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沒什么難的Docker入門與開發(fā)實戰(zhàn)
作為引領近幾年容器虛擬化領域的技術,Docker的發(fā)展方興未艾。但由于其出現(xiàn)不過數(shù)年,關于它的資料,特別是中文資料仍然相對匱乏,導致國內許多開發(fā)者對其感到陌生。本書正是以布道Docker為理念,由淺入深地從闡述Docker的基本概念、講解常規(guī)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(xiàn)Docker所具有的魅力。
適讀人群 :運維及相關崗位人員; 軟件系統(tǒng)架構師; 廣大開發(fā)、測試工程師; 培訓機構; 從事云計算探索和研究的人員; 對新興科技,特別是Docker感興趣的愛好者。
適合不同開發(fā)者的Docker工具書!
內容全面:基礎命令、進階用法悉數(shù)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*新文檔、材料為基礎,跟進Docker演進的步伐。
在快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)領域,總在涌現(xiàn)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序部署方案,實現(xiàn)了程序的快速部署,為分布式等場景下的部署提供了有力的幫助。在云計算以及虛擬化領域,Docker這個誕生不過數(shù)年的項目,只能算是新生兒,在功能完整性和穩(wěn)定性方面,都不及其他已經(jīng)經(jīng)受過歷史考驗的項目。但為何僅僅幾年的風光,就讓Docker成為了業(yè)界公認的優(yōu)秀項目,關鍵在于Docker真正解決了分布式部署效率這一行業(yè)痛點。Docker所提供的嶄新分布式部署方案,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(huán)境所帶來的額外工作,還充分弱化了虛擬化程序在虛擬化過程中對性能的影響,使得在Docker中運行的程序的效率能夠與直接運行在真實操作系統(tǒng)中的程序的效率相媲美。
不過Docker能夠受到各界追捧的原因并不僅僅在于其在部署領域帶來的變化,其受到贊譽的原因也在于它能夠打通開發(fā)、測試、運維等多個環(huán)節(jié),為整個項目的開發(fā)流程營造統(tǒng)一的運行環(huán)境。由于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運行在系統(tǒng)中。這也就使得我們不僅可以使用Docker在服務器中部署程序,也能在開發(fā)過程中利用Docker在本地系統(tǒng)中搭建程序運行環(huán)境。
由于Docker誕生不過數(shù)年,并且發(fā)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(fā)展數(shù)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了解和使用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,并與相關的案例、實踐組合搭配,給讀者提供了解Docker的捷徑。
本書由淺及深,從不同維度解讀和展現(xiàn)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(fā)者,或者是對Docker有著不同認知的開發(fā)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(tǒng)性的知識梳理、理論與實踐相結合的方式,都為讀者了解和使用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(guī)使用方法,常見服務器程序在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。對于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,進行了充分甚至反復的闡述和演示。而可供延展的知識點,雖然由于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(jié)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,并提供了專門的章節(jié)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(jié)之間的知識可以由這些演示串聯(lián)起來,能夠減少知識脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生。而對于理論知識的說明,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匯的方式簡單概括,而是通過通俗語言將晦澀的知識以生活化的方式展現(xiàn)出來,讓讀者,特別是Docker初學者更容易地理解Docker。
跟進時代,采取最新資料編寫
Docker是一門新興技術,也是一門快速發(fā)展的技術,僅僅誕生數(shù)年就已經(jīng)迭代了數(shù)十個版本。由于Docker在迭代的過程中不斷地優(yōu)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(qū)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官方文檔中提取了很多Docker最新的特性和使用方法,也從Docker的技術說明和源代碼中總結了Docker的架構邏輯。由于本書是在對這些嶄新的材料的收集匯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提供強有力的支持。
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(fā)展歷史與現(xiàn)狀出發(fā),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(fā)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(yōu)勢所在,并介紹適合使用Docker的常見場景。另外,我們還將教會大家如何在常用的幾種操作系統(tǒng)中安裝Docker。
第2章鏡像與倉庫
本章由Docker鏡像的概念出發(fā),講解Docker鏡像的結構特點與組成形式,比較Docker鏡像與其他虛擬化方案中鏡像的異同,同時將常用的Docker鏡像管理方法介紹給讀者。除此之外,我們還將介紹如何使用Docker特有的鏡像倉庫存儲、共享和遷移鏡像,以及Docker官方所提供的DockerHub鏡像倉庫的使用方法。
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(xiàn)。本章將逐一談及新增、運行、停止、刪除等常用的容器操作方法,也將向讀者展示如何查看容器的運行狀態(tài)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章數(shù)據(jù)卷與網(wǎng)絡
