沒什麼難的Docker入門與開發實戰
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編輯推薦
適合不同開發者的Docker工具書! 內容全面：基礎命令、進階用法悉數囊括，知識點全覆蓋。 活學活用：大量實踐案例展示，指導上手使用，深化理解。 知識新鮮：以*檔案、材料為基礎，跟進Docker演進的步伐。
內容簡介
作為引領近幾年容器虛擬化領域的技術，Docker的發展方興未艾。但由於其出現不過數年，關於它的資料，特別是中文資料仍然相對匱乏，導致國內許多開發者對其感到陌生。本書正是以佈道Docker為理念，由淺入深地從闡述Docker的基本概念、講解常規使用方法、進行操作實踐的演示、展示提高和進階用法、剖析內部原理和底層架構等多個方面，全方面的展現Docker所具有的魅力。本書由概念及至實踐，從不同方面向讀者展現了Docker，實用性非常強，既可以作為一本學習Docker的入門教材，也能作為進行Docker操作實踐的說明書，甚至可以作為提高和進階的知識寶庫。不論是對Docker認知程度不同，有著不同知識儲備的人，還是處於程式軟體研發部署流程中的開發人員、測試人員或運維人員，本書都有著很強的可閱讀性。
作者簡介
熊昌隆，資深架構師，Web全棧開發者，知名博主，Beaver框架作者，開源小組Funcuter的發起者，致力於新興技術的研究和推廣。早年參與智慧路由的研究，多項研究成果影響了家用路由器的發展。設計實現的Beaver框架，已經應用於千萬級系統的底層程式架構中。發起組建的Funcuter開源小組，旨在聚集國內的優秀開源專案和開發者，目前已經擁有多個開源專案。近年來一直致力於前沿技術的研究和推廣，希望讓更多的開發者更輕鬆的接觸、瞭解*興科技成果，並應用於開發實踐中。
目 錄
目 錄
第一部分 基礎篇
第1章 初識Docker 1
1.1 虛擬化 2
1.1.1 虛擬化技術 2
1.1.2 虛擬化的分類 4
1.2 容器技術與Docker 6
1.2.1 容器技術 6
1.2.2 Docker簡介 8
1.2.3 改變世界的發明 10
1.3 Docker的安裝 10
1.3.1 在Ubuntu中安裝Docker 11
1.3.2 在CentOS中安裝Docker 12
1.3.3 在Windows中安裝Docker 13
1.3.4 在Mac OS中安裝Docker 15
1.3.5 在其他系統中安裝Docker 16
1.4 Docker的優勢 17
1.4.1 革命性的虛擬化方案 17
1.4.2 高效的容器技術 18
1.4.3 社群的力量 19
1.5 Docker的應用場景 20
1.5.1 超短時間部署執行 20
1.5.2 節約遷移時間 21
1.6 本章小結 21
第2章 映象與倉庫 22
2.1 映象的概念 22
2.1.1 聯合檔案系統 22
2.1.2 Docker中的映象 23
2.1.3 映象的分層結構 24
2.1.4 映象的寫時複製 25
2.2 使用和管理映象 26
2.2.1 獲取映象 26
2.2.2 列出映象 28
2.2.3 獲得映象的詳細資訊 28
2.2.4 刪除映象 31
2.2.5 映象的遷移 32
2.3 Docker Hub 33
2.3.1 映象倉庫 33
2.3.2 Docker Hub 34
2.3.3 註冊Docker Hub賬號 35
2.3.4 搜尋映象 36
2.3.5 共享自動構建映象 38
2.4 搭建私有倉庫 40
2.4.1 映象分發服務 40
2.4.2 Docker Registry HTTP API 41
2.4.3 部署私有倉庫 42
2.5 本章小結 44
第3章 管理和使用容器 45
3.1 管理容器 45
3.1.1 建立容器 45
3.1.2 容器的啟動過程 48
3.1.3 列出容器 49
3.1.4 容器的命名 51
3.1.5 啟動和停止 52
3.1.6 暫停和恢復 53
3.1.7 重啟容器 54
3.1.8 刪除容器 55
3.2 連線到容器 55
3.2.1 檢視程式資訊 56
3.2.2 檢視容器資訊 56
3.2.3 容器日誌 62
3.2.4 銜接到容器 63
3.2.5 在容器中執行命令 64
3.3 容器的儲存與遷移 65
3.3.1 提交容器更改 65
3.3.2 容器的匯入/匯出 68
3.4 本章小結 70
第4章 資料卷與網路 71
4.1 資料卷 71
4.1.1 關於資料卷 71
4.1.2 資料卷的特點 72
4.1.3 建立資料卷 73
4.1.4 掛載資料卷 74
4.1.5 刪除資料卷 76
4.2 資料卷容器 77
4.2.1 關於資料卷容器 77
4.2.2 建立資料卷容器 78
4.2.3 連線資料卷容器 79
4.2.4 資料卷的遷移 80
