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                应用Docker构建开辟情况

                2015-07-07 11:36泉源:中国存储网
                导读:Docker是什么,怎样应用Docker来搭建本人的开辟情况(本文次要是面向Mac OS X),以及时期所遇到的一些坑息争决方案。

                本文作者分享了本人在任务中对Docker的学习及运用经历

                近来打仗PAAS相干的知识,在研发进程中开端运用Docker搭建了本人完好的开辟情况,觉得生存在PAAS期间的顺序员真是幸福,本文会扼要引见下Docker是什么,怎样应用Docker来搭建本人的开辟情况(本文次要是面向Mac OS X),以及时期所遇到的一些坑息争决方案。(本文会要求你对PAAS、LXC、CGroup、AUFS有肯定的理解根底,请自行Google )

                大配景–假造化技能汗青

                盘算机假造化技能由来已久,从硬件仿真到全假造化,再到准假造化和操纵零碎假造化,种种技能袍笏登场,品种单一,说真实的有点眼花纷乱和庞大;但用户的中心诉求不断是比拟复杂的,低落信息技能(IT)的运营本钱,进步资源应用率,进步平安性和牢靠性等等;虽说用户的中心诉求比拟复杂,但每个期间的需求场景倒是差别的。在大型机期间,假造化技能被用来支持多个用户可以同时运用大型机,在x86架构期间,随着企业效劳的大范围摆设,假造化技能次要是用来进步企业资源的应用率,而现现在,随着云盘算期间的到来,人们对使用的平安性、断绝性越来越高,关于摆设的规范化以及假造机的功能要求越来越高。现现在,一种叫Linux容器的假造化技能逐步失掉普遍的使用,它的长处有很多,本文纷歧一赘述,有太多的文章可以参考。

                什么是Docker?

                docker的英文本意是船埠工人,也便是搬运工,这种搬运工搬运的是集装箱(Container),集装箱外面装的可不是商品货品,而是恣意范例的App,Docker把App(叫Payload)装在Container内,经过Linux Container技能的包装将App酿成一种规范化的、可移植的、自办理的组件,这种组件可以在你的latop上开辟、调试、运转,终极十分方便和分歧地运转在production情况下。

                Docker的中心底层技能是LXC(Linux Container),Docker在其下面加了薄薄的一层,添加了很多有效的功用。这篇stackoverflow上的题目和答案很好地解释了Docker和LXC的区别,可以让你更好的理解什么是Docker, 复杂翻译下便是以下几点:

                • Docker提供了一种可移植的设置装备摆设规范化机制,容许你分歧性地在差别的呆板上运转统一个Container;而LXC自身能够由于差别呆板的差别设置装备摆设而无法方便地移植运转;
                • Docker以App为中央,为使用的摆设做了许多优化,而LXC的协助剧本次要是聚焦于怎样呆板启动地更快和耗更少的内存;
                • Docker为App提供了一种主动化构建机制(Dockerfile),包罗打包,根底设备依赖办理和装置等等;
                • Docker提供了一品种似git的Container版本化的机制,容许你对你创立过的容器停止版本办理,依托这种机制,你还可以下载他人创立的Container,乃至像git那样停止兼并;
                • Docker Container是可重用的,依赖于版本化机制,你很容易重用他人的Container(叫Image),作为根底版本停止扩展;
                • Docker Container是可共享的,有点相似github一样,Docker有本人的INDEX,你可以创立本人的Docker用户并上传和下载Docker Image;
                • Docker提供了许多的东西链,构成了一个生态零碎;这些东西的目的是主动化、特性化和集成化,包罗对PAAS平台的支持等;

                那么Docker有什么用呢?关于运维来说,Docker提供了一种可移植的规范化摆设进程,使得范围化、主动化、异构化的摆设成为能够乃至是轻松复杂的事变;而关于开辟者来说,Docker提供了一种开辟情况的办理办法,包罗映像、构建、共享等功用,然后者是本文的主题。

                Docker的装置和组成

                Docker官方自身提供了十分详细的装置教程,这里不说详细的装置进程,请参考Docker装置(Mac零碎),紧张的是描绘下原理和装置完成后的构造,好对Docker更好的理解。 由于LXC自身不支持Mac内核,因而需求跑一个VirtualBox假造机(TinyCoreLinux)来装置,幸亏Docker社区提供了一个十分方便的东西boot2docker(实在便是一个VBoxManage的包装shell剧本),用于装置Mac下的整个Docker情况。详细的构造如下:

                应用Docker构建开辟情况

                如图所示,装置完成后,详细状况如下:

