循序渐进学Docker

本书由腾讯公司的Docker技术团队负责撰写，从技术实力和实践经验上来看，在靠前都是很不错的。全书共分四部分：第壹部分，基础篇（靠前~4章）介绍Docke的基础知识及原理；第二部分，不错篇（第5~9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等内容；第三部分，案例篇（靠前0~13章）通过对3个不同编排技术实现的Docker服务案例讲解，帮助读者掌握如何搭建一个完整的平台；第四部分，源码探索篇（靠前4章）介绍了Docker的源码结构和如何修改及编译Docker，为读者更深入学习研究Docker提供了一种新思路。

李金榜(JinbangLi)资历运维开发专家，写作本书时就职于腾讯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。

前言
第一部分基础篇
第1章全面认识Docker2
1.1Docker是什么2
1.1.1Docker的由来2
1.1.2Docker为什么这么火4
1.1.3Docker究竟是什么6
1.2Docker的结构与特性8
1.2.1Docker构成8
1.2.2Docker化应用的存在形式10
1.2.3Docker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
1.3.3Github版的应用部署解决方案18
1.3.4Docker应用场景19
1.3.5Docker可以解决哪些痛点21
1.3.6Docker的使用成本22
1.4本章小结23
第2章初步体验Docker24
2.1Windows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
3.1Docker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
4.1Docker的基本概念和常用操作指令45
4.1.1Docker三大基础组件46
4.1.2常用的Docker指令47
4.1.3Docker的组织结构49
4.210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
5.2.1DockerCompose67
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
6.2Dockerfile78
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
7.3.1Nginx安装与配置92
7.3.2SSL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
8.1Docker网络98
8.1.1Docker的通信方式98
8.1.2网络配置100
8.2Docker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
8.3Docker存储驱动108
8.3.1Docker存储驱动历史108
8.3.2Dockeroverlayfsdriver109
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
9.2GitLab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
10.1Swarmkit核心设计123
10.2Swarmkit集群搭建124
10.2.1创建Manager节点125
10.2.2创建Worker节点126
10.3Swarmkit基本功能127
10.3.1service创建与删除127
10.3.2service扩容与缩容128
10.3.3service灰度升级128
10.3.4service网络配置、域名解析和负载均衡129
10.3.5Swarmkit节点管理131
10.3.6Manager节点和Worker节点角色切换133
10.4Swarmkit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
11.1Docker插件工作机制138
11.1.1Docker插件接口138
11.1.2插件发现机制139
11.1.3JSON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
11.1.6API格式141
11.2Dockervolume插件开发141
11.2.1cgroupfs使用方法和工作原理142
11.2.2dockervolume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
12.3Clip名字服务153
12.4Clip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
13.1Etcd实践159
13.1.1安装Etcd160
13.1.2使用方法160
13.2Cadvisor实践164
13.2.1安装Cadvisor164
13.2.2CadvisorAPI165
13.3Kubernetes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
13.3.4API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
14.3.2Etcd配置186
14.3.3Confd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
15.3Docker的VXLAN实现204
15.3.1VXLAN帧结构205
15.3.2Docker内部实现205
15.3.3LinuxVXLAN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
16.1Docker源码目录结构214
16.2源码编译Docker219
16.2.1修改Dockerfile220
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?Preface为什么要写这本书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、Red Hat、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，开始谋划这本书籍。
    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，最终形成了本书的初稿，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。
    本书的初衷是将研究、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本书本书分为四部分：
    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Docker Swarm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，感谢本书的所有作者，在大家的努力下终于促成了这本书的合作与出版。
    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。