Windows 11 环境下 Docker 安装与数据迁移

一、Docker¶

1. 什么是 Docker？
   Docker 可以被完美比喻为软件界的“标准集装箱”。在传统开发中，代码在 A 电脑上能跑，换到 B 电脑上可能因为系统版本、环境变量、依赖库不同而报错（所谓“依赖地狱”）。
   Docker 通过将代码、运行环境、依赖库打包成一个完全独立的“镜像（Image）”，确保它在任何电脑上运行时的内部环境绝对一致。
2. 为什么 Windows 上要用 Docker？
   很多针对嵌入式、AI 芯片交叉编译的工具链（如 Ubuntu 20.04、特定的 GCC 版本）只能在 Linux 下运行。使用 Docker，我们可以在 Windows 电脑中瞬间启动一个配置完美的纯净 Linux 编译环境，且不会污染原本的 Windows 系统。
3. Docker 与 WSL2 的关系
   Docker 是一项基于 Linux 内核（Namespaces 和 Cgroups）的技术。为了在 Windows 11 上运行 Docker，Docker Desktop 会在后台悄悄调用 Windows 的 WSL2（Windows Subsystem for Linux 2）虚拟机引擎。在这个 WSL2 的微型 Linux 环境里，Docker 才能真正运作。

二、 Docker 的安装与迁移 D 盘步骤¶

前提条件：Windows 11 系统已开启并安装好 WSL2 组件（此处略过 WSL2 安装步骤）。
这里顺便记录我首次配置安装时的相关 config

步骤 1：下载与初始安装¶

1. 去 Docker 官网下载 Docker Desktop for Windows 安装程序。
2. 双击运行安装，保持默认勾选 “Use WSL 2 instead of Hyper-V”（使用基于 WSL2 的引擎）。
3. 安装完成后，在开始菜单启动 Docker Desktop。
4. 接受用户协议，同时用 Goolge 账号登录，Docker 用户名：SmlCoke。
5. 等待主界面左下角显示绿色的 Engine running，这表示 Docker 已完成初始化。

步骤 2：彻底关闭 Docker¶

初始化完成后，必须彻底退出软件才能进行迁移：
不要只点窗口右上角的 X。在 Windows 右下角任务栏托盘中，找到 Docker 的小鲸鱼图标。
右键点击 -> 选择 Quit Docker Desktop，等待图标完全消失。

步骤 3：准备 D 盘目标文件夹¶

文件结构目录：

D:\Docker
├── app     # 用于存放 Docker 自身的少量运行数据
└── data    # 用于存放未来的所有镜像、大模型等巨型数据

步骤 4：使用官方 GUI 工具“一键迁移”虚拟磁盘¶

较新版本的 Docker 提供了图形化界面的磁盘路径修改功能，比命令行更安全：
1. 重新打开 Docker Desktop，等待左下角变绿。
2. 点击右上角的 ⚙️ (齿轮图标) 进入 Settings（设置）。
3. 在左侧菜单栏选择 Resources (资源) -> Advanced。
4. 找到 "Disk image location" 选项，点击旁边的 Browse 按钮。
5. 浏览并选择刚才建好的目录：D:\Docker\data。
6. 点击右下角的 Apply & restart。
(此时，Docker 会自动将原本在 C 盘的巨型 .vhdx 虚拟磁盘文件剪切并移动到 D 盘中)。

步骤 5：验证¶

迁移并重启完成后，打开 Windows 的 PowerShell 终端，输入：

docker run hello-world

如果终端成功去云端拉取了镜像，并最终打印出 Hello from Docker! 及相关成功提示，则证明安装与迁移大获成功！

三、 安装与迁移后的文件分布清单¶

为什么把数据移到了 D 盘，C 盘还是少了 2~3 GB 空间？
这是因为程序的运行本体（起重机）必须在 C 盘，而数据仓库（集装箱）已经移到了 D 盘。以下是具体的文件分布清单：

1. 留在 C 盘的文件（约 2~3 GB，正常现象，不可移动）¶

这些是维持 Docker 软件和图形界面运行的“本体”，未来基本不会大幅度膨胀：
* Docker 软件本体及执行文件：
C:\Program Files\Docker\Docker\ (包含 Docker Desktop 的 .exe 和底层守护进程)
* 用户的轻量级配置文件、日志与缓存：
C:\Users\<用户名>\AppData\Local\Docker\
C:\Users\<用户名>\AppData\Roaming\Docker\
* (注：开启 WSL2 时，Windows 本身也会在 C 盘占用几百兆来维持 Linux 子系统的运转。)

2. 迁移到 D 盘的文件（无底洞，核心迁移目标）¶

这里存放着 Docker 的“命根子”——虚拟磁盘文件。以后用 docker pull 拉取的几个 G 的交叉编译环境、训练数据集、转换出来的模型，全部都会被“吸”进这两个 .vhdx 文件中，安全地在 D 盘膨胀，彻底解放 C 盘！

