Docker进阶与实战
序
前 言
第1章 Docker简介 1
1.1 引言 1
1.1.1 Docker的历史和发展 1
1.1.2 Docker的架构介绍 2
1.2 功能和组件 3
1.2.1 Docker客户端 3
1.2.2 Docker daemon 3
1.2.3 Docker容器 3
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前 言
第1章 Docker简介 1
1.1 引言 1
1.1.1 Docker的历史和发展 1
1.1.2 Docker的架构介绍 2
1.2 功能和组件 3
1.2.1 Docker客户端 3
1.2.2 Docker daemon 3
1.2.3 Docker容器 3
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华为Docker实践小组，致力于容器技术探索，结合华为CT/IT/Mobile等应用场景，重点在容器引擎、仓库、网络和卷存储等多领域攻关；同时该团队遵循开源精神，将开发过程中的诸多价值特性同步贡献到Docker社区中，目前在Docker社区贡献中全球排名稳居前三，国内排名前茅。
本书由一个真正钻研容器技术的团队写作，他们不仅仅是在使用Docker，更多的是在探索容器的未来之路，希望把“代码与产品，理论与实践”完美结合。本书内容从Docker的来源、镜像、仓库、安全、网络、卷存储，到生态、测试及社区贡献都有涉猎。无论你是入门级，还是已经有了较深的功底，这本书都会带你踏上新的台阶——正所谓“进阶”。
序
前 言
第1章 Docker简介 1
1.1 引言 1
1.1.1 Docker的历史和发展 1
1.1.2 Docker的架构介绍 2
1.2 功能和组件 3
1.2.1 Docker客户端 3
1.2.2 Docker daemon 3
1.2.3 Docker容器 3
1.2.4 Docker镜像 4
1.2.5 Registry 4
1.3 安装和使用 5
1.3.1 Docker的安装 5
1.3.2 Docker的使用 6
1.4 概念澄清 8
1.4.1 Docker在LXC基础上做了什么工作 8
1.4.2 Docker容器和虚拟机之间有什么不同 9
1.5 本章小结 10
第2章 关于容器技术 11
2.1 容器技术的前世今生 11
2.1.1 关于容器技术 11
2.1.2 容器技术的历史 12
2.2 一分钟理解容器 14
2.2.1 容器的组成 14
2.2.2 容器的创建原理 15
2.3 Cgroup介绍 16
2.3.1 Cgroup是什么 16
2.3.2 Cgroup的接口和使用 17
2.3.3 Cgroup子系统介绍 18
2.4 Namespace介绍 20
2.4.1 Namespace是什么 20
2.4.2 Namespace的接口和使用 21
2.4.3 各个Namespace介绍 22
2.5 容器造就Docker 26
2.6 本章小结 27
第3章 理解Docker镜像 28
3.1 Docker image概念介绍 28
3.2 使用Docker image 29
3.2.1 列出本机的镜像 29
3.2.2 Build：创建一个镜像 31
3.2.3 Ship：传输一个镜像 32
3.2.4 Run：以image为模板启动一个容器 32
3.3 Docker image的组织结构 33
3.3.1 数据的内容 33
3.3.2 数据的组织 35
3.4 Docker image扩展知识 37
3.4.1 联合挂载 37
3.4.2 写时复制 37
3.4.3 Git式管理 40
3.5 本章小结 40
第4章 仓库进阶 41
4.1 什么是仓库 41
4.1.1 仓库的组成 41
4.1.2 仓库镜像 42
4.2 再看Docker Hub 43
4.2.1 Docker Hub的优点 43
4.2.2 网页分布 44
4.2.3 账户管理系统 46
4.3 仓库服务 49
4.3.1 Registry功能和架构 49
4.3.2 Registry API 50
4.3.3 Registry API传输过程分析 53
4.3.4 鉴权机制 57
4.4 部署私有仓库 61
4.4.1 运行私有服务 61
4.4.2 构建反向代理 61
4.5 Index及仓库高级功能 64
4.5.1 Index的作用和组成 64
4.5.2 控制单元 65
4.5.3 鉴权模块 66
4.5.4 数据库 67
4.5.5 高级功能 68
4.5.6 Index客户端界面 69
4.6 本章小结 69
第5章 Docker网络 71
5.1 Docker网络现状 71
5.2 基本网络配置 73
5.2.1 Docker网络初探 73
5.2.2 Docker网络相关参数 80
5.3 高级网络配置 85
5.3.1 容器跨主机多子网方案 85
5.3.2 容器跨主机多子网配置方法 86
5.4 网络解决方案进阶 90
5.4.1 Weave 90
5.4.2 Flannel 91
5.4.3 SocketPlane 94
5.5 本章小结 98
第6章 容器卷管理 99
6.1 Docker卷管理基础 99
6.1.1 增加新数据卷 99
6.1.2 将主机目录挂载为数据卷 100
