本文使用「署名 4.0 国际 (CC BY 4.0)」许可协议，欢迎转载、或重新修改使用，但需要注明来源。 [署名 4.0 国际 (CC BY 4.0)](https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.zh) 本文作者: 苏洋 创建时间: 2024年03月11日 统计字数: 7282字 阅读时间: 15分钟阅读 本文链接: https://soulteary.com/2024/03/11/install-windows-into-a-docker-container.html ----- # 把 Windows 装进 Docker 容器里 本篇文章聊聊如何在 Docker 里运行 Windows 操作系统， Windows in Docker Container（WinD）。 ## 写在前面 我日常使用 macOS 和 Ubuntu 来学习和工作，但是时不时会有 Windows 使用的场景，不论是运行某个指定的软件，还是要做一些跨平台软件的功能验证。 在去年开源 [soulteary/docker-chatgpt](https://github.com/soulteary/docker-chatgpt) 之前，还折腾过将 Chrome 容器化，提供有界面服务能力容器的事情，如果当时有这个方案，或许折腾过程能更简单一些。 ## 环境准备 我们依旧是先从环境准备开始。想要使用这个方案，我们需要准备的东西有三个：安装了 Docker 的操作系统（我使用 Ubuntu）、Windows 操作系统的安装光盘（从 WinXP ～ Win11 都行）、开源项目 [dockur/windows](https://github.com/dockur/windows) 的 Docker 镜像。 ### 安装 Ubuntu 操作系统和 Docker 这套方案中采用了 KVM 加速，所以体验最好的方案是使用或者安装一个 Linux 环境，如果你本身就在使用 Ubuntu 之类的支持 KVM 非常方便的操作系统的话，那么只需要安装 Docker 就好啦。 如果你确实需要在容器中运行 Windows，想从零开始，可以参考之前的文章《[在笔记本上搭建高性价比的 Linux 学习环境：基础篇](https://soulteary.com/2022/06/21/building-a-cost-effective-linux-learning-environment-on-a-laptop-the-basics.html)》的方法来进行实践。安装 Ubuntu 的流程和以往并没有太大不同，依旧是老生常谈的三步曲：下载镜像、制作启动盘、安装系统。 如果你已经有了可以使用的 Linux 环境，可以参考上面文章中的 “更简单的 Docker 安装” 章节，完成基础环境的准备。 完成操作系统和 Docker 的准备后，我们还需要检查操作系统是否支持 KVM，需要先安装 `cpu-checker`。 ```bash sudo apt install cpu-checker -y ``` 然后，执行 `kvm-ok`，顺利的话，将能够看到类似下面的日志输出： ```bash # 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](https://github.com/dockur/windows) 会根据用户指令，从 `dl.bobpony.com` 、`archive.org`，以及微软官网自动下载合适的英文版系统镜像，但如果你想更快的完成系统的安装，或者想快速的启动多个 Windows Docker 容器，那么手动下载 Windows 光盘还是非常有必要的。 开源项目包含了一些自动安装的预设配置，不过，这需要使用英文版的操作系统，你可以从[这里下载](https://www.microsoft.com/en-us/software-download/windows11)。 当然，如果你需要使用中文版的操作系统，同样可以从[官方下载](https://www.microsoft.com/zh-cn/software-download/windows11)，在初始化操作系统的时候，相比英文操作系统你需要额外点一些“下一步”。 ### 获取 Windows in Docker 容器镜像 获取在 Docker 中运行 Windows 的容器镜像很简单： ```bash docker pull dockurr/windows ``` 当然，如果不能够直接下载，也可以选择本地构建： ```bash 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： - [qemus/qemu-docker](https://github.com/qemus/qemu-docker)，在容器中使用 QEMU，能够提供接近本机速度的虚拟机的网络、IO 速度等。 - [christgau/wsdd](https://github.com/christgau/wsdd)，让容器中的 Windows 能够出现在局域网中的其他设备的共享设备中。（Windows 10 的 1511 版本后，默认开始禁用 SMBv1，NetBIOS 设备发现功能失效，导致其他设备不能对其进行服务发现）。 - [qemus/virtiso](https://github.com/qemus/virtiso)，精简到 27MB 的 KVM/QEMU Virtio 驱动程序，能够让 Windows 在 Docker 环境中正常使用。 - [krallin/tini](https://github.com/krallin/tini)，正确启动 Docker 中 QEMU，以及确保进程异常能够被正确处理，或正确的终止容器进程。 好了，准备工作就绪后，我们就可以开始使用这个有趣的技术方案啦。 ## 基础使用 我们先聊聊最简单的使用方案，启动一个“无状态”的临时的 Windows 操作系统，容器会自动下载我们所需要的镜像： ```yaml version: "3" services: windows: image: dockurr/windows container_name: windows devices: - /dev/kvm cap_add: - NET_ADMIN ports: - 8006:8006 - 3389:3389/tcp - 3389:3389/udp stop_grace_period: 2m restart: on-failure ``` 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。 因为我们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。 ```bash # docker compose up [+] Running 2/1 ✔ Network win_default Created 0.1s ✔ Container windows Created 0.1s Attaching to windows windows | ❯ Starting Windows for Docker v2.04... windows | ❯ For support visit https://github.com/dockur/windows windows | windows | windows | ❯ Downloading Windows 11... windows | [i] Downloading Windows media from official Microsoft servers... windows | [i] Downloading Windows 11... windows | [+] Got latest ISO download link (valid for 24 hours): https://software.download.prss.microsoft.com/dbazure/Win11_23H2_English_x64v2.iso?t=c603adeb-c6d7-4bb9-b084-875f3beabfc2&P1=1710146067&P2=601&P3=2&P4=ynPQkgNxZoZxQkmfORJRE5yaf94m7ONuLVngMtHmDfsYTooFKSXiAdWXTKJ8dpoF2WuDkUZ4fkP1u%2bhwAh%2brAdghU%2f1ssngioKg2aLDe2UXOG3ESUAGTyRk1q515ONoXIvyJby2xPoKBVoj%2bsNp6ECqosBjx9HllmF3saRvQFPQox6v8kuhtMxyuNiXT%2fYgKppSZOifx34t6YQb0Hpo6gTkLjxlxiFBF42jLt%2blVhf1HW7ELEtvVUW7eAn9UGfs9HF6yC3p1ep7ouKYNrY0Ek0fo%2bn2v%2by3bTGbqg8lHfXjxb6bPHGE6HWP3sSZDZw4JmPt53hr1uQl%2fmjT50p504Q%3 windows | #=#=# windows | #=#=# 0.0% 0.1% 0.2% 0.3% ... ####################################################################### 99.7% ####################################################################### 99.8% ####################################################################### 100.0% ######################################################################## 100.0% windows | windows | [+] Successfully downloaded Windows image! windows | windows | ❯ Extracting Windows 11 image... 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 ... windows | ... ``` 当一切就绪后，我们可以使用两个方式来访问这个运行在 Docker 中的 Windows。 第一种方法，是使用浏览器访问容器所在主机的 `IP地址:8006`。 ![在容器中自动部署的 Windows](https://attachment.soulteary.com/2024/03/11/auto-deploy.jpg) 容器启动后，会自动下载、部署 Windows，稍等片刻，就能够在浏览器中正常使用它啦： ![在浏览器中访问 Windows](https://attachment.soulteary.com/2024/03/11/browser.jpg) 第二种方法，是使用支持 RDP 远程访问功能的软件，在软件服务器地址和端口内容中分别填写 `IP地址` 和 `3389`，在用户名栏填写 `docker`，密码保持空白即可。 ![在 RDP 客户端中访问 Windows](https://attachment.soulteary.com/2024/03/11/rdp.jpg) ## 加速使用 Windows 容器 ![默认情况，每次启动都需要见到它](https://attachment.soulteary.com/2024/03/11/prepare.jpg) 当然，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，我们预先下载好 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。 ```yaml version: "3" services: windows: image: dockurr/windows container_name: windows devices: - /dev/kvm cap_add: - NET_ADMIN ports: - 8006:8006 - 3389:3389/tcp - 3389:3389/udp stop_grace_period: 2m restart: on-failure environment: VERSION: "http://winiso/win11x64.iso" MANUAL: "N" volumes: - ./win:/storage depends_on: - winiso winiso: image: nginx:alpine container_name: winiso restart: on-failure 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： ```bash 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。 因为在配置中增加了 `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 聊聊其他的使用技巧。 ### 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： ```yaml 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。 ```yaml 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： ```bash 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： ```yaml services: windows: container_name: windows .... 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： ```yaml 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： ```yaml environment: ARGUMENTS: "-device usb-host,vendorid=0x1234,productid=0x1234" devices: - /dev/bus/usb ``` ## 最后 本篇文章先聊到这里，下一篇文章见。 --EOF