Week 7: Docker 容器环境与 ROS2 桌面 VNC

本周概览

• Docker 容器技术原理与架构
• Docker Desktop 安装与配置
• Tiryoh/ros2-desktop-vnc 镜像使用
• VNC 远程桌面连接
• 容器中运行 ROS2 turtlesim

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1. Docker 技术原理

容器 vs 虚拟机

传统虚拟机:                         Docker 容器:
┌─────────────────┐                ┌─────────────────┐
│ App A │ App B   │                │ App A │ App B   │
├────────┬────────┤                ├────────┬────────┤
│ Guest  │ Guest  │                │ Docker Engine  │
│ OS     │ OS     │                ├─────────────────┤
├────────┴────────┤                │   Host Kernel   │
│   Hypervisor    │                ├─────────────────┤
├─────────────────┤                │   Hardware      │
│   Host OS       │                └─────────────────┘
├─────────────────┤
│   Hardware      │
└─────────────────┘

维度	虚拟机	Docker 容器
启动速度	分钟级	秒级
内存占用	GB 级	MB 级
磁盘占用	数十 GB	数百 MB
隔离级别	完全隔离 (Hypervisor)	进程隔离 (Namespace)
性能	接近原生但有损耗	几乎等于原生

Docker 核心概念

• 镜像 (Image)：只读模板，包含运行环境和应用代码（类比”安装盘”）
• 容器 (Container)：镜像的运行实例（类比”运行中的程序”）
• 仓库 (Registry)：镜像存储和分发中心（Docker Hub ≈ “GitHub for 镜像”）

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2. ROS2 Desktop VNC 镜像

镜像说明

ghcr.io/tiryoh/ros2-desktop-vnc:humble 是一个预配置的 ROS2 桌面容器镜像：

• 内置 Ubuntu 22.04 + ROS2 Humble
• XFCE 桌面环境
• noVNC 网页远程桌面（浏览器即可访问）
• 无需配置 X11 转发，WSL2 开箱即用

安装 Docker Desktop

在 Windows 下载 Docker Desktop，安装后确保 WSL2 后端已启用。

快速开始

在 PowerShell 中执行：

# 拉取镜像
docker pull ghcr.io/tiryoh/ros2-desktop-vnc:humble

# 运行容器
docker run -p 6080:80 --shm-size=512m ghcr.io/tiryoh/ros2-desktop-vnc:humble

参数说明：

• -p 6080:80：将容器的 80 端口映射到本机 6080 端口
• --shm-size=512m：增加共享内存，避免 GUI 应用崩溃

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3. VNC 远程桌面连接

访问方式

1. 浏览器打开 http://127.0.0.1:6080
2. 进入 XFCE 桌面环境（完整 Linux 桌面）
3. 打开终端，输入 ROS2 命令：

source /opt/ros/humble/setup.bash
ros2 run turtlesim turtlesim_node

💡 原理：noVNC 将 VNC 协议封装为 WebSocket，浏览器无需安装任何插件即可访问完整的 Linux 桌面环境。

Docker 中运行小乌龟

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4. 容器生命周期管理

# 查看运行中的容器
docker ps

# 查看所有容器（含已停止）
docker ps -a

# 停止容器
docker stop <container-id>

# 重新启动已停止的容器
docker start <container-id>

# 删除容器
docker rm <container-id>

# 删除镜像
docker rmi <image-name>

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踩坑记录

问题	原因	解决方案
端口 6080 访问无响应	容器未正确启动或端口冲突	docker ps 确认容器在运行，检查端口映射
容器内 GUI 程序崩溃	共享内存不足	添加 --shm-size=512m 参数
WSL2 中无法运行 Docker	Docker Desktop 未集成 WSL2	Docker Desktop → Settings → Resources → WSL Integration
浏览器连接被拒绝	防火墙阻拦或端口号错误	检查 Windows 防火墙，确认使用 127.0.0.1 而非 localhost
容器关闭后数据丢失	未做持久化	使用 docker commit 保存容器状态（Week 11 详讲）

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总结

本周跨越了从原生 ROS2 到容器化 ROS2 的关键一步：

1. 容器原理理解：掌握了 Docker 的镜像-容器-仓库架构以及相比虚拟机的优势
2. ROS2 Desktop VNC：实现了浏览器即可访问的完整 ROS2 桌面开发环境
3. 跨平台开发：WSL2 + Docker Desktop 打通了 Windows → Linux 的开发链路
4. 生命周期管理：掌握了 docker pull/run/ps/stop/start/rm 的基本运维命令

Docker 容器化是 Week 10-12 高级实验的基础，后续将深入卷挂载、镜像提交和跨设备通信。

代码说明

docker_run.sh — Docker ROS2 VNC 一键启动脚本

• 自动检查 Docker 安装状态和服务运行状态
• 拉取 ghcr.io/tiryoh/ros2-desktop-vnc:humble 镜像
• 清理旧容器 → 启动新容器 → 验证运行状态
• 输出浏览器访问地址和常用 ROS2 命令提示

vnc_connect.sh — VNC 连接辅助脚本

• 验证容器运行状态
• 输出浏览器访问地址和容器内文件位置
• 列出常用 ROS2 命令参考

运行方式

cd week7
chmod +x docker_run.sh vnc_connect.sh
./docker_run.sh            # 启动 ROS2 桌面容器
./vnc_connect.sh           # 查看连接信息
# 浏览器打开: http://127.0.0.1:6080