《循序渐进学Docker》

编辑推荐

腾讯官方Docker核心技术团队4位专家撰写，总结腾讯大规模应用Docker的技术心得与经验

针对实际应用中的常见问题，给出在腾讯被验证的解决方案，全部是来自实际生产环境的案例。

内容简介

《循序渐进学Docker》由腾讯官方4位资深Docker技术专家撰写，他们是腾讯*早期从事Docker相关技术研究与应用的核心技术人员，是腾讯Docker技术的布道者。《循序渐进学Docker》重点总结了他们在腾讯大规模应用Docker的技术心得与实践经验，有针对性地对各种常见的问题给出了在腾讯被验证的解决方案。《循序渐进学Docker》的目的不是帮助那些已经在Docker领域已经有深厚积累的技术人员如何更深层次地去探究Docker，而是帮助那些准备在Docker领域一显身手的初学者，让他们知道实际应用Docker时应该掌握哪些知识，以及如何快速掌握这些知识。

《循序渐进学Docker》共16章，分为四个部分：

基础篇（1~4章）主要讲解了Docker的特性、使用场景、原理、基本的操作和指令；

高级篇（5~11章）主要包含容器管理、仓库管理、网络和存储、项目日常维护、Swarm容器维护以及插件开发等重要技术主题；

案例篇（12~15章）通过Docker离线系统应用、Docker高可用及自动发现架构构建、DockerOverlayNetwork实践这3个案例演示和分析了Docker的在生产环境中的使用。

源码探索篇（16章）本章是为那些准备深入Docker源码内部一探究竟的读者准备的，它介绍了Docker源码的目录结构和编译方法，帮助读者开始真正的源码之旅之前做好准备。

作者简介

李金榜(JinbangLi),资深运维开发专家，写作《循序渐进学Docker》时就职于腾讯SNG（社交网络事业群），从事运维自动化迁移相关工作，负责Docker的运维和开发，是腾讯早期从事Docker相关工作的技术专家之一。在Docker大规模的使用方面，积累了丰富的理论知识和实战经验。

在服务器的虚拟化方向有深入的研究，从KVM、LXC/CGROUP到Docker,每次虚拟化技术的变革，都以极大的热情快速学习并逐步运用到实践中。酷爱开源技术研究，多次获得技术突破和交流奖。此外，还曾就职于网易和雪球等公司，现刚加入人工智能的创业大潮。

尹烨(YeYin),腾讯高级工程师，先后从事后台服务、MySQL内核开发相关工作。2014年开始从事Docker相关技术的研究，并开始在腾讯游戏业务的进行实践，对Docker等相关技术有深入的研究和丰富的实践经验。

刘天斯（YorkoLiu）,资深运维专家，从事运维工作已13年，就职于腾讯IEG（互动娱乐事业群），负责游戏大数据的运营，曾就职于天涯社区，担任首席架构师/系统管理员。热衷开源技术的研究，包括系统架构、运维开发、负载均衡、缓存技术、数据库、NOSQL、分布式存储、消息中间件、大数据及云计算、Mesos、Docker、DevOps等领域。擅长大规模集群的运维工作，尤其在自动化运维方面有着非常丰富的经验。

同时热衷于互联网前沿技术的研究，活跃在国内社区、业界技术大会，充当一名开源技术的传播与分享者。开放运维联盟(OOPSA)大数据顾问组成员及金牌作者、华章*有价值作者、中国十大杰出IT博主、WOT十大优秀讲师及TOP100运维出品人。

著有运维领域的标志性畅销书《Python自动化运维：技术与*佳实践》；个人发明专利4个。

陈纯（ChunChen）,腾讯高级工程师，Dockerlibnetwork项目的维护人。一直从事大数据和容器云相关的研发工作，爱好捣鼓源代码，并积极参与社区开源项目的研发。