4.3 網路基礎 82
4.3.1 網路簡介 82
4.3.2 檢視網路配置 83
4.4 網路訪問 85
4.4.1 宿主機埠對映 85
4.4.2 容器連線 87
4.5 本章小結 90
第5章 製作映象 91
5.1 瞭解Dockerfile 91
5.1.1 Dockerfile簡介 92
5.1.2 使用Dockerfile建立映象 94
5.2 基礎指令 96
5.2.1 FROM 97
5.2.2 MAINTAINER 97
5.3 控制指令 97
5.3.1 RUN 97
5.3.2 WORKDIR 99
5.3.3 ONBUILD 99
5.4 引入指令 100
5.4.1 ADD 100
5.4.2 COPY 102
5.5 執行指令 102
5.5.1 CMD 102
5.5.2 ENTRYPOINT 104
5.6 配置指令 107
5.6.1 EXPOSE 108
5.6.2 ENV 108
5.6.3 LABEL 109
5.6.4 USER 110
5.6.5 ARG 111
5.6.6 STOPSIGNAL 112
5.6.7 SHELL 113
5.7 特殊用法 113
5.7.1 環境變數 113
5.7.2 指令解析 114
5.7.3 忽略檔案 116
5.8 本章小結 117
第二部分 實踐篇
第6章 SSH服務 118
6.1 在Docker中使用SSH 118
6.1.1 SSH簡介 119
6.1.2 SSH使用方法簡介 119
6.1.3 資料卷管理容器 121
6.1.4 使用SSH服務容器 122
6.2 構建SSH服務映象 124
6.2.1 構建方式比較 124
6.2.2 通過提交構建 125
6.2.3 使用Dockerfile構建 127
6.3 本章小結 131
第7章 Web伺服器 132
7.1 Web服務簡介 132
7.1.1 全球資訊網與網站 132
7.1.2 Web服務 133
7.1.3 Web服務程式 135
7.2 Apache 135
7.2.1 Apache簡介 135
7.2.2 安裝Apache 136
7.2.3 構建Apache映象 139
7.2.4 測試Apache容器 142
7.3 Nginx 143
7.3.1 關於Nginx 143
7.3.2 安裝Nginx 144
7.3.3 構建Nginx映象 146
7.3.4 測試Nginx映象 148
7.4 Tomcat 148
7.4.1 Tomcat簡介 149
7.4.2 安裝Tomcat 149
7.4.3 構建Tomcat映象 152
7.5 本章小結 153
第8章 資料庫程式 155
8.1 MySQL 155
8.1.1 MySQL簡介 156
8.1.2 安裝MySQL 156
8.1.3 構建MySQL映象 162
8.1.4 測試MySQL容器 164
8.2 MongoDB 166
8.2.1 MongoDB簡介 166
8.2.2 安裝MongoDB 167
8.2.3 構建MongoDB映象 171
8.2.4 測試MongoDB容器 173
8.3 本章小結 176
第9章 快取工具 177
9.1 Memcached 178
9.1.1 Memcached簡介 178
9.1.2 安裝Memcached 179
9.1.3 構建Memcached映象 184
9.1.4 測試Memcached容器 186
9.2 Redis 188
9.2.1 Redis簡介 188
9.2.2 安裝Redis 188
9.2.3 構建Redis映象 193
9.2.4 測試Redis容器 195
9.3 本章小結 196
第10章 動態處理程式 197
10.1 Java 197
10.1.1 Java簡介 198
10.1.2 安裝Java 198
10.1.3 構建Java映象 204
10.1.4 測試Java容器 206
10.2 PHP 207
10.2.1 PHP簡介 207
10.2.2 安裝PHP 208
10.2.3 構建PHP映象 214
10.2.4 測試PHP容器 216
10.3 Python 217
10.3.1 Python簡介 217
10.3.2 安裝Python 218
10.3.3 構建Python映象 223
10.3.4 測試Python容器 224
10.4 Node.js 225
10.4.1 Node.js簡介 225
10.4.2 安裝Node.js 226
10.4.3 構建Node.js映象 228
10.4.4 測試Node.js容器 230
10.5 本章小結 231
第11章 綜合演練 232
11.1 演練目標 232
11.1.1 目標概述 232
11.1.2 程式碼編寫 233