                • 在Mac的home目次~/.boot2docker下创立了假造机所需求的文件,此中boot2docker.iso是假造机映像,这是一个由CD-ROM引导的TinyCoreLinux零碎;而boot2docker-vm.vmdk文件则是你的假造机磁盘,你一切的耐久化数据都寄存在这里,包罗docker创立的lxc容器等文件。
                • 在Mac下,docker被分为客户端docker-client和效劳端docker-daemon两局部,假如是在linux(比方ubuntu),实践上则是统一个可实行文件同时充任客户端和效劳端。docker-daemon可以监听unix scoket,也可以在tcp socket(默许端口为4234),docker-client会经过一个叫DOCKER_HOST的情况变量读取效劳地点和端口,因而你应该在你的bash_profile文件外面添加这么一行:

                   

                   

                docker-daemon跑在假造机上,这个顺序实践上便是接纳docker-client发送过去的音讯下令,创立、启动和烧毁lxc容器,以及docker自身的版本办理、映像存储等等 运转你的第一个docker容器 装置完成后,就差未几可以开端创立和运转docker容器了,在这之前,你起首得下载一个Image,什么是Image?我们先来理解docker的2个根底观点:Image和Container。

                Container和Image 在Docker的天下里,Image是指一个只读的层(Layer),这里的层是AUFS里的观点,最直观的方法便是看一下docker官方给出的图:

                应用Docker构建开辟情况

                Docker运用了一种叫AUFS的文件零碎,这种文件零碎可以让你一层一层地叠加修正你的文件,最底下的文件零碎是只读的,假如需求修正文件,AUFS会添加一个可写的层(Layer),如许有许多益处,比方差别的Container可以共享底层的只读文件零碎(统一个Kernel),使得你可以跑N多个Container而不至于你的硬盘被挤爆了!这个只读的层便是Image!而如你所看到的,一个可写的层便是Container。

                那Image和Container的区别是什么?很复杂,他们的区别仅仅是一个是只读的层,一个是可写的层,你可以运用docker commit 下令,将你的Container酿成一个Image,也便是提交你所运转的Container的修正内容,酿成一个新的只读的Image,这十分相似于git commit下令,觉得真棒!

                实践上这便是Docker对Container映像的版本办理基石,AUFS文件零碎真实是太美好了,更多细节可以参考DotCloud的这篇文章。

                运转和加入

                在理解了Image和Container的观点后,我们可以开端下载一个Image,Docker的益处便是提供了一个相似github的Image堆栈办理,你可以十分方便pull他人的Image上去运转,比方,我们可以下载一个ubuntu Image:

                 

                 

                这里的13.10是一个Tag,相似于git的tag,这里的tag可以为你订定一个ubuntu的版本。下载完成后,实行docker images下令可以列出你曾经下载或许本人构建的image:(请容许我运用心爱的马赛克 :) )

                应用Docker构建开辟情况

                你可以看到ubuntu:13.10的巨细为178MB,以及它的IMAGE ID。 如今我们开端运转一个Container,下令很复杂,比方我们想运转一个实行Shell终真个Container:

                应用Docker构建开辟情况

                如你看到的,你曾经进入到一个Shell外面,可以实行你想实行的任何下令,就和在ubuntu外面一样,出来后默许是在根目次/下,可以看到经典的unix/linux目次构造,以及你所运转的bash版本等信息。你可以给你的Container定一个名字,经过–name选项,比方这里定名了shell,日后你就可以间接用这个名字援用Contanier。

                加入一个Container也很复杂,你间接exit就好了。 其他更多的下令这里不做赘述,由于官方的文档曾经十分片面,这里只是给一个直观的开端印象。上面进入主题。

                应用Docker搭建开辟情况

                我们先看看顺序员在搭建开辟情况时遇到的一些题目:

                • 软件装置费事,比方许多公司都运用redhat,普通开辟职员又不给root,装置一个nginx或许是mysql都得本人下载编译装置 权限题目,没有root,一些软件无法运转,比方dnsmasq;
                • 没有root,无法修正hosts,无法netstat -nptl,无法tcpdump,无法iptable
                • 断绝性差,比方差别的开辟职员假如在统一台主机情况下共享开辟,固然是用户断绝,但端口假如不标准能够会抵触;统一个Mysql假如权限办理欠好很有能够误删他人的数据
                • 可移植性差,比方和消费情况纷歧致,开辟职员之间也无法共享;更严峻的状况是当有新人入职时,通常需求又折腾一遍开辟情况,无法疾速搭建

