第一本Docker书

内容概要

James Turnbull是一位技术作家，还是一名开源极客。他最近的大作是一本讲述流行开源日志工具的书——The LogStash Book。James还写了两本关于Puppet的书，一本是Pro Puppet以，另一本是较早的Pulling Strings with Puppet: Configuration Management Made Easy。此外，James还写了Pro Linux System Administration、Pro Nagios 2.0和Hardening Linux这三本书。

James真正的工作是Kickstarter的工程副总裁。之前，James曾担任Docker公司服务与支持副总裁、Venmo公司工程副总裁和Puppet Labs的技术运维副总裁。James热爱美食、美酒、阅读、摄影，还很喜欢猫咪，但对在海滩上手牵手散步却并不热衷。

译者简介

李兆海 网名Googol Lee。使用Googol这个名字真的是因为“10的100次方”这个意思，和后来的Google公司没有一点儿关系。多年后端程序员，早期以C、C++为主，后来转向Python，现在以Go为生。曾写过《Golang初探》发表于2011年2月号《程序员》。Docker早期使用者。平时喜欢乱翻书，遇到感兴趣的都会研究一番。Twitter账户@googollee。

刘斌 具有10余年软件开发经验，关注后台开发技术和各种编程语言。做过电子商务、金融、企业系统以及Android手机开发；写过Delphi，也兼做系统管理员和DBA（现在都改叫DevOps了）；既做后台应用，也要调用前台CSS和JavaScript，可还是不敢自称Full Stack；今又舶来Growth Hacker，我想我要做一个Growth Engineer。

巨震 北京大学软件工程硕士，服务器端开发者。目前就职于创业公司，使用Node.js、Golang进行服务器端开发。2013年底开始研究Docker，是Docker中文社区的活跃贡献者，负责Docker技术文章和视频的翻译、校对工作。生活中喜欢美食、骑行，热衷于PC硬件，喜爱折腾，热爱一切计算机相关的技术，坚信技术改变世界。最崇拜的技术传奇人物是前id Software首席程序员、现Oculus VR首席技术官John Carmack。