6.1.3 创建数据卷容器 100
6.1.4 数据卷的备份、转储和迁移 101
6.1.5 Docker卷管理的问题 101
6.2 使用卷插件 102
6.2.1 卷插件简介 102
6.2.2 卷插件的使用 102
6.3 卷插件剖析 103
6.3.1 卷插件工作原理 104
6.3.2 卷插件API接口 105
6.3.3 插件发现机制 105
6.4 已有的卷插件 106
6.5 本章小结 107
第7章 Docker API 108
7.1 关于 Docker API 108
7.1.1 REST 简介 108
7.1.2 Docker API 初探 109
7.1.3 Docker API 种类 110
7.2 RESTful API应用示例 110
7.2.1 前期准备 111
7.2.2 Docker API的基本示例 116
7.3 API的高级应用 123
7.3.1 场景概述 123
7.3.2 场景实现 124
7.4 本章小结 131
第8章 Docker安全 132
8.1 深入理解Docker的安全 132
8.1.1 Docker的安全性 132
8.1.2 Docker容器的安全性 132
8.2 安全策略 133
8.2.1 Cgroup 133
8.2.2 ulimit 135
8.2.3 容器组网 135
8.2.4 容器+全虚拟化 136
8.2.5 镜像签名 136
8.2.6 日志审计 136
8.2.7 监控 137
8.2.8 文件系统级防护 137
8.2.9 capability 137
8.2.10 SELinux 138
8.2.11 AppArmor 142
8.2.12 Seccomp 144
8.2.13 grsecurity 145
8.2.14 几个与Docker安全相关的项目 146
8.3 安全加固 146
8.3.1 主机逃逸 147
8.3.2 安全加固之capability 150
8.3.3 安全加固之SELinux 151
8.3.4 安全加固之AppArmor 152
8.4 Docker安全遗留问题 153
8.4.1 User Namespace 153
8.4.2 非root运行Docker daemon 153
8.4.3 Docker热升级 153
8.4.4 磁盘限额 154
8.4.5 网络I/O 154
8.5 本章小结 154
第9章 Libcontainer简介 155
9.1 引擎的引擎 155
9.1.1 关于容器的引擎 155
9.1.2 对引擎的理解 156
9.2 Libcontainer的技术原理 157
9.2.1 为容器创建新的命名空间 158
9.2.2 为容器创建新的Cgroup 159
9.2.3 创建一个新的容器 160
9.2.4 Libcontainer的功能 164
9.3 关于runC 166
9.3.1 runC和Libcontainer的关系 166
9.3.2 runC的工作原理 167
9.3.3 runC的未来 168
9.4 本章小结 169
第10章 Docker实战 170
10.1 Dockerfile简介 170
10.1.1 一个简单的例子 171
10.1.2 Dockerfile指令 171
10.1.3 再谈Docker镜像制作 173
10.2 基于Docker的Web应用和发布 174
10.2.1 选择基础镜像 174
10.2.2 制作HTTPS服务器镜像 175
10.2.3 将Web源码导入Tomcat镜像中 178
10.2.4 部署与验证 179
10.3 为Web站点添加后台服务 180
10.3.1 代码组织结构 180
10.3.2 组件镜像制作过程 183
10.3.3 整体部署服务 183
10.4 本章小结 184
第11章 Docker集群管理 185
11.1 Compose 185
11.1.1 Compose概述 185
11.1.2 Compose配置简介 186
11.2 Machine 187
11.2.1 Machine概述 187
11.2.2 Machine的基本概念及运行流程 188
11.3 Swarm 188
11.3.1 Swarm概述 188
11.3.2 Swarm内部架构 189
11. 4 Docker在OpenStack上的集群实战 190
11.5 本章小结 196
第12章 Docker生态圈 197
12.1 Docker生态圈介绍 197
12.2 重点项目介绍 198
12.2.1 编排 198
12.2.2 容器操作系统 203
12.2.3 PaaS平台 206
12.3 生态圈的未来发展 208
12.3.1 Docker公司的发展和完善方向 208
12.3.2 OCI组织 209
12.3.3 生态圈格局的分化和发展 210
12.4 本章小章 211
第13章 Docker测试 212
13.1 Docker自身测试 212
13.1.1 Docker自身的测试框架 212
13.1.2 运行Docker测试 213
13.1.3 在容器中手动运行测试用例 215
13.1.4 运行集成测试中单个或多个测试用例 215
13.1.5 Docker测试用例集介绍 216
13.1.6 Docker测试需要改进的方面 217