11.2 環境搭建 237
11.2.1 準備映象 237
11.2.2 程式配置 239
11.3 專案執行 248
11.3.1 啟動容器 248
11.3.2 測試專案 249
11.4 本章小結 253
第三部分 提高篇
第12章 網路進階 254
12.1 網路實現 254
12.1.1 容器網路基礎 255
12.1.2 網路模型 257
12.2 Docker中的網路 258
12.2.1 預設網路 258
12.2.2 自定義網路 261
12.2.3 容器與外部通訊 262
12.2.4 容器間通訊 264
12.3 網路實踐 265
12.3.1 管理容器網路 265
12.3.2 容器連線網路 267
12.3.3 配置docker0網橋 269
12.3.4 自定義網橋 271
12.3.5 配置DNS 271
12.3.6 使用IPv6 273
12.4 本章小結 274
第13章 安全加固 275
13.1 深入理解Docker安全 275
13.1.1 名稱空間隔離 276
13.1.2 資源控制組 277
13.1.3 核心能力機制 277
13.2 資源使用限制 278
13.2.1 通過控制組限制 278
13.2.2 通過ulimit限制 280
13.2.3 網路訪問限制 280
13.3 校驗與監控 281
13.3.1 映象簽名 281
13.3.2 執行狀態監控 283
13.4 聯級防護 284
13.4.1 組合虛擬化 284
13.4.2 檔案系統安全 284
13.5 核心安全技術 285
13.5.1 Capability 286
13.5.2 SELinux 287
13.5.3 AppArmor 288
13.6 本章小結 289
第14章 Docker API 290
14.1 關於Docker API 290
14.1.1 通用操作介面 290
14.1.2 關於RESTful 291
14.1.3 Docker API的優勢 292
14.1.4 Docker API的分類 293
14.2 使用Docker Remote API 293
14.2.1 關於Docker Remote API 294
14.2.2 Docker Remote API的版本 299
14.2.3 通過Remote API列出容器 300
14.2.4 通過Remote API列出映象 302
14.3 使用Docker Registry API 303
14.3.1 關於Docker Registry API 304
14.3.2 Docker Registry API的主要功能 304
14.3.3 Docker Registry API的版本 305
14.3.4 通過Registry API拉取映象 306
14.3.5 通過Registry API推送映象 307
14.4 本章小結 309
第15章 管理工具 310
15.1 Docker Compose 310
15.1.1 Docker Compose簡介 311
15.1.2 安裝Docker Compose 313
15.1.3 Docker Compose配置檔案 314
15.1.4 常用的Docker Compose命令 315
15.2 Docker Machine 318
15.2.1 Docker Machine簡介 318
15.2.2 安裝Docker Machine 320
15.2.3 Docker Machine常見命令 321
15.3 Docker Swarm 322
15.3.1 Docker Swarm簡介 322
15.3.2 Docker Swarm結構 323
15.3.3 使用Docker Swarm 323
15.3.4 Docker Swarm常見命令 325
15.4 本章小結 327
第16章 Docker的技術架構 328
16.1 名稱空間 328
16.1.1 關於Linux名稱空間 328
16.1.2 名稱空間的系統呼叫 329
16.1.3 名稱空間的分類 330
16.2 控制組 332
16.2.1 關於Linux控制組 332
16.2.2 Cgroups的組成 333
16.2.3 容器與控制組 334
16.3 聯合檔案系統 336
16.3.1 關於UFS 336
16.3.2 Docker中的UFS 337
16.4 Docker Engine架構 338
16.4.1 Docker Engine的組成結構 338
16.4.2 Docker Daemon 339
16.4.3 Docker CLI 342
16.5 本章小結 344
前 言
前 言