书籍目录

第1 章 简介····································1

1.1 Docker 简介·····························2

1.1.1 提供一个简单、轻量的建模方式·························2

1.1.2 职责的逻辑分离················3

1.1.3 快速、高效的开发生命周期··3

1.1.4 鼓励使用面向服务的架构·····3

1.2 Docker 组件·····························3

1.2.1 Docker 客户端和服务器·······4

1.2.2 Docker 镜像······················4

1.2.3 Registry ···························5

1.2.4 容器·······························5

1.3 我们能用Docker 做什么·············6

1.4 Docker 与配置管理····················7

1.5 Docker 的技术组件····················8

1.6 本书的内容·····························9

1.7 Docker 资源··························· 10

第2 章 安装Docker ······················· 11

2.1 安装Docker 的先决条件··········· 12

2.2 在Ubuntu 中安装Docker ·········· 13

2.2.1 检查前提条件················· 14

2.2.2 安装Docker ···················· 16

2.2.3 Docker 与UFW ··············· 17

2.3 在Red Hat 和Red Hat 系发行版中安装Docker ···························17

2.3.1 检查前提条件················· 18

2.3.2 安装Docker···················· 19

2.3.3 在Red Hat 系发行版中启动Docker 守护进程·············· 20

2.4 在OS X 中安装Boot2Docker ····· 21

2.4.1 在OS X 中安装Boot2Docker ··················· 21

2.4.2 在OS X 中启动Boot2Docker ··················· 22

2.4.3 测试Boot2Docker ············ 23

2.5 在Windows 中安装Boot2Docker 23

2.5.1 在Windows 中安装Boot2Docker ··················· 23

2.5.2 在Windows 中启动Boot2Docker ··················· 24

2.5.3 测试Boot2Docker ············ 25

2.6 使用本书的Boot2Docker 示例···· 25

2.7 Docker 安装脚本····················· 26

2.8 二进制安装··························· 27

2.9 Docker 守护进程····················· 28

2.9.1 配置Docker 守护进程······· 28

2.9.2 检查Docker 守护进程是否正在运行······················· 30

2.10 升级Docker ························· 31

2.11 Docker 图形用户界面············· 31

2.12 小结··································· 32

第3 章 Docker 入门······················ 33

3.1 确保Docker 已经就绪·············· 33

3.2 运行我们的第一个容器············ 34

3.3 使用第一个容器····················· 36

3.4 容器命名······························ 38

3.5 重新启动已经停止的容器·········· 39

3.6 附着到容器上························ 39

3.7 创建守护式容器····················· 40

3.8 容器内部都在干些什么············ 41

3.9 查看容器内的进程·················· 42

3.10 在容器内部运行进程·············· 43

3.11 停止守护式容器···················· 44

3.12 自动重启容器······················· 44

3.13 深入容器····························· 45

3.14 删除容器····························· 46

3.15 小结··································· 47

第4 章 使用Docker 镜像和仓库······· 49

4.1 什么是Docker 镜像················· 49

4.2 列出镜像······························ 51

4.3 拉取镜像······························ 54

4.4 查找镜像······························ 56

4.5 构建镜像······························ 57

4.5.1 创建Docker Hub 账号······· 58

4.5.2 用Docker 的commit 命令创建镜像······················· 59

4.5.3 用Dockerfile构建镜像······················· 61

4.5.4 基于Dockerfile构建新镜像····················· 64

4.5.5 指令失败时会怎样············ 66

4.5.6 Dockerfile 和构建缓存·· 67

4.5.7 基于构建缓存的Dockerfile模板····························· 67

4.5.8 查看新镜像···················· 68

4.5.9 从新镜像启动容器··········· 69

4.5.10 Dockerfile 指令········· 72

4.6 将镜像推送到Docker Hub········· 83

4.7 删除镜像······························ 88

4.8 运行自己的Docker Registry······· 90

4.8.1 从容器运行Registry ········· 90

4.8.2 测试新Registry ··············· 91

4.9 其他可选Registry 服务············· 92

4.10 小结··································· 92

第5 章 在测试中使用Docker··········· 93

5.1 使用Docker 测试静态网站········ 93

5.1.1 Sample 网站的初始Dockerfile ················· 94

5.1.2 构建Sample 网站和Nginx镜像····························· 96

5.1.3 从Sample 网站和Nginx 镜像构建容器······················· 97

5.1.4 修改网站······················ 100

5.2 使用Docker 构建并测试Web应用程序·············································· 101

5.2.1 构建Sinatra 应用程序······ 101

5.2.2 创建Sinatra 容器············ 102

5.2.3 构建Redis 镜像和容器····· 104

5.2.4 连接到Redis 容器··········· 106

5.2.5 连接Redis····················· 108

5.2.6 让Docker 容器互连········· 110

5.2.7 使用容器连接来通信······· 114

5.3 Docker 用于持续集成·············· 116

5.3.1 构建Jenkins 和Docker服务器························· 117