13.1.7 构建和测试文档 217
13.1.8 其他Docker测试套 218
13.2 Docker技术在测试中的应用 220
13.2.1 Docker对测试的革命性影响 221
13.2.2 Docker技术适用范围 222
13.2.3 Jenkins+Docker自动化环境配置 223
13.3 本章小结 229
第14章 参与Docker开发 230
14.1 改进Docker 230
14.1.1 报告问题 230
14.1.2 提交补丁 231
14.2 编译自己的Docker 235
14.2.1 使用make工具编译 235
14.2.2 手动启动容器编译 235
14.2.3 编译动态链接的可执行文件 237
14.2.4 跑测试用例及小结 237
14.3 开源的沟通和交流 238
14.3.1 Docker沟通和交流的途径 238
14.3.2 开源沟通和交流的建议 238
14.4 Docker项目的组织架构 239
14.4.1 管理模型 239
14.4.2 组织架构 240
14.5 本章小章 242
附录A FAQ 243
附录B 常用Dockerfile 247
附录C Docker信息获取渠道 250
^ 收 起
前 言
第1章 Docker简介 1
1.1 引言 1
1.1.1 Docker的历史和发展 1
1.1.2 Docker的架构介绍 2
1.2 功能和组件 3
1.2.1 Docker客户端 3
1.2.2 Docker daemon 3
1.2.3 Docker容器 3
1.2.4 Docker镜像 4
1.2.5 Registry 4
1.3 安装和使用 5
1.3.1 Docker的安装 5
1.3.2 Docker的使用 6
1.4 概念澄清 8
1.4.1 Docker在LXC基础上做了什么工作 8
1.4.2 Docker容器和虚拟机之间有什么不同 9
1.5 本章小结 10
第2章 关于容器技术 11
2.1 容器技术的前世今生 11
2.1.1 关于容器技术 11
2.1.2 容器技术的历史 12
2.2 一分钟理解容器 14
2.2.1 容器的组成 14
2.2.2 容器的创建原理 15
2.3 Cgroup介绍 16
2.3.1 Cgroup是什么 16
2.3.2 Cgroup的接口和使用 17
2.3.3 Cgroup子系统介绍 18
2.4 Namespace介绍 20
2.4.1 Namespace是什么 20
2.4.2 Namespace的接口和使用 21
2.4.3 各个Namespace介绍 22
2.5 容器造就Docker 26
2.6 本章小结 27
第3章 理解Docker镜像 28
3.1 Docker image概念介绍 28
3.2 使用Docker image 29
3.2.1 列出本机的镜像 29
3.2.2 Build：创建一个镜像 31
3.2.3 Ship：传输一个镜像 32
3.2.4 Run：以image为模板启动一个容器 32
3.3 Docker image的组织结构 33
3.3.1 数据的内容 33
3.3.2 数据的组织 35
3.4 Docker image扩展知识 37
3.4.1 联合挂载 37
3.4.2 写时复制 37
3.4.3 Git式管理 40
3.5 本章小结 40
第4章 仓库进阶 41
4.1 什么是仓库 41
4.1.1 仓库的组成 41
4.1.2 仓库镜像 42
4.2 再看Docker Hub 43
4.2.1 Docker Hub的优点 43
4.2.2 网页分布 44
4.2.3 账户管理系统 46
4.3 仓库服务 49
4.3.1 Registry功能和架构 49
4.3.2 Registry API 50
4.3.3 Registry API传输过程分析 53
4.3.4 鉴权机制 57
4.4 部署私有仓库 61
4.4.1 运行私有服务 61
4.4.2 构建反向代理 61
4.5 Index及仓库高级功能 64
4.5.1 Index的作用和组成 64
4.5.2 控制单元 65
4.5.3 鉴权模块 66
4.5.4 数据库 67
4.5.5 高级功能 68
4.5.6 Index客户端界面 69
4.6 本章小结 69
第5章 Docker网络 71
5.1 Docker网络现状 71
5.2 基本网络配置 73
5.2.1 Docker网络初探 73
5.2.2 Docker网络相关参数 80
5.3 高级网络配置 85
5.3.1 容器跨主机多子网方案 85
5.3.2 容器跨主机多子网配置方法 86
5.4 网络解决方案进阶 90
5.4.1 Weave 90
5.4.2 Flannel 91
5.4.3 SocketPlane 94
5.5 本章小结 98
第6章 容器卷管理 99
6.1 Docker卷管理基础 99
6.1.1 增加新数据卷 99
6.1.2 将主机目录挂载为数据卷 100
6.1.3 创建数据卷容器 100
6.1.4 数据卷的备份、转储和迁移 101
6.1.5 Docker卷管理的问题 101
6.2 使用卷插件 102
6.2.1 卷插件简介 102
6.2.2 卷插件的使用 102
6.3 卷插件剖析 103
6.3.1 卷插件工作原理 104
