Docker是個新生的事物，概念類似虛擬化。網(wǎng)上關(guān)于Docker入門的東西已經(jīng)很多了。不過本文探討了Docker的特點、特性、原理，還介紹了具有中國特色的安裝測試過程，另外還談到了Docker的社區(qū)生態(tài)和Dockerfile，并使用Dockerfile構(gòu)建一個nginx環(huán)境。

緣起

在幾個月前聽說Docker，但是一直沒有時間去研究，前一段時間趁著azure免費試用，趕緊實驗一下，但是卡在了ubuntu基礎鏡像的下載上(由于國內(nèi)網(wǎng)絡的特殊原因)，所以也就擱淺了，這里把經(jīng)驗和體會分享一下。

Docker簡介

我覺得簡單來說，Docker就是一個應用程序執(zhí)行容器，類似虛擬機的概念。但是與虛擬化技術(shù)的不同點在于下面幾點：

1.虛擬化技術(shù)依賴物理CPU和內(nèi)存，是硬件級別的；而docker構(gòu)建在操作系統(tǒng)上，利用操作系統(tǒng)的containerization技術(shù)，所以docker甚至可以在虛擬機上運行。
2.虛擬化系統(tǒng)一般都是指操作系統(tǒng)鏡像，比較復雜，稱為“系統(tǒng)”；而docker開源而且輕量，稱為“容器”，單個容器適合部署少量應用，比如部署一個redis、一個memcached。
3.傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)使用快照來保存狀態(tài)；而docker在保存狀態(tài)上不僅更為輕便和低成本，而且引入了類似源代碼管理機制，將容器的快照歷史版本一一記錄，切換成本很低。
4.傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)在構(gòu)建系統(tǒng)的時候較為復雜，需要大量的人力；而docker可以通過Dockfile來構(gòu)建整個容器，重啟和構(gòu)建速度很快。更重要的是Dockfile可以手動編寫，這樣應用程序開發(fā)人員可以通過發(fā)布Dockfile來指導系統(tǒng)環(huán)境和依賴，這樣對于持續(xù)交付十分有利。
5.Dockerfile可以基于已經(jīng)構(gòu)建好的容器鏡像，創(chuàng)建新容器。Dockerfile可以通過社區(qū)分享和下載，有利于該技術(shù)的推廣。

Docker的主要特性如下（摘自Docker：具備一致性的自動化軟件部署)：

文件系統(tǒng)隔離：每個進程容器運行在完全獨立的根文件系統(tǒng)里。
資源隔離：可以使用cgroup為每個進程容器分配不同的系統(tǒng)資源，例如CPU和內(nèi)存。
網(wǎng)絡隔離：每個進程容器運行在自己的網(wǎng)絡命名空間里，擁有自己的虛擬接口和IP地址。
寫時復制：采用寫時復制方式創(chuàng)建根文件系統(tǒng)，這讓部署變得極其快捷，并且節(jié)省內(nèi)存和硬盤空間。
日志記錄：Docker將會收集和記錄每個進程容器的標準流（stdout/stderr/stdin），用于實時檢索或批量檢索。
變更管理：容器文件系統(tǒng)的變更可以提交到新的映像中，并可重復使用以創(chuàng)建更多的容器。無需使用模板或手動配置。
交互式Shell：Docker可以分配一個虛擬終端并關(guān)聯(lián)到任何容器的標準輸入上，例如運行一個一次性交互shell。
目前Docker正處在開發(fā)階段，官方不建議用于生產(chǎn)環(huán)境。另外，Docker是基于Ubuntu開發(fā)的，所以官方推薦將其安裝在Ubuntu的操作系統(tǒng)上，目前只能安裝在linux系統(tǒng)上。

Docker的使用入門

Docker官方的安裝指導挺詳細的。但是由于國內(nèi)的特殊情況，我這里基于這個安裝指導，給出適用于國內(nèi)開發(fā)者的入門過程?；赨buntu Precise 12.04 (LTS) (64-bit)，推薦這個版本，其他版本參考官方安裝手冊。

1、Docker的安裝
首先，Docker官方聲稱最好是運行在Linux內(nèi)核3.8以上，所以要先進行內(nèi)核升級

# install the backported kernel
sudo apt-get update
sudo apt-get install linux-image-generic-lts-raring linux-headers-generic-lts-raring

# reboot
sudo reboot

添加Docker倉庫的key：

sudo sh -c "echo deb http://mirror.yandex.ru/mirrors/docker/ docker main > /etc/apt/sources.list.d/docker.list"
sudo apt-get update

安裝Docker

sudo apt-get install lxc-docker

一般上面的步驟不會有任何問題。

2、Docker鏡像下載

Docker運行至少需要一個ubuntu的基礎鏡像，這個鏡像會在你初次嘗試執(zhí)行時自動下載，不過從國內(nèi)直接用基本上就別想了，需要使用代理。這里用Docker中文社區(qū)提供的代理。出處1,出處2。