5.3.2 创建新的Jenkins 作业······121

5.3.3 运行Jenkins 作业············124

5.3.4 与Jenkins 作业有关的下一步·························126

5.3.5 Jenkins 设置小结·············126

5.4 多配置的Jenkins····················126

5.4.1 创建多配置作业·············126

5.4.2 测试多配置作业·············130

5.4.3 Jenkins 多配置作业小结····132

5.5 其他选择·····························132

5.5.1 Drone ···························132

5.5.2 Shippable ······················132

5.6 小结···································132

第6 章 使用Docker 构建服务·········133

6.1 构建第一个应用····················133

6.1.1 Jekyll 基础镜像···············134

6.1.2 构建Jekyll 基础镜像········135

6.1.3 Apache 镜像···················135

6.1.4 构建Jekylll Apache 镜像···136

6.1.5 启动Jekylll 网站·············137

6.1.6 更新Jekyll 网站··············140

6.1.7 备份Jekyll 卷·················141

6.1.8 扩展Jekyll 示例网站········142

6.2 使用Docker 构建一个Java应用服务·····························143

6.2.1 WAR 文件的获取器·········143

6.2.2 获取WAR 文件··············144

6.2.3 Tomecat7 应用服务器·······145

6.2.4 运行WAR 文件··············146

6.2.5 基于Tomcat 应用服务器的构建服务······················147

6.3 多容器的应用栈····················150

6.3.1 Node.js 镜像··················150

6.3.2 Redis 基础镜像··············· 153

6.3.3 Redis 主镜像·················· 154

6.3.4 Redis 从镜像·················· 155

6.3.5 创建Redis 后端集群········ 156

6.3.6 创建Node 容器·············· 160

6.3.7 捕获应用日志················ 161

6.3.8 Node 程序栈的小结········· 164

6.4 不使用SSH 管理Docker 容器··· 164

6.5 小结··································· 166

第7 章 使用Fig 编配Docker·········· 167

7.1 Fig ····································· 168

7.1.1 安装Fig ······················· 168

7.1.2 获取示例应用················ 169

7.1.3 fig.yml 文件··············· 172

7.1.4 运行Fig ······················· 173

7.1.5 使用Fig ······················· 175

7.1.6 Fig 小结······················· 178

7.2 Consul、服务发现和Docker ····· 178

7.2.1 构建Consul 镜像············ 179

7.2.2 在本地测试Consul 容器··· 182

7.2.3 使用Docker 运行Consul集群···························· 184

7.2.4 启动具有自启动功能的Consul 节点··················· 186

7.2.5 启动其余节点················ 188

7.2.6 配合Consul，在Docker里运行一个分布式服务···· 193

7.3 其他编配工具和组件·············· 201

7.3.1 Fleet 和etcd··················· 202

7.3.2 Kubernetes····················· 202

7.3.3 Apache Mesos················· 202

7.3.4 Helios ·························· 202

7.3.5 Centurion ······················ 203

7.3.6 Libswarm ······················203

7.4 小结···································203

第8 章 使用Docker API ················205

8.1 Docker API ···························205

8.2 初识Remote API····················206

8.3 测试Docker Remote API ··········207

8.3.1 通过API 来管理Docker镜像····························208

8.3.2 通过API 管理Docker容器····························211

8.4 改进TProv 应用····················213

8.5 对Docker Remote API 进行认证··217

8.5.1 建立证书授权中心···········218

8.5.2 创建服务器的证书签名请求和密钥·························220

8.5.3 配置Docker 守护进程······222

8.5.4 创建客户端证书和秘钥·····223

8.5.5 配置Docker 客户端开启认证功能······················224

8.6 小结···································226

第9 章 获得帮助和对Docker进行改进··························· 227

9.1 获得帮助····························· 227

9.1.1 Docker 用户和开发邮件列表······················ 228

9.1.2 IRC 上的Docker ············· 228

9.1.3 GitHub 上的Docker ········· 228

9.2 报告Docker 的问题················ 229

9.3 搭建构建环境······················· 229

9.3.1 安装Docker··················· 229

9.3.2 安装源代码和构建工具···· 229

9.3.3 检出源代码··················· 230

9.3.4 贡献文档······················ 230

9.3.5 构建开发环境················ 231

9.3.6 运行测试······················ 232

9.3.7 在开发环境中使用Docker··· 233

9.3.8 发起pull request ············· 234

9.3.9 批准合并和维护者·········· 236

9.4 小结··································· 236

作者简介

全球第一本Docker技术图书中文版，Docker中文社区鼎力支持！

Docker核心团队成员权威著作，在技术圈中很有影响力。

既是第一本Docker书，也非常适合作为学习Docker的第一本入门书。

Docker是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以将他们的应用和依赖包打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化。容器完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。几乎没有性能开销，可以很容易地在机器和数据中心中运行。最重要的是，它不依赖于任何语言、框架或包装系统。