以本次操作为例，完整的目录结构与文件分布如下：

D:\Docker
│
├── app\  # (预留文件夹，部分版本的系统数据可导出至此)
│
└── data\ # (核心数据区，也是在 GUI 里指定的路径)
    └── DockerDesktopWSL\
        ├── disk\
        │   └── docker_data.vhdx  (约 1.5GB+) 👉 核心数据盘！所有的镜像(Image)和容器(Container)都在这里面！
        │
        └── main\
            └── ext4.vhdx         (约 100MB+) 👉 核心系统盘！存放了极少量的 WSL 发行版系统基础文件。

总结：只要 docker_data.vhdx 老老实实待在 D 盘，就可以放心大胆地在 Docker 里折腾任何庞大的 AI 编译环境！

四、Docker 的使用¶

两个关键点：
1. Docker 的一切拉取镜像、运行容器等数据操作全部在 docker_data.vhdx 里进行，这个文件就是 Docker 的“数据仓库”。
2. 运行 Docker 时，必须保持 Docker Desktop 的主界面左下角显示绿色的 Engine running，这表示 Docker 的引擎正在正常运行。

4.1 Demo¶

• 验证安装/显示版本号：docker --version
• 测试镜像：docker run hello-world

镜像与容器¶

1. 镜像(Image)：镜像是一个静态的、只读的模板，包含了运行某个应用所需的代码、库、环境变量等。就像一个预先打包好的“软件安装包”。
2. 容器(Container)：容器是镜像的一个运行实例，是一个动态的、可读写的环境。当你运行一个镜像时，Docker 会创建一个容器来执行这个镜像中的应用。容器是隔离的，互相之间不会干扰，就像在不同的“沙箱”里运行一样。

4.2 常用命令¶

4.2.1 与镜像有关的指令¶

(1) 拉取镜像

docker pull <registry>/<namespace>/<image>:<tag>

• registry：镜像仓库地址（如 Docker Hub、阿里云等），docker.io 是默认的 Docker Hub。
• namespace：镜像的命名空间，通常是用户名或组织名。library 是 Docker Hub 的官方镜像命名空间。其他用户上传的镜像会在自己的命名空间下，如 SmlCoke。
• image：镜像名称。
• tag：镜像标签，用于区分同一镜像的不同版本。

(2) 列出本地镜像

docker images

(3) 删除镜像

docker rmi <image_id>

4.2.2 与容器有关的指令¶

(1) 运行容器
带有最常用参数的运行指令如下：

docker run -d -p <host_port>:<container_port> -v <host_path>:<container_path> --name <container_name> <image_name>

• -d：detach mode, 后台运行容器。
• -p：端口映射，将容器内的 <container_port> 映射到主机的 <host_port>。
• -v：卷挂载，将主机的 <host_path> 挂载到容器内的 <container_path>，实现数据持久化。
• --name：为容器指定一个名字，方便管理和识别。注意，容器名称必须唯一。
• <image_name>：要运行的镜像名称，可以带标签，如 myapp:latest。

什么是端口映射？
端口映射是将容器内部的端口映射到主机的端口，使得外部可以通过主机的端口访问容器内部的服务。
例如，-p 8080:80 表示将容器内的 80 端口映射到主机的 8080 端口，这样访问 http://localhost:8080 就相当于访问容器内的 80 端口。

什么是卷挂载？
卷挂载是将主机的目录或文件挂载到容器内，使得容器内的应用可以直接访问主机上的数据。
例如，-v D:\data:/app/data 表示将主机的 D:\data 目录挂载到容器内的 /app/data 目录，这样容器内的应用就可以访问 D:\data 中的数据。

(2) 列出容器
列出正在运行的容器：

docker ps

列出所有容器（包括未运行的）：

docker ps -a

(3) 停止与启动容器
停止容器：

docker stop <container_id>

启动容器：

docker start <container_id>

注意，停止然后再次启动后，之前启动时设定的可选参数仍然有效。

(4) 删除容器

docker rm <container_id>

(5) 运行交互式容器

docker run -it ubuntu bash

• -i: 交互式模式（Interactive）。
  
• -t: 分配一个伪终端（TTY）。
  
• ubuntu: 使用 Ubuntu 官方镜像。
  
• bash: 进入容器后执行的命令。

4.3 进阶命令¶

4.3.1 进入正在后台运行的容器¶

docker exec -it <container_id> bash

注：如果镜像里没有 bash，可以尝试换成 sh

4.3.2 查看容器日志¶

如果你的代码在容器里崩溃了，或者你想看 Web 服务器的访问记录，看日志是第一步。

# 打印历史日志
docker logs my-nginx

# 持续滚动查看日志（类似 Linux 的 tail -f）
docker logs -f my-nginx

4.3.3 “永不宕机”¶

docker run -d --name <container_name> --restart always <image_name>

• --restart always 参数会让 Docker 在容器崩溃或 Docker 重启后自动重新启动容器，确保你的服务始终在线。

4.3.4 空间清理¶

使用 Docker 一段时间后，你会发现下载了较多的镜像、生成了无数停止的容器，宿主机磁盘空间减少。Docker 提供了一键清理功能：

# 清理所有停止的容器、无用的网络和悬空镜像 (安全操作)
docker system prune

# 终极清理：不仅清理上述内容，还会把你下载的、当前没有被任何容器使用的镜像统统删掉！
docker system prune -a