本章從容器的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)的交換出發(fā),引出和介紹了Docker提供的容器網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)卷這兩個模塊。在有關數(shù)據(jù)卷的部分,讀者可以了解到數(shù)據(jù)卷的基本概念,以及如何創(chuàng)建或者從宿主機中掛載數(shù)據(jù)卷。在有關容器網(wǎng)絡的部分,讀者可以了解到容器網(wǎng)絡的基本知識,以及如何讓外部網(wǎng)絡訪問到容器或者實現(xiàn)容器間的網(wǎng)絡通信。
第5章制作鏡像
本章主要介紹如何根據(jù)需要,通過編寫Dockerfile構建Docker鏡像。在展示了如何將程序打包到鏡像中之后,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,分別對常見的服務器程序在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容器中運行的方式,并介紹了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鏡像的實踐。
第7章Web服務器
本章首先簡單介紹了Web服務和能夠提供Web服務的常見程序,也分別在Docker容器中搭建了Apache、Nginx和Tomcat這幾個常見的Web服務程序,還將通過編寫Dockerfile的方式將這幾款Web服務程序封裝成Docker鏡像。
第8章數(shù)據(jù)庫程序
本章對目前最受歡迎的開源關系型數(shù)據(jù)庫MySQL和非關系型數(shù)據(jù)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數(shù)據(jù)庫向外提供服務。我們還將把這幾款數(shù)據(jù)庫軟件通過Dockerfile構建成鏡像,方便在Docker中使用。
第9章緩存工具
本章首先提及在服務器中使用緩存工具的意義,并介紹Memcached和Redis這兩款常用作處理緩存的工具。在了解Memcached和Redis的使用之后,我們還會將它們部署到Docker容器之中,并通過搭建程序的實踐,將這兩款程序封裝到Docker鏡像里。
第10章動態(tài)處理程序
本章主要介紹了Java、PHP、Python和Node.js這幾款常用的處理Web請求的程序,并講解了如何在Docker容器中安裝或搭建這些程序。在了解了這些程序在容器中安裝或搭建的過程之后,我們還將通過Dockerfile將這幾款軟件封裝成獨立的Docker鏡像。
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服務程序、數(shù)據(jù)庫程序、緩存工具和動態(tài)處理程序,通過運行它們的Docker容器進行組合,講解如何通過Docker構建和運行一套完整的Web服務體系。
第三部分是提高篇,匯總在第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(wǎng)絡進階
本章在之前所介紹的Docker網(wǎng)絡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(wǎng)絡的實現(xiàn)方法,闡述Docker網(wǎng)絡的底層架構以及容器網(wǎng)絡模型的概念,對用于管理容器網(wǎng)絡的命令,也做了專門介紹。另外,本章還向讀者介紹了如何進行深度定制的Docker容器網(wǎng)絡配置和控制。
第13章安全加固
本章從Docker的底層隔離機制出發(fā),闡述了隔離機制是如何保證容器中程序互不干擾的,并由此展開,談到了控制容器使用資源的方式和原理。我們還介紹了如何通過內核的安全機制及相關安全防護程序,來控制程序權限以及防范可能發(fā)生的攻擊與破壞。另外,我們還將展示常用于Docker的安全策略和防護方法。
第14章DockerAPI
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DockerAPI。在對DockerAPI的實現(xiàn)方式與分類進行介紹之后,我們還將抽取最常用的用于管理Docker核心模塊的DockerRemoteAPI,以及用于與遠程鏡像倉庫鏡像交互的DockerRegistryAPI進行專門地講解和示范。
第15章管理工具
本章主要展示了DockerCompose、DockerMachine、DockerS
熊昌隆,資深架構師,Web全棧開發(fā)者,知名博主,Beaver框架作者,開源小組Funcuter的發(fā)起者,致力于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(fā)展。
設計實現(xiàn)的Beaver框架,已經(jīng)應用于千萬級系統(tǒng)的底層程序架構中。
發(fā)起組建的Funcuter開源小組,旨在聚集國內的優(yōu)秀開源項目和開發(fā)者,目前已經(jīng)擁有多個開源項目。
近年來一直致力于前沿技術的研究和推廣,希望讓更多的開發(fā)者更輕松的接觸、了解*新興科技成果,并應用于開發(fā)實踐中。
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(fā)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(tǒng)中安裝Docker 16
1.4 Docker的優(yōu)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 社區(qū)的力量 19
1.5 Docker的應用場景 20
1.5.1 超短時間部署運行 20
1.5.2 節(jié)約遷移時間 21
1.6 本章小結 21
第2章 鏡像與倉庫 22
2.1 鏡像的概念 22
2.1.1 聯(lián)合文件系統(tǒng) 22
2.1.2 Docker中的鏡像 23
2.1.3 鏡像的分層結構 24
2.1.4 鏡像的寫時復制 25
2.2 使用和管理鏡像 26
2.2.1 獲取鏡像 26
2.2.2 列出鏡像 28
2.2.3 獲得鏡像的詳細信息 28
2.2.4 刪除鏡像 31
2.2.5 鏡像的遷移 32
2.3 Docker Hub 33
2.3.1 鏡像倉庫 33
2.3.2 Docker Hub 34
2.3.3 注冊Docker Hub賬號 35
2.3.4 搜索鏡像 36
2.3.5 共享自動構建鏡像 38
2.4 搭建私有倉庫 40
2.4.1 鏡像分發(fā)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 創(chuàng)建容器 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 連接到容器 55
3.2.1 查看進程信息 56
3.2.2 查看容器信息 56
3.2.3 容器日志 62
3.2.4 銜接到容器 63
3.2.5 在容器中執(zhí)行命令 64
3.3 容器的保存與遷移 65
3.3.1 提交容器更改 65
3.3.2 容器的導入/導出 68
3.4 本章小結 70
第4章 數(shù)據(jù)卷與網(wǎng)絡 71
4.1 數(shù)據(jù)卷 71
4.1.1 關于數(shù)據(jù)卷 71