在快速發展的網際網路領域，總在湧現引領潮流的新技術，最近幾年，Docker就成為了這些技術中的一員。Docker作為近幾年備受關注的程式部署方案，實現了程式的快速部署，為分散式等場景下的部署提供了有力的幫助。在雲端計算以及虛擬化領域，Docker這個誕生不過數年的專案，只能算是新生兒，在功能完整性和穩定性方面，都不及其他已經經受過歷史考驗的專案。但為何僅僅幾年的風光，就讓Docker成為了業界公認的優秀專案，關鍵在於Docker真正解決了分散式部署效率這一行業痛點。Docker所提供的嶄新分散式部署方案，不但像其他虛擬化方案一樣，大幅減低了部署過程中適配環境所帶來的額外工作，還充分弱化了虛擬化程式在虛擬化過程中對效能的影響，使得在Docker中執行的程式的效率能夠與直接執行在真實作業系統中的程式的效率相媲美。
不過Docker能夠受到各界追捧的原因並不僅僅在於其在部署領域帶來的變化，其受到讚譽的原因也在於它能夠打通開發、測試、運維等多個環節，為整個專案的開發流程營造統一的執行環境。由於Docker提供了非常輕量級的容器虛擬化方案，使得Docker能夠以非常低的消耗執行在系統中。這也就使得我們不僅可以使用Docker在伺服器中部署程式，也能在開發過程中利用Docker在本地系統中搭建程式執行環境。
由於Docker誕生不過數年，並且發展和迭代的速度非常快，所以其相關的教學資料比較匱乏，特別是中文文獻，相對其他發展數十年的技術來說，簡直是上少之又少。本書正是建立在幫助希望瞭解和使用Docker的讀者的基礎上，收集了與Docker相關的資料，特別是缺少中文翻譯的外文資料，集合整理成文，並與相關的案例、實踐組合搭配，給讀者提供瞭解Docker的捷徑。
本書由淺及深，從不同維度解讀和展現了Docker的概念、原理、使用方法、實踐案例以及周邊工具，不同崗位的開發者，或者是對Docker有著不同認知的開發者都能從中得到想要的知識。本書雖不能全面地闡述Docker的所有功能與特性，但系統性的知識梳理、理論與實踐相結合的方式，都為讀者瞭解和使用Docker提供了有效的幫助和指導。不論你將本書看作Docker的入門教材，還是當成提升Docker知識儲備的工具手冊，都能為你帶來不錯的效果。
因受作者水平和成書時間所限，本書難免存有疏漏和不當之處，敬請指正。
本書特色
由淺及深，適合不同知識層面的讀者
本書的內容涵蓋了Docker的基礎概念和常規使用方法，常見伺服器程式在Docker中搭建和使用的實踐，安全策略和輔助工具等知識概述，由淺入深，循序漸進，為不同的讀者準備了不同的知識盛宴。對於Docker中的重點知識，必備、常用的操作方法和策略，本書不惜筆墨，進行了充分甚至反覆的闡述和演示。而可供延展的知識點，雖然由於篇幅限制不能詳細講解，也都一一列出，供大家自行查閱，進行延伸閱讀。本書的章節脈絡清晰明確，使讀者能循序漸近地掌握Docker知識，是一本不可多得的Docker資料手冊和教材。
通俗易懂，理論與實踐結合
本書的行文中穿插了很多對Docker使用方法的展示，並提供了專門的章節演示Docker的實踐之道。通過這些操作示例的引導，避免了讀者進行紙上談兵式的閱讀，也使得章節之間的知識可以由這些演示串聯起來，能夠減少知識脫節的現象發生。而對於理論知識的說明，本書絕不是生搬硬套地進行教條式的列舉，也沒有以堆砌專有詞彙的方式簡單概括，而是通過通俗語言將晦澀的知識以生活化的方式展現出來，讓讀者，特別是Docker初學者更容易地理解Docker。
跟進時代，採取最新資料編寫
Docker是一門新興技術，也是一門快速發展的技術，僅僅誕生數年就已經迭代了數十個版本。由於Docker在迭代的過程中不斷地優化、完善、補充，所以不同版本之間所具有的功能和使用方法都存在很大的區別，所以學習Docker一定要使用新鮮的一手資料。本書在編寫的過程中，收集和參考了大量最新的材料，特別是從Docker官方檔案中提取了很多Docker最新的特性和使用方法，也從Docker的技術說明和原始碼中總結了Docker的架構邏輯。由於本書是在對這些嶄新的材料的收集彙總以及精心梳理的基礎上完成的，所以本書可以為大家學習Docker提供強有力的支援。
本書的內容及體系結構
本書主要分為三部分，分別從基礎、實踐和提高的角度向讀者介紹Docker的知識概念和使用方法。
第一部分為基礎篇，包含了第1～5章的內容。在基礎篇中，我們會講解了Docker的歷史和基本概念，介紹最常見且最基礎的Docker使用方法。
第1章 初始Docker
本章從虛擬化、容器技術的發展歷史與現狀出發，逐步引入和展示Docker這項全新的虛擬化解決方案。除了向讀者介紹Docker的組成結構以及發展歷史，我們還將比較Docker與以往的部署及虛擬化方案的不同，分析使用Docker的優勢所在，並介紹適合使用Docker的常見場景。另外，我們還將教會大家如何在常用的幾種作業系統中安裝Docker。
第2章 映象與倉庫