Docker 是一个开源的应用容器引擎，开发者可以利用Docker 打包自己的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux 机器上，也可以实现虚拟化。

本书由Docker 公司前服务与支持副总裁James Turnbull 编写，是权威的Docker 开发指南。本书会指导读者完成Docker 的安装、部署、管理和扩展，带领读者经历从测试到生产的整个开发生命周期，让读者了解Docker 适用于什么场景。书中先介绍Docker 及其组件的基础知识，然后用Docker 构建容器和服务来完成各种任务：利用Docker 为新项目建立测试环境，演示如何使用持续集成的工作流集成Docker，如何构建应用程序服务和平台，如何使用Docker 的API，如何扩展Docker。

本书适合对Docker 或容器开发感兴趣的系统管理员、运维人员和开发人员阅读。

图书评价：

DevOps未死，ContainerOps已到

发现Docker项目还是2013年中，我正在为构架一个Micro Service的游戏云而测试各种PaaS平台和产品。研究CloudFoundry的过程中，被Warden子项目吸引，转而在GitHub中寻找类似的、更容易使用和部署的容器虚拟化解决方案，最终一个Linux Container的框架Docker成为我的首选。2013年底在深圳举行的ECUG Con（实效云时效用户组大会）是我第一次在大型的技术会议上宣讲Docker开源技术，此时它已经被Golang社区评为2013年的十大杀手级应用，也是这次会议我开始了Docker技术布道之旅。从LXC的框架到Container引擎，再到如今的SaaS平台，Docker在开源社区的强大推动下快速向前演进，ContainerOps平台或是Docker的下一个里程碑。

对Docker研究得越多，就越容易被它在网络、安全方面的各种问题所困扰，忘却了Docker使用Union FileSystem技术带来的巨大技术变革的机会。当超越容器虚拟化引擎的标签去看Docker时，发现它是实现应用版本管理的最佳技术选择。比起从源代码的某个分支或标签起构建应用的版本，Union FileSystem更适于实现从开发到运维的版本管理。随着OverlayFS被Linux内核3.18合并到主干，Docker也会在最新的版本中支持它（也许在你读这本书的时候就已经支持了）。不管是AUFS还是OverlayFS，将摆脱被认为是嵌入式设备的文件格式，成为应用版本管理的技术基石。

在一次技术布道之后，有听众和我交流如何使用Gnome Desktop的Docker容器为团队提供标准的Android开发环境。正值Docker在刚刚发布的1.2版本中加入了Device特性，我建议他可以使用这个特性为Desktop加入真机的调试功能。此时我才意识到开发环境甚至是桌面环境是可以通过Docker容器来实现统一的。当微软公司和Docker深度合作的新闻震惊所有人时，才发现微软早在多年前就布局容器虚拟化的技术。Windows成为最后一个（FreeBSD有容器引擎Jails，Solaris有容器引擎Zones）能运行容器的主流操作系统。Windows操作系统可以通过容器化技术运行多个Windows的容器，Docker引擎也终于有了打通所有平台的机会。不管是Linux还是Windows，开发环境最终都可以被容器管理起来，开发配置管理将会变得非常简单。

当软件的开发环境、版本管理、交付和运行都以Docker为工具Container为基础进行流转时，就构成了以Container为核心的开发和运维流程，软件的构架也因此发生改变（Micro Service的构架方式可能会因此流行）。但持续集成、持续部署和自动化运维等生产理念没有改变，只是增加了Container的解决方案，未来必定会有基于Docker的平台来管理整个开发和生产的流程。

DevOps未死，ContainerOps已到。

在此感谢三位译者李兆海、刘斌和巨震的辛苦工作，把第一本Docker技术书籍带入中国。这不仅是一本Docker技术的入门书籍，也介绍了很多Docker的最佳实践，是学习Docker的绝佳选择。尽管没有参与此书的翻译，甚为遗憾，但我会继续努力在国内推广Docker开源技术。

马全一

Docker 中文社区和 docker.cn 项目创始人，Docker 开源技术布道师，资深构架师



这本书用了大量简短可操作的程序实例介绍Docker的工作原理，几乎页页都是满满的代码干货，程序员读者可跟着这些例子自己动手玩转Docker，这真是一部专为程序员写的好书！

——毛文波，道里云CEO，曾创建EMC中国实验室并担任首席科学家，曾参与创建HP中国实验室

这本书由曾任职于Docker公司的资深工程师编写，由国内社区以最快的速度完成翻译，是学习Docker的最佳入门书籍。如果你是一位希望让自己的代码运行在云端的程序员，现在就开始学习Docker吧！

——喻勇，Cloud Foundry社区创始人

正是因为Docker将对传统IT技术带来“革命性”的冲击，所以我们看到围绕Docker的创业项目如火如荼。IT从业人员应该及早拥抱Docker，拥抱变化。阅读本书就是最佳入门途径。

——陈轶飞，原百度PaaS平台负责人，国内最早大规模应用Docker的实践者

Docker今天已经算是明星技术了，各种技术大会都会有人谈论它，越来越多的人像我一样对这门技术着迷。Docker的发展异常迅猛，整个社区生态蓬勃向上一片繁荣。希望阅读本书的读者也尽快加入充满乐趣的Docker大家庭中来。

——程显峰，MongoDB中文社区创始人，蓝海讯通COO

本书系统而又深入浅出地介绍了与Docker部署和应用相关的各个方面，体现了Docker的最新进展，并附有大量详尽的实例。无论系统架构师、IT决策者，还是云端开发人员、系统管理员和运维人员，都能在本书中找到所需的关于Docker的内容。本书非常适合作为进入Docker领域的第一本书。

——商之狄，微软开放技术（中国）首席项目经理

我很高兴能看到第一本引进国内的Docker技术书籍——这本《The Docker Book》中文版。这本书对于迫切想了解Docker技术以及相关工具使用的技术爱好者来说，是一本值得阅读的入门书籍。

——肖德时，InfoQ《深入浅出Docker》专栏作者

阅读本书，就像参加一个Docker专家的面授课程，书中包含了很多非常实用的小型案例，让你能够循序渐进地照着学习，加深理解。James Turnbull是个写书的高手，由浅入深地慢慢引领你理解Docker的奥秘。无论你是哪个行业的程序员，这本Docker的书绝对会让你受益匪浅。

——蔡煜，爱立信软件开发高级专家

对Docker本身，已经不用我再多说，只希望大家都看看这本书，并能积极尝试Docker。纵观IT行业历史，大的技术变革从来不是诞生于大厂商口中的金蛋，而是一小搓爱好者的小玩意儿，而Docker正是这个路子。

——赵鹏，VisualOps 创始人

Go语言是近年来IT技术发展历程中最伟大的事情，而Docker的出现则是云计算发展的重要里程碑。作为Go语言的杀手级应用，Docker推动了Go语言社区的发展。《The Docker Book》是一本Docker团队成员撰写的书，是一份难得的学习Docker技术的权威教材。我很高兴见到中文翻译能够如此迅速地跟进，这是一件了不起的事情。

——许式伟，七牛云存储CEO，《Go语言编程》作者

我非常喜欢《The Docker Book》这本书，它弥补了开源项目通常缺失的文档部分。书中涉及从安装入门到业务场景下的各种应用及开发。本书作者的权威性以及译者的专业态度也保证了这本书的严谨性。这本书非常适合广大的Docker爱好者阅读。

——杜玉杰，OpenStack基金会董事

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