4.1.2 數(shù)據(jù)卷的特點 72
4.1.3 創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷 73
4.1.4 掛載數(shù)據(jù)卷 74
4.1.5 刪除數(shù)據(jù)卷 76
4.2 數(shù)據(jù)卷容器 77
4.2.1 關于數(shù)據(jù)卷容器 77
4.2.2 創(chuàng)建數(shù)據(jù)卷容器 78
4.2.3 連接數(shù)據(jù)卷容器 79
4.2.4 數(shù)據(jù)卷的遷移 80
4.3 網(wǎng)絡基礎 82
4.3.1 網(wǎng)絡簡介 82
4.3.2 查看網(wǎng)絡配置 83
4.4 網(wǎng)絡訪問 85
4.4.1 宿主機端口映射 85
4.4.2 容器連接 87
4.5 本章小結 90
第5章 制作鏡像 91
5.1 了解Dockerfile 91
5.1.1 Dockerfile簡介 92
5.1.2 使用Dockerfile創(chuàng)建鏡像 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(zhí)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(huán)境變量 113
5.7.2 指令解析 114
5.7.3 忽略文件 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 數(shù)據(jù)卷管理容器 121
6.1.4 使用SSH服務容器 122
6.2 構建SSH服務鏡像 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服務器 132
7.1 Web服務簡介 132
7.1.1 萬維網(wǎng)與網(wǎng)站 132
7.1.2 Web服務 133
7.1.3 Web服務程序 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鏡像 139
7.2.4 測試Apache容器 142
7.3 Nginx 143
7.3.1 關于Nginx 143
7.3.2 安裝Nginx 144
7.3.3 構建Nginx鏡像 146
7.3.4 測試Nginx鏡像 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鏡像 152
7.5 本章小結 153
第8章 數(shù)據(jù)庫程序 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鏡像 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鏡像 171
8.2.4 測試MongoDB容器 173
8.3 本章小結 176
第9章 緩存工具 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鏡像 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鏡像 193
9.2.4 測試Redis容器 195
9.3 本章小結 196
第10章 動態(tài)處理程序 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鏡像 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鏡像 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鏡像 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鏡像 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 代碼編寫 233
11.2 環(huán)境搭建 237
11.2.1 準備鏡像 237
11.2.2 程序配置 239
11.3 項目運行 248
11.3.1 啟動容器 248
11.3.2 測試項目 249
11.4 本章小結 253
第三部分 提高篇
第12章 網(wǎng)絡進階 254
12.1 網(wǎng)絡實現(xiàn) 254
12.1.1 容器網(wǎng)絡基礎 255
12.1.2 網(wǎng)絡模型 257
12.2 Docker中的網(wǎng)絡 258
12.2.1 默認網(wǎng)絡 258
12.2.2 自定義網(wǎng)絡 261
12.2.3 容器與外部通信 262
12.2.4 容器間通信 264
12.3 網(wǎng)絡實踐 265
12.3.1 管理容器網(wǎng)絡 265
12.3.2 容器連接網(wǎng)絡 267
12.3.3 配置docker0網(wǎng)橋 269
12.3.4 自定義網(wǎng)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 命名空間隔離 276
13.1.2 資源控制組 277
13.1.3 內核能力機制 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(wǎng)絡訪問限制 280
13.3 校驗與監(jiān)控 281
13.3.1 鏡像簽名 281
13.3.2 運行狀態(tài)監(jiān)控 283
13.4 聯(lián)級防護 284
13.4.1 組合虛擬化 284
13.4.2 文件系統(tǒng)安全 284
13.5 內核安全技術 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 關于Docker API 290
14.1.1 通用操作接口 290
14.1.2 關于RESTful 291
14.1.3 Docker API的優(yōu)勢 292
14.1.4 Docker API的分類 293
14.2 使用Docker Remote API 293
14.2.1 關于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列出鏡像 302
14.3 使用Docker Registry API 303
14.3.1 關于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拉取鏡像 306
14.3.5 通過Registry API推送鏡像 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配置文件 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 命名空間 328
16.1.1 關于Linux命名空間 328
16.1.2 命名空間的系統(tǒng)調用 329
16.1.3 命名空間的分類 330
16.2 控制組 332
16.2.1 關于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(lián)合文件系統(tǒng) 336
16.3.1 關于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
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