本章由Docker映象的概念出發，講解Docker映象的結構特點與組成形式，比較Docker映象與其他虛擬化方案中映象的異同，同時將常用的Docker映象管理方法介紹給讀者。除此之外，我們還將介紹如何使用Docker特有的映象倉庫儲存、共享和遷移映象，以及Docker官方所提供的Docker Hub映象倉庫的使用方法。
第3章 管理和使用容器
本章主要介紹了Docker的核心，也就是容器技術中容器的實現。本章將逐一談及新增、執行、停止、刪除等常用的容器操作方法，也將向讀者展示如何檢視容器的執行狀態以及如何進行到容器中操作。另外，本章也會提及如何進行容器的遷移。
第4章 資料卷與網路
本章從容器的網路資料和檔案資料的交換出發，引出和介紹了Docker提供的容器網路和資料卷這兩個模組。在有關資料卷的部分，讀者可以瞭解到資料卷的基本概念，以及如何建立或者從宿主機中掛載資料卷。在有關容器網路的部分，讀者可以瞭解到容器網路的基本知識，以及如何讓外部網路訪問到容器或者實現容器間的網路通訊。
第5章 製作映象
本章主要介紹如何根據需要，通過編寫Dockerfile構建Docker映象。在展示瞭如何將程式打包到映象中之後，我們還對Dockerfile的寫法以及可能使用到的指令進行了全方位的講解。
第二部分是實踐篇，由第6～11章的內容組成。在實踐篇中，我們將以基礎篇中所學到的知識，分別對常見的伺服器程式在Docker中的使用進行實踐。
第6章 SSH服務
本章主要展示了SSH服務在Docker容器中執行的方式，並介紹了SSH服務在Docker中所扮演的角色，還帶領讀者進行了在Docker容器中搭建SSH服務，以及構建包含SSH服務的Docker映象的實踐。
第7章 Web伺服器
本章首先簡單介紹了Web服務和能夠提供Web服務的常見程式，也分別在Docker容器中搭建了Apache、Nginx和Tomcat這幾個常見的Web服務程式，還將通過編寫Dockerfile的方式將這幾款Web服務程式封裝成Docker映象。
第8章 資料庫程式
本章對目前最受歡迎的開源關係型資料庫MySQL和非關係型資料庫MongoDB做簡單介紹，展示如何在Docker容器中使用它們，也會提及如何讓這些資料庫向外提供服務。我們還將把這幾款資料庫軟體通過Dockerfile構建成映象，方便在Docker中使用。
第9章 快取工具
本章首先提及在伺服器中使用快取工具的意義，並介紹Memcached和Redis這兩款常用作處理快取的工具。在瞭解Memcached和Redis的使用之後，我們還會將它們部署到Docker容器之中，並通過搭建程式的實踐，將這兩款程式封裝到Docker映象裡。
第10章 動態處理程式
本章主要介紹了Java、PHP、Python和Node.js這幾款常用的處理Web請求的程式，並講解了如何在Docker容器中安裝或搭建這些程式。在瞭解了這些程式在容器中安裝或搭建的過程之後，我們還將通過Dockerfile將這幾款軟體封裝成獨立的Docker映象。
第11章 綜合演練
本章在之前所進行的實踐的基礎上，將實踐過的Web服務程式、資料庫程式、快取工具和動態處理程式，通過執行它們的Docker容器進行組合，講解如何通過Docker構建和執行一套完整的Web服務體系。
第三部分是提高篇，彙總在第12～16章的內容中。在提高篇中，我們主要針對一些Docker更深入的使用方法和概念、原理進行學習和探究。
第12章 網路進階
本章在之前所介紹的Docker網路基礎概念和使用方法的基礎之上，進一步深入地介紹了Docker網路的實現方法，闡述Docker網路的底層架構以及容器網路模型的概念，對用於管理容器網路的命令，也做了專門介紹。另外，本章還向讀者介紹瞭如何進行深度定製的Docker容器網路配置和控制。
第13章 安全加固
本章從Docker的底層隔離機製出發，闡述了隔離機制是如何保證容器中程式互不幹擾的，並由此展開，談到了控制容器使用資源的方式和原理。我們還介紹瞭如何通過核心的安全機制及相關安全防護程式，來控制程式許可權以及防範可能發生的攻擊與破壞。另外，我們還將展示常用於Docker的安全策略和防護方法。
第14章 Docker API
本章主要講解Docker中最基礎也最重要的與外界溝通的方式，即Docker API。在對Docker API的實現方式與分類進行介紹之後，我們還將抽取最常用的用於管理Docker核心模組的Docker Remote API，以及用於與遠端映象倉庫映象互動的Docker Registry API進行專門地講解和示範。
第15章 管理工具
本章主要展示了Docker Compose、Docker Machine、Docker S
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