已经演练。
- “镜像、容器与网络”尚未覆盖的输入、权限、容量和外部依赖已经登记。
最终记录至少包含基线版本、唯一变量、原始证据、首个偏差、恢复复测和发布责任人。没有参与本次修改的人如果不能据此重放“镜像、容器与网络”的判断，就不能发布。
十一、总结
- 镜像分层与容器运行时状态：镜像是只读分层组成的内容寻址制品，容器在其上增加可写层、进程、网络和挂载。
- Bridge 网络、DNS 与端口发布：同一用户定义网络中的容器通过服务名解析并直接访问容器端口，publish 才把端口暴露到宿主机。
- 进程、信号与安全边界：验收记录镜像 digest、配置、挂载和网络，分别验证健康检查、优雅退出和数据恢复。
- 网络与不可变镜像验证：端口绑定到 127.0.0.1 可避免无意暴露公网；
学完自测
选择所有正确答案；提交后逐项核对判断依据。