把Windows装进Docker容器里

把Windows装进Docker容器里

本文将详细介绍如何在Docker容器中运行Windows操作系统，包括环境准备、基础使用、加速使用以及一些高级使用技巧。

环境准备

想要使用这个方案，我们需要准备以下三个条件：

1. 安装了Docker的操作系统（推荐使用Ubuntu）
2. Windows操作系统的安装光盘（支持从WinXP到Win11的版本）
3. 开源项目dockur/windows的Docker镜像

安装Ubuntu操作系统和Docker

这套方案采用了KVM加速，因此推荐使用Linux环境。如果你还没有Linux环境，可以参考《在笔记本上搭建高性价比的Linux学习环境：基础篇》的方法进行安装。对于已有Linux环境的用户，可以按照以下步骤安装Docker：

sudo apt install docker.io

完成Docker安装后，需要检查系统是否支持KVM。首先安装cpu-checker：

sudo apt install cpu-checker -y

然后执行kvm-ok命令，如果顺利的话，将看到类似下面的日志输出：

# sudo kvm-ok
INFO: /dev/kvm exists
KVM acceleration can be used

获取Windows操作系统光盘

虽然开源项目dockur/windows会自动从dl.bobpony.com、archive.org以及微软官网下载合适的英文版系统镜像，但手动下载Windows光盘可以加快系统的安装速度。你可以从微软官网下载所需版本的Windows系统镜像。

获取Windows in Docker容器镜像

获取在Docker中运行Windows的容器镜像有以下两种方式：

1. 直接从Docker Hub拉取镜像：

   docker pull dockurr/windows
   

2. 本地构建镜像：

   git clone https://github.com/dockur/windows.git
   cd windows
   docker build -t dockurr/windows .
   

这个镜像主要依赖了几项技术：

• KVM虚拟化
• QEMU模拟器
• Docker容器技术

准备工作完成后，我们就可以开始使用这个有趣的技术方案了。

基础使用

我们先聊聊最简单的使用方案，启动一个“无状态”的临时Windows操作系统，容器会自动下载所需的镜像：

version: "3"
services:
  windows:
    image: dockurr/windows
    container_name: windows
    devices:
- /dev/kvm
    cap_add:
- NET_ADMIN
    ports:
- 8006:8006
    stop_grace_period: 2m

将上面的配置保存为docker-compose.yml，然后使用docker compose up或docker compose -d启动服务。

由于没有指定本地的镜像，所以如果你的网络环境访问微软CDN不够快的话，启动过程需要等待一些时间。

当一切就绪后，我们可以使用两种方式来访问这个运行在Docker中的Windows：

1. 使用浏览器访问容器所在主机的IP地址:8006。
2. 使用支持RDP远程访问功能的软件，服务器地址填写IP地址，端口填写3389，用户名填写docker，密码保持空白。

加速使用Windows容器

如果你的网络环境不是那么好，或者你不想每次启动容器都要等待很久，可以使用下面的方法：

让部署使用加速，主要和两个细节有关：是否进行了容器内容的持久化，是否提供了高性能的安装镜像下载方式。

比如，我们在上面的准备工作中，预先下载好Windows的安装镜像，然后将文件重命名为win11x64.iso，接着将文件放置在目录的./iso子目录中。那么，借助Nginx，可以让整个安装部署过程变的飞快：

version: "3"
services:
  windows:
    image: dockurr/windows
    container_name: windows
    devices:
- /dev/kvm
    cap_add:
- NET_ADMIN
    ports:
- 8006:8006
    stop_grace_period: 2m
    environment:
      VERSION: "http://winiso/win11x64.iso"
      MANUAL: "N"
    volumes:
- ./win:/storage
    depends_on:
- winiso
  winiso:
    image: nginx:alpine
    container_name: winiso
    volumes:
- ./iso:/usr/share/nginx/html

在上面的配置中，我们增加了一个用来将本地的Windows安装文件转换为dockurr/windows快速可安装的在线地址的容器。

将配置文件保存为docker-compose.yml，然后使用docker compose up或者docker compose up -d启动配置，我们将看到类似下面的日志：

windows  | .
windows  | .
winiso   | 172.20.2.3 - - [11/Mar/2024:03:54:47 +0000] "GET /win11x64.iso HTTP/1.1" 200 6813366272 "-" "Wget/1.21.4" "-"
windows  | . 99% 1.59G 0s
windows  | 
windows  | 6651904K .
windows  |                           
windows  |         100% 1.95G
windows  | =3.7s
windows  | 
windows  | 
windows  | ❯ Extracting downloaded ISO image...
windows  | ❯ Detecting Windows version from ISO image...
windows  | ❯ Detected: Windows 11
windows  | ❯ Adding XML file for automatic installation...
windows  | ❯ Building Windows 11 image...
windows  | ❯ Creating a 64G growable disk image in raw format...
windows  | ❯ Booting Windows using QEMU emulator version 8.2.1 ...

下载镜像的速度马上从几MB、几十MB增加到了接近每秒2GB，不到4s就能完成镜像的下载和处理。由于在配置中增加了volumes卷的持久化（- ./win:/storage），所以我们可以放心的停止或者重新启动容器，而不必担心每次都要重新初始化“一台”新的Windows Docker容器。

使用技巧

更换Windows版本（不提前准备镜像）

如果你的网络环境非常棒，不需要提前下载安装镜像，或者直接使用云主机进行项目部署，那么可以考虑直接调整配置文件中的内容为合适的数值：

environment:
  VERSION: "win11"

支持我们调整使用的值包含：win11、win10、ltsc10、win81、win7、vista、winxp、2022、2019、2016、2012、2008。

调整Windows容器资源配置

默认情况下，这个Windows容器会使用vCPU x2、4GB内存、64G的磁盘空间，来满足Win11的最低安装需求。我们可以根据自己的实际需求，来动态的调整容器的硬件资源限制：

environment:
  RAM_SIZE: "8G"
  CPU_CORES: "4"
  DISK_SIZE: "256G"

比如，在上面的配置中，我们调整CPU核心数到4，内存到8GB，磁盘到256GB。

为容器分配独立的IP地址

默认情况下，Docker会共享宿主机的IP，如果我们想要让容器拥有独立的IP地址，需要先创建一个macvlan网络：

docker network create -d macvlan \
    --subnet=192.168.0.0/24 \
    --gateway=192.168.0.1 \
    --ip-range=192.168.0.100/28 \
    -o parent=eth0 vlan

创建完网卡后，调整上面使用的容器配置，根据自己的需求指定容器IP即可：

services:
  windows:
    container_name: windows
    ..<snip>..
    networks:
      vlan:
        ipv4_address: 192.168.0.100
networks:
  vlan:
    external: true

使用一整块磁盘

如果你的主机上有多块磁盘，或者想将某一块磁盘完整的分配给Windows，可以采用下面的方法，其中DEVICE将作为你的主磁盘：

environment:
  DEVICE: "/dev/sda"
  DEVICE2: "/dev/sdb"
devices:
- /dev/sda
- /dev/sdb

在Docker中的Windows使用USB设备

我们首先需要使用lsusb来获取USB设备的VendorID和ProductID，然后将这些信息添加到配置中：

environment:
  ARGUMENTS: "-device usb-host,vendorid=0x1234,productid=0x1234"
devices:
- /dev/bus/usb