6.3.2 卷插件API接口 105
6.3.3 插件发现机制 105
6.4 已有的卷插件 106
6.5 本章小结 107
第7章 Docker API 108
7.1 关于 Docker API 108
7.1.1 REST 简介 108
7.1.2 Docker API 初探 109
7.1.3 Docker API 种类 110
7.2 RESTful API应用示例 110
7.2.1 前期准备 111
7.2.2 Docker API的基本示例 116
7.3 API的高级应用 123
7.3.1 场景概述 123
7.3.2 场景实现 124
7.4 本章小结 131
第8章 Docker安全 132
8.1 深入理解Docker的安全 132
8.1.1 Docker的安全性 132
8.1.2 Docker容器的安全性 132
8.2 安全策略 133
8.2.1 Cgroup 133
8.2.2 ulimit 135
8.2.3 容器组网 135
8.2.4 容器+全虚拟化 136
8.2.5 镜像签名 136
8.2.6 日志审计 136
8.2.7 监控 137
8.2.8 文件系统级防护 137
8.2.9 capability 137
8.2.10 SELinux 138
8.2.11 AppArmor 142
8.2.12 Seccomp 144
8.2.13 grsecurity 145
8.2.14 几个与Docker安全相关的项目 146
8.3 安全加固 146
8.3.1 主机逃逸 147
8.3.2 安全加固之capability 150
8.3.3 安全加固之SELinux 151
8.3.4 安全加固之AppArmor 152
8.4 Docker安全遗留问题 153
8.4.1 User Namespace 153
8.4.2 非root运行Docker daemon 153
8.4.3 Docker热升级 153
8.4.4 磁盘限额 154
8.4.5 网络I/O 154
8.5 本章小结 154
第9章 Libcontainer简介 155
9.1 引擎的引擎 155
9.1.1 关于容器的引擎 155
9.1.2 对引擎的理解 156
9.2 Libcontainer的技术原理 157
9.2.1 为容器创建新的命名空间 158
9.2.2 为容器创建新的Cgroup 159
9.2.3 创建一个新的容器 160
9.2.4 Libcontainer的功能 164
9.3 关于runC 166
9.3.1 runC和Libcontainer的关系 166
9.3.2 runC的工作原理 167
9.3.3 runC的未来 168
9.4 本章小结 169
第10章 Docker实战 170
10.1 Dockerfile简介 170
10.1.1 一个简单的例子 171
10.1.2 Dockerfile指令 171
10.1.3 再谈Docker镜像制作 173
10.2 基于Docker的Web应用和发布 174
10.2.1 选择基础镜像 174
10.2.2 制作HTTPS服务器镜像 175
10.2.3 将Web源码导入Tomcat镜像中 178
10.2.4 部署与验证 179
10.3 为Web站点添加后台服务 180
10.3.1 代码组织结构 180
10.3.2 组件镜像制作过程 183
10.3.3 整体部署服务 183
10.4 本章小结 184
第11章 Docker集群管理 185
11.1 Compose 185
11.1.1 Compose概述 185
11.1.2 Compose配置简介 186
11.2 Machine 187
11.2.1 Machine概述 187
11.2.2 Machine的基本概念及运行流程 188
11.3 Swarm 188
11.3.1 Swarm概述 188
11.3.2 Swarm内部架构 189
11. 4 Docker在OpenStack上的集群实战 190
11.5 本章小结 196
第12章 Docker生态圈 197
12.1 Docker生态圈介绍 197
12.2 重点项目介绍 198
12.2.1 编排 198
12.2.2 容器操作系统 203
12.2.3 PaaS平台 206
12.3 生态圈的未来发展 208
12.3.1 Docker公司的发展和完善方向 208
12.3.2 OCI组织 209
12.3.3 生态圈格局的分化和发展 210
12.4 本章小章 211
第13章 Docker测试 212
13.1 Docker自身测试 212
13.1.1 Docker自身的测试框架 212
13.1.2 运行Docker测试 213
13.1.3 在容器中手动运行测试用例 215
13.1.4 运行集成测试中单个或多个测试用例 215
13.1.5 Docker测试用例集介绍 216
13.1.6 Docker测试需要改进的方面 217
13.1.7 构建和测试文档 217
13.1.8 其他Docker测试套 218
13.2 Docker技术在测试中的应用 220
13.2.1 Docker对测试的革命性影响 221
13.2.2 Docker技术适用范围 222
13.2.3 Jenkins+Docker自动化环境配置