Docker 多容器應用部署實戰

在現代軟體開發與運維領域中，單一容器往往無法滿足複雜的應用需求。我們常會遇到需要資料庫、快取伺服器、後端 API 以及前端 Web 伺服器協同工作的場景。雖然 Docker Compose 是處理多容器應用的標準工具，但許多開發者仍習慣直接使用 docker run 命令來理解底層邏輯。本文將帶領中階 Linux 使用者，透過純手動方式，逐步建立一個包含 Nginx（前端）、Redis（快取）與 Node.js Express（後端）的基礎微服務架構，深入理解容器間的網路連結與資料持久化概念。

環境準備與網路建立

在啟動任何容器之前，首要任務是建立一個自定義的 Docker 網路。這是多容器通訊的關鍵。若不指定網路，Docker 預設會使用 bridge 網路，但容器間的 DNS 解析在預設網橋上並不總是穩定或可預測的。

請在終端機中執行以下指令，建立一個名為 app-network 的橋接網路：

docker network create app-network

這條指令執行後，Docker 會在背景建立一個虛擬網段。接下來啟動的容器只要加入這個網路，就能透過容器名稱互相通訊，而不需要記住複雜的 IP 位址。

部署 Redis 快取服務

首先，我們部署 Redis 作為我們的快取層。為了確保資料不隨容器刪除而消失，我們需要掛載一個 Volume。

docker run -d \
  --name redis-cache \
  --network app-network \
  -v redis-data:/data \
  redis:7-alpine

這裡有幾個關鍵參數值得注意：

-d：以後台模式運行。
--name redis-cache：為容器賦予易於記憶的名稱。在 app-network 中，其他容器將直接使用 redis-cache 作為主機名來連線。
-v redis-data:/data：將 Docker 管理的 Volume redis-data 掛載到容器內的 /data 目錄，確保 Redis 資料持久化。
redis:7-alpine：使用輕量級的 Alpine Linux 基礎映像，減少佔用空間。

您可以透過 docker ps 確認 Redis 容器是否正在運行，並使用 docker logs redis-cache 查看啟動日誌。

啟動 Node.js 後端 API

接下來，我們建立後端服務。為了方便演示，我們使用 Docker Hub 上現成的 node 映像，並透過 -v 參數將本機目錄掛載至容器內，這樣修改程式碼後無需重新建構映像即可生效。

首先，在本機建立一個簡單的 Express 應用目錄結構：

mkdir -p ~/myapp/backend
cd ~/myapp/backend
npm init -y
npm install express
cat > index.js << 'EOF'
const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

app.get('/health', (req, res) => {
  res.json({ status: 'healthy', message: 'Backend is running' });
});

app.listen(port, '0.0.0.0', () => {
  console.log(`Backend app listening on port ${port}`);
});
EOF

接著啟動後端容器，並將其連接到 app-network：

docker run -d \
  --name backend-api \
  --network app-network \
  -v $(pwd):/usr/src/app \
  -w /usr/src/app \
  -p 3000:3000 \
  node:18-alpine \
  sh -c "npm install && node index.js"

注意 -w /usr/src/app 參數，它設定工作目錄。這裡我們直接使用 sh -c 執行安裝依賴並啟動腳本的命令。若您的環境需要連線 Redis，可在程式碼中使用 redis-cache 作為主機名，例如 redis.createClient({ socket: { host: 'redis-cache' } })。

部署 Nginx 前端反向代理

最後，我們部署 Nginx 作為反向代理，將外部請求轉發至後端 API。我們將使用 Docker Hub 的官方 Nginx 映像，並掛載一個自定義的配置文件。

建立 Nginx 配置文件 nginx.conf：

server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://backend-api:3000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

啟動 Nginx 容器：

docker run -d \
  --name frontend-web \
  --network app-network \
  -v $(pwd)/nginx.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf \
  -p 8080:80 \
  nginx:alpine

此時，您可以開啟瀏覽器訪問 http://localhost:8080/health，流量將經過 Nginx 容器，透過 app-network 解析到 backend-api 容器，最終返回 JSON 回應。

常見問題與排除

1. 容器間無法互相 Ping 通或連線拒絕？ 這通常是因為容器未加入同一個自定義網路。請確認所有容器在啟動時都加上了 --network app-network。此外，請檢查容器名稱是否拼寫正確，因為 DNS 解析是基於容器名稱的。

2. 資料掛載後權限錯誤？ 在 Linux 主機上，Docker 容器內的預設使用者通常為 root (UID 0)。若掛載的本機目錄權限非 root 所有，可能會導致寫入失敗。解決方案包括：在 docker run 時使用 --user 參數指定 UID/GID，或在本機目錄執行 sudo chown -R 1000:1000（視容器內預設使用者 ID 而定）。

小結

透過手動啟動多個容器，我們不僅建立了完整的微服務架構，更深刻理解了 Docker 網路隔離、Volume 持久化以及反向代理的運作原理。雖然在生產環境中，我們最終會轉向使用 docker-compose.yml 或 Kubernetes 來簡化管理，但掌握底層的 docker run 指令與網路概念，是解決複雜除錯問題的必要基礎。建議讀者嘗試在後端加入 Redis 連線邏輯，進一步體驗多容器間的資料交換。