                这些题目可以经过在当地搭建假造机来处理,但假造机是一个很轻巧的处理方案,Docker是一个十分轻量级的方案,并且还拥有假造机没有的一些功用,比方规范化Image,Image共享等,更紧张的是,应用Docker,你可以运转十分多的容器,在你的Mac下搭建一个散布式的开辟情况基本不是什么大的题目,并且对内存、磁盘和cpu的耗费相比传统的假造秘密低很多,这些都要归功于AUFS和LXC这两大神奇的技能。

                构建根底Image

                想要搭建一个节流磁盘空间和扩展性精良的开辟情况,最紧张的第一步便是构建一个根底性的Image,比方你的次要开辟言语是Ruby,那么你一定需求一个曾经装置好以下东西的根底Image:

                • ruby
                • bundler
                • gem

                然后在此根底上,你可以扩展这个根底的Image(上面叫base)为差别的开辟情况,比方rails,或许是nats。固然,你的这个base也可以从他人的Image扩展而来,还记得我们方才pull上去的ubuntu:13.10这个Image吗?你可以从这个Image扩睁开始构建你的base,怎样做呢?Docker提供了一种规范化的DSL方法,你只需求编写一个Dockerfile,运转docker build指令,就可以构建你本人的Image,这有点像Makefile和make下令一样,只是各人要构建的内容和构建言语差别。

                Dockerfile的语法请参考Dockerfile Reference,这里给出下面提到的Ruby开辟的base Dockerfile示例:

                 

                 

                这里只用到了很复杂的2个指令:FROM和RUN,FROM指定了我们要扩展的Image,RUN指定我们要运转的下令,这里是装置ruby,gem、bundler等软件。写好Dockerfile后,运转以下指令就可以创立你的base image了:

                 

                 

                -t 选项是你要构建的base image的tag,就比如ubuntu:13.10一样 –rm 选项是通知Docker在构建完成后删除暂时的Container,Dockerfile的每一行指令都市创立一个暂时的Container,普通你是不需求这些暂时天生的Container的 如你所想,我们可以像运转ubuntu:13.10那样运转我们的base了:

                 

                 

                这里我们运用dev:base这个Image运转了一个irb表明器(Ruby的交互式表明器)。 在构建完base之后,你可以依样画葫芦构建你的rails情况,很复杂,只需求FROM dev:base,然后RUN装置你的rails组件就可以了,不再赘述。终极你能够构建的开辟情况是如许的:

                应用Docker构建开辟情况

                如上图所示,base和service都是从ubutnu:13.10承继而来,他们作为差别的根底开辟情况,base是ruby开辟情况(大概定名为dev:ruby更为适宜?),而service是一些根底数据效劳,比方mysql,memcache,我发起将这些第三方组件会合在一个Container中,由于他们的情况不常常修正,可以作为一种底层效劳Container运转,除非你需求构建散布式的效劳,比方memcache集群,那可以持续拆分。

                指定Image入口

                当你构建完你的base Image和其他使用的Image之后,你就可以启动这些Image了,还记得后面我们给出的运转下令吗?

                 

                 

                这里我们运转了一个bash,如许你就可以在shell外面实行你所想要实行的任何下令了,但是我们偶然候并不想每次都启动一个shell,接着再在shell外面启动我们的顺序,比方一个mysql,而是想一启动一个容器,mysql效劳就主动运转了,这很复杂,Dockerfile提供了CMD和ENTRYPOINT这2个指令,容许你指定一个Image启动时的默许下令。CMD和ENTRYPOINT的区别是CMD的参数可以由docker run指令指定的参数掩盖,而ENTRYPOINT则不行以。比方我们想运转一个memcached效劳,可以这么写Dockerfile:

                 

                 

                或许可以这么写:

                 

                 

                留意不要把memcached启动为背景历程,即加上-d选项,不然docker启动的container会立刻stop失,这点我也以为比拟不测。 接着我们build这个Image:

                 

                 

                如许,当你build完你的Image后,你可以间接将该Image运转为一个容器,它会主动启动mysql效劳:

                 

                 

                留意运用-d (detach) 选项,如许这个container就会作为背景历程运转了,接着你可以运用docker ps下令检查能否有在运转。

                磁盘映射

                大局部时分你会需求把你host主机(宿主)上的目次映射到Container外面,如许你就十分方便地在host主机上编辑代码,然后间接就可以在Container外面运转它们,而不必手动copy到Container外面再重启Container。按理将host的目次映射到guest(指Container)上应该是一件很容易的事变,就仿佛VMWare那样,但惋惜的是,由于Mac上的Docker多了一层假造机,因而多了一层周折,你必需先VM上的目次经过sshfs mount到host(指Mac)上,然后再将你的目次或文件copy到这个mount的目次,再将VM上的这个目次映射到Container里,听起来比拟拗口,画个图会明晰许多。