目录

前言

第一部分　基础篇

第1章　全面认识Docker2

1.1　Docker是什么2

1.1.1　Docker的由来2

1.1.2　Docker为什么这么火4

1.1.3　Docker究竟是什么6

1.2　Docker的结构与特性8

1.2.1　Docker构成8

1.2.2　Docker化应用的存在形式10

1.2.3　Docker对变更的管理14

1.3　为什么使用Docker15

1.3.1　从代码管理说起16

1.3.2　当前的优化策略17

1.3.3　Github版的应用部署解决方案18

1.3.4　Docker应用场景19

1.3.5　Docker可以解决哪些痛点21

1.3.6　Docker的使用成本22

1.4　本章小结23

第2章　初步体验Docker24

2.1　Windows下安装Docker24

2.2　利用Docker搭建个人博客27

2.2.1　传统的安装方法27

2.2.2　使用Docker进行安装27

2.2.3　解惑31

2.2.4　其他注意事项32

2.3　本章小结32

第3章　Ubuntu下使用Docker33

3.1　Docker的运行平台33

3.2　安装Windows和Ubuntu双系统34

3.2.1　制作Ubuntu安装U盘35

3.2.2　通过U盘安装Ubuntu36

3.3　在Ubuntu下安装Docker38

3.4　再次体验Docker40

3.4.1　再看个人博客WordPress的搭建40

3.4.2　开源的版本控制利器——GitLab40

3.4.3　项目管理系统——Redmine42

3.5　本章小结44

第4章　Docker的基础知识45

4.1　Docker的基本概念和常用操作指令45

4.1.1　Docker三大基础组件46

4.1.2　常用的Docker指令47

4.1.3　Docker的组织结构49

4.2　10分钟的动手教程50

4.3　本章小结60

第二部分　高级篇

第5章　Docker容器管理62

5.1　单一容器管理62

5.1.1　容器的标示符63

5.1.2　查询容器信息64

5.1.3　容器内部命令65

5.2　多容器管理66

5.2.1　DockerCompose67

5.2.2　配置文件69

5.3　本章小结73

第6章　Docker镜像管理74

6.1　认识Docker镜像74

6.2　Dockerf?ile78

6.3　项目中的镜像分层83

6.4　定制私有的基础镜像84

6.5　本章小结85

第7章　Docker仓库管理86

7.1　镜像的公有仓库86

7.1.1　创建DockerHub账户86

7.1.2　基本操作87

7.2　私有仓库88

7.2.1　安装docker-registry88

7.2.2　配置文件91

7.3　构建安全的私有仓库92

7.3.1　Nginx安装与配置92

7.3.2　SSL证书94

7.3.3　客户端配置96

7.4　本章小结97

第8章　Docker网络和存储管理98

8.1　Docker网络98

8.1.1　Docker的通信方式98

8.1.2　网络配置100

8.2　Docker数据管理101

8.2.1　基本介绍101

8.2.2　数据卷102

8.2.3　数据卷容器105

8.2.4　备份、恢复和迁移数据卷107

8.3　Docker存储驱动108

8.3.1　Docker存储驱动历史108

8.3.2　Dockeroverlayfsdriver109

8.4　本章小结112

第9章　Docker项目日常维护113

9.1　宿主机的管理113

9.1.1　安装Docker并启动113

9.1.2　网桥模式115

9.2　GitLab的日常维护116

9.2.1　项目的创建116

9.2.2　代码版本控制118

9.2.3　日常维护119

9.3　本章小结122

第10章　DockerSwarm容器集群123

10.1　Swarmkit核心设计123

10.2　Swarmkit集群搭建124

10.2.1　创建Manager节点125

10.2.2　创建Worker节点126

10.3　Swarmkit基本功能127

10.3.1　service创建与删除127

10.3.2　service扩容与缩容128

10.3.3　service灰度升级128

10.3.4　service网络配置、域名解析和负载均衡129

10.3.5　Swarmkit节点管理131

10.3.6　Manager节点和Worker节点角色切换133

10.4　Swarmkit负载均衡原理分析134

10.5　本章小节137

第11章　Docker插件开发138

11.1　Docker插件工作机制138

11.1.1　Docker插件接口138

11.1.2　插件发现机制139

11.1.3　JSON文件格式139

11.1.4　插件的生命周期140

11.1.5　利用systemdsocketactivation功能管理插件140

11.1.6　API格式141

11.2　Dockervolume插件开发141

11.2.1　cgroupfs使用方法和工作原理142

11.2.2　dockervolume接口143

11.2.3　实现cgroupfs-volumevolume插件145

11.3　本章小节147

第三部分　案例篇

第12章　Docker离线系统应用案例150

12.1　为什么使用Docker150

12.2　离线系统业务架构152

12.3　Clip名字服务153

12.4　Clip名字服务与Docker应用156

12.5　本章小结158

第13章　Etcd、Cadvisor和Kubernetes实践159

13.1　Etcd实践159