修改/etc/default/docker文件，取消注釋http_proxy的部分：

# If you need Docker to use an HTTP proxy, it can also be specified here.
export http_proxy=http://192.241.209.203:8384/ 
經(jīng)過筆者測試，上面這個代理也不是很穩(wěn)定，可能用的人比較多吧。

可用的代理地址（持續(xù)關(guān)注中）

http://192.241.209.203:8384

然后，你就可以執(zhí)行下面的命令，測試執(zhí)行了，由于代理不是很穩(wěn)定，可能需要多嘗試幾次(淡定)：

sudo docker run -i -t ubuntu /bin/bash

下面這個截圖是我成功pull完成，并測試hello world成功(大概嘗試了3-4次)：

Docker的社區(qū)和生態(tài)

倉庫和鏡像

評估一項開源技術(shù)很大程度上需要關(guān)注它的社區(qū)和生態(tài)。Docker的生態(tài)是通過推送和拉取特定的“鏡像(image)包”來展開的。你可以從docker index上搜索需要的鏡像。也可以通過下面的命令搜索：

sudo docker search

鏡像可以看作是包含有某些軟件的容器系統(tǒng)，比如ubuntu就是一個官方的基礎鏡像，很多鏡像都是基于這個鏡像“衍生”，該鏡像包含基本的ubuntu系統(tǒng)。再比如，hipache是一個官方的鏡像容器，運行后可以支持http和websocket的代理服務，而這個鏡像本身又基于ubuntu。

通過pull來拉取鏡像，將鏡像下載到本地，比如

sudo docker pull hipache

通過images查看現(xiàn)在有哪些鏡像：

sudo docker images

REPOSITORY   TAG     IMAGE ID   CREATED    VIRTUAL SIZE
ubuntu    13.10    9f676bd305a4  6 weeks ago   178 MB
ubuntu    saucy    9f676bd305a4  6 weeks ago   178 MB
ubuntu    13.04    eb601b8965b8  6 weeks ago   166.5 MB
ubuntu    raring    eb601b8965b8  6 weeks ago   166.5 MB
ubuntu    12.10    5ac751e8d623  6 weeks ago   161 MB
ubuntu    quantal    5ac751e8d623  6 weeks ago   161 MB
ubuntu    10.04    9cc9ea5ea540  6 weeks ago   180.8 MB
ubuntu    lucid    9cc9ea5ea540  6 weeks ago   180.8 MB
ubuntu    12.04    9cd978db300e  6 weeks ago   204.4 MB
ubuntu    latest    9cd978db300e  6 weeks ago   204.4 MB
ubuntu    precise    9cd978db300e  6 weeks ago   204.4 MB

上面的都是鏡像，都從屬于ubuntu倉庫（一般倉庫名應該是username/repository格式，如果是直接以repository作為倉庫名的，是指官方發(fā)布的倉庫）。我們拉取ubuntu的時候，實際上是把倉庫里的鏡像都拉下來了。每個鏡像都有一個唯一的IMAGE ID，和一個易于記憶的TAG，可以通過IMAGE ID的前幾位或者repository:TAG來標識一個鏡像。

Dockerfile和通過Dockerfile來構(gòu)建Nginx容器
除了pull，鏡像也可以通過"編譯"得到，這里的"編譯"是指一種構(gòu)建行為，通過手動編寫或者從github獲取Dockerfile來構(gòu)建一個鏡像。可以把Dockerfile看成是一個腳本，這個腳本會在容器每次啟動時執(zhí)行。一般在Dockerfile里面需要編寫基礎軟件的安裝腳本和配置腳本。下面這個Dockerfile是個例子：

#
# Ubuntu Dockerfile
#
# https://github.com/dockerfile/ubuntu
#

# Pull base image.
FROM ubuntu:12.10

# Update OS.
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu quantal main universe multiverse" > /etc/apt/sources.list
RUN apt-get update
RUN apt-get upgrade -y

# Install basic packages.
RUN apt-get install -y software-properties-common
RUN apt-get install -y curl git htop unzip vim wget

# Add files.
ADD root/.bashrc /root/.bashrc
ADD root/.gitconfig /root/.gitconfig
ADD root/scripts /root/scripts

# Set working directory.
ENV HOME /root
WORKDIR /root

FROM指令表示這次構(gòu)建需要基于ubuntu倉庫的12.10這個TAG的鏡像，如果本地不存在這個鏡像的話，會自動下載鏡像。鏡像實際上就是編譯好的結(jié)果。向上面這個Dockerfile，在原始ubuntu的基礎上安裝了很多常用的軟件。

docker官方有Dockerfile的教程:https://www.docker.com/what-docker

實踐

首先確保你已經(jīng)完成上面的安裝步驟，并拉取到基礎鏡像ubuntu:12.10。

現(xiàn)在我們用上面的Dockerfile來構(gòu)建這個倉庫(上面的Dockerfile實際上是github dockerfile項目的基本倉庫dockerfile/ubuntu，所下面的命令直接從github下載Dockerfile來構(gòu)建)

下面是最后構(gòu)建成功時的輸出：

...
Processing triggers for ureadahead ...
 ---> 0a4392cf8e2d
Step 6 : ADD root/.bashrc /root/.bashrc
 ---> b0e86f348c09
Step 7 : ADD root/.gitconfig /root/.gitconfig
 ---> e2a9c001d457
Step 8 : ADD root/scripts /root/scripts
 ---> 678febabdbdc
Step 9 : ENV HOME /root
 ---> Running in c4afef311cf1
 ---> eaa3ae3277a8
Step 10 : WORKDIR /root
 ---> Running in d50c273c75b8
 ---> c9ecf5bc3227
Successfully built c9ecf5bc3227
Removing intermediate container 1a3d1f794c49
Removing intermediate container 9f72df8abb63
Removing intermediate container 5694d1e3e77e
Removing intermediate container 6a184821f89c
Removing intermediate container 8195bd05fc36
Removing intermediate container d50c273c75b8
Removing intermediate container 70de07353ecf
Removing intermediate container 73e3f6204613
Removing intermediate container 5dd948415981
Removing intermediate container c4afef311cf1

此時會多出一個倉庫：

sudo docker images
REPOSITORY   TAG     IMAGE ID   CREATED    VIRTUAL SIZE
dockerfile/ubuntu latest    c9ecf5bc3227  About a minute ago 294.2 MB
...

現(xiàn)在我們可以來構(gòu)建dockerfile/nginx了(當然，從一開始你就可以直接pull這個鏡像)

sudo docker build -t="dockerfile/nginx" github.com/dockerfile/nginx

完成后，會看到編譯好的鏡像：

sudo docker images
REPOSITORY   TAG     IMAGE ID   CREATED    VIRTUAL SIZE
dockerfile/nginx latest    68508350c656  About a minute ago 308.3 MB
dockerfile/ubuntu latest    c9ecf5bc3227  16 minutes ago  294.2 MB
...

現(xiàn)在是時候看到真正的效果了！用下面這個命令運行容器：

sudo docker run -d -p 80:80 dockerfile/nginx

這個命令會以daemon的方式運行容器，通過下面命令查看正在運行的容器：

sudo docker ps
CONTAINER ID  IMAGE      COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES
98c474a7dd6a  dockerfile/nginx:latest nginx    6 seconds ago  Up 6 seconds  0.0.0.0:80->80/tcp trusting_hawking

訪問你主機的80端口，可以看到nginx的歡迎頁面了！這時，我們來看看本機的進程sudo ps -ef：

root  1428 952 0 15:19 ?  00:00:00 nginx: master process nginx
root  1429 417 0 15:19 ?  00:00:00 /sbin/udevd --daemon
www-data 1441 1428 0 15:19 ?  00:00:00 nginx: worker process
www-data 1442 1428 0 15:19 ?  00:00:00 nginx: worker process
www-data 1443 1428 0 15:19 ?  00:00:00 nginx: worker process
www-data 1444 1428 0 15:19 ?  00:00:00 nginx: worker process

似乎有些接近事物的本質(zhì)了！nginx的進程實際上是在本機上的，這意味著，容器中程序的執(zhí)行仍然是使用本機操作系統(tǒng)的，容器并不自己構(gòu)建操作系統(tǒng)，而是以某種隔離的方式依賴本機操作系統(tǒng)工作。這就是Docker和虛擬機的本質(zhì)區(qū)別。

你可以像下面這樣，將本機的目錄映射給這個"nginx容器"。<sites-enabled-dir>目錄下應該有nginx的配置文件片段

PS：這步筆者沒有成功，日志路徑是可以map的，但是sites-enable-dir中的配置始終不行。繼續(xù)診斷中。
鏡像的共享與Dockfile的分發(fā)
可以共享你的鏡像和用來構(gòu)建的Dockfile分享給社區(qū)：

Docker index是官方的鏡像目錄，可以從里面得到大量的預編譯好的鏡像
Dockerfile Project一個托管Dockerfile的倉庫集合

原理
總的來說Docker的核心技術(shù)如下：

命名空間
AUFS(advanced multi layered unification filesystem)
cgroup

由于本人才疏學淺，有興趣的朋友可以擴展閱讀一下，一定會對Docker有更深刻的認識的。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。