                应用Docker构建开辟情况

                如上图所示,VM外面的/mnt/sda1/dev/目次(你需求本人创立)经过sshfs下令mount到了host主机(Mac)的~/workspace/dev/目次 ,而VM里的/mnt/sda1/dev/目次又被映射到了Container的/src/目次下,如许你就可以在Container外面的/src/目次下拜访你的host文件了。详细怎样做呢?起首你需求装置sshfs下令,然后将VM的password写到一个文件中,比方~/.boot2docker/b2d-passwd,在用sshfs下令mount起VM的/mnt/sda1/dev目次:

                 

                 

                接着你在run一个Container的时分需求经过-v选项来将/mnt/sda1/dev/映射到/src目次:

                 

                 

                如许你就可以在你的Container的/src目次下看到你host里的文件了。 磁盘映射另有2个中央需求留意:

                • 你的文件实践上是存储在VM外面的,也便是说你需求将你的目次或许文件copy到VM外面,你sshfs之后,便是copy到~/workspace/dev目次下
                • 万万不要sshfs mount非/mnt/sda1下的目次,由于VM外面跑的是TinyCoreLinux,这个OS的rootfs是暂时性的(放在内存的,实践上便是boot2docker.iso文件外面的一个rootfs),因而其根目次/下的工具(包罗/home)基本不会耐久化,只要/mnt/sda1这个目次下的才干耐久化。假如你放在/home目次下,只需VM一重启,就会丧失的,/mnt/sda1则不会,实践上便是谁人~/.boot2docker-vm.vmdk文件挂载到了/mnt/sda1目次下

                端口映射

                和磁盘映射一样,你偶然候会需求将Container的端口映射到host主机上,异样蛋疼的是,由于多了一层VM,端口映射也显得比拟费事。起首你需求设置VirtualBox的端口映射,然后再将Container的端口映射到你的VM外面:

                应用Docker构建开辟情况

                详细是这么做的,经过2条下令:

                 

                 

                也便是说在docker run的时分经过-p选项指定要映射的端口到VM,而boot2docker ssh下令则是将VM的8000端口映射到了host(Mac)的8000端口,如许你就可以经过Mac的localhost:8000拜访Container的8000端口了。 实在,有另一种处理方案便是你不必映射到host(Mac),而是间接登录到VM外面停止拜访就好了,boot2docker ssh就可以登录到VM,如许就相似于你的host是ubuntu,但这种处理方案的题目是这个ubuntu太弱了(TinyCoreLinux),假如你在这个ubuntu外面开辟代码,或许是运转阅读器,黑白常蛋疼的事变,要害照旧这个ubuntu是每次重启都市恢复的!以是我发起照旧做多一层映射好了。 最初,实践上在VM外面,你是可以间接拜访一切的Container的端口的,由于VM到Container的网络都是桥接的。

                其他的一些坑

                在运用的进程中,还遇到一些不少的坑:

                1. /etc/hosts文件无法修正,如许你就不克不及本人做域名剖析
                2. VM的零碎工夫是UTC +0000的,并且貌似无法修正
                3. Container的IP无法指定为静态IP,因而每次重启Container时,IP能够会变革

                第1个题目的处理方案是经过装置dnsmasq软件来做域名剖析:

                 

                 

                第2个题目的处理方案就略微费事些,最少我没有找到更好的处理方案,我是将boot2docker.iso文件重新制造一次来处理这个题目的:

                 

                 

                第三个题目临时无法处理(能够需求编辑底层的LXC设置装备摆设文件)。

                docker的限定以及后续的一些想法

                docker实在照旧有一些限定的:

                • 要求你的情况是Linux的,并且内核必需很新(>= 2.6.27 (29)),这实在是LXC自身的限定,和docker有关
                • docker的Container现在host是不克不及修正的,固然有处理方案(dnsmasq)
                • docker的Container也临时无法指定静态IP

                用docker作为开辟情况乃至是消费情况实在另有许多中央值得实验:

                • 在团队外部构建当地的堆栈,规范化一切的开辟情况,使得团队的新人可以疾速上手
                • 在消费情况摆设docker,这实在是PAAS的假造化和主动化的一种方法,应用LXC和Docker可以更便捷地施行PAAS
                • 实验用docker做散布式集群模仿和测试,本钱会愈加昂贵,愈加容器维护
                • (原文地点http://tech.uc.cn/?p=2726
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