13.1.1　安装Etcd160

13.1.2　使用方法160

13.2　Cadvisor实践164

13.2.1　安装Cadvisor164

13.2.2　CadvisorAPI165

13.3　Kubernetes实践166

13.3.1　基本概念167

13.3.2　环境说明168

13.3.3　环境部署169

13.3.4　API常用操作173

13.3.5　创建pod单元173

13.3.6　实战案例176

13.4　本章小结181

第14章　构建Docker高可用及自动发现架构实践182

14.1　架构优势182

14.2　架构介绍183

14.3　架构搭建184

14.3.1　组件环境部署185

14.3.2　Etcd配置186

14.3.3　Confd配置186

14.3.4　容器提交注册190

14.4　业务上线195

14.5　本章小结198

第15章　DockerOverlayNetwork实践199

15.1　环境介绍199

15.2　容器与容器之间通信200

15.2.1　启动dockerdaemon200

15.2.2　创建网络200

15.2.3　启动容器201

15.3　Docker的VXLAN实现204

15.3.1　VXLAN帧结构205

15.3.2　Docker内部实现205

15.3.3　LinuxVXLAN设备207

15.4　容器访问外部网络207

15.5　外部网络访问容器209

15.6　本章小结212

第四部分　源码探索篇

第16章　Docker源码探索214

16.1　Docker源码目录结构214

16.2　源码编译Docker219

16.2.1　修改Dockerf?ile220

16.2.2　其他222

16.2.3　编译源码的好处222

16.3　输出函数调用关系223

16.4　本章小结225

前言/序言

为什么要写这《循序渐进学Docker》

Docker自2013年诞生以来，在短短几年就迅速引爆IT技术圈，全球各大知名IT企业也纷纷加入。Docker社区的火爆程度也是前所未有，周边的技术案例、平台工具也是层出不穷，其中也不乏一线IT公司的身影，比如Google、微软、RedHat、VMware等，放眼国内，基于Docker技术的创业公司也如雨后春笋，国内互联网公司的代表BAT也开始尝试在企业内部运用落地。在这样的大背景下，大家对掌握及运用Docker技术的欲望也越来越强烈。因此，四位笔者走到了一起，开始谋划这《循序渐进学Docker》籍。

笔者都来自腾讯不同事业群及中心，都有针对各自不同应用场景做Docker技术研究及应用的实践经验，在研究的过程中，大家也将自己的研究历程、成果做了聚合，最终形成了《循序渐进学Docker》的初稿，包括读者比较关心的Docker网络及存储、日常运营到源码探索，循序渐进的内容组织结构，可以让不同水平层次的读者均能有效地阅读和吸收。

《循序渐进学Docker》的初衷是将研究、使用Docker过程中可能碰到的问题，以及解决的方法与思路做个自我梳理与总结，同时与大家分享。最终目的是让每位关注Docker技术的人受益。

读者对象

系统架构师、运维人员

运营开发、DevOps人员

云计算工程师

系统管理员或企业网管

高等院校计算机专业的学生与教师

如何阅读《循序渐进学Docker》

《循序渐进学Docker》分为四部分：

第一部分为基础篇，包括第1至第4章，介绍Docker的基础知识及原理，介绍Docker是什么，可以做什么，以及如何使用Docker技术，包括了安装、创建容器与镜像、运行等。

第二部分为高级篇，包括第5至11章，着重讲解如何实现容器管理、镜像管理、仓库管理、网络和存储管理及项目日常维护，又补充了最新版本DockerSwarm容器集群和Docker插件开发等内容。

第三部分为案例篇，包括第12至第15章，通过对3个不同编排技术实现的Docker服务案例讲解，让读者了解一个完整的平台的搭建。

第四部分为源码探索篇，为第16章，介绍了Docker的源码结构和如何修改和编译Docker，为读者更深入学习研究Docker提供一种新思路。

其中第三部分以接近实战的实例来讲解，相比于前两部分更独立。如果你是一名经验丰富的Linux管理员且具有Docker基础，可以直接切入高级篇；但如果你是一名初学者，请一定从Docker的基础理论知识开始学习；如果你对Docker的源码分解比较感兴趣，可以直接阅读第16章。

勘误和支持

由于水平有限，且编写时间仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。为此，特意创建一个在线支持与应急方案问答站点http://qa.liuts.com。你可以将书中的错误发布到“错误反馈”分类中，同时如果你遇到任何问题或有任何建议，也可以访问问答站点进行发表，我将尽量在线上为读者提供最满意的解答。我也会将相应的功能更新及时更正出来。如果你有更多的宝贵意见，欢迎加入“循序渐进学Docker”读者QQ群（QQ群账号559435845或者扫描以下二维码），期待能够得到你们的真挚反馈。

致谢

首先要感谢dotCloud公司，是他们创立了Docker这个容器引擎，同时也要感谢为Docker整个生态圈贡献大量周边组件的所有作者，是你们让Docker技术发展得越来越好，开源的精神与力量在你们身上体现得淋漓尽致。

感谢王冬生兄贡献他在工作中的案例（Docker离线系统应用案例），内容具有非常高的实用价值，感谢公司各位领导及同事，感谢《循序渐进学Docker》的所有作者，在大家的努力下终于促成了这《循序渐进学Docker》的合作与出版。

感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨福川、姜影老师，在这一年多的时间中始终支持我的写作，你的鼓励和帮助引导我能顺利完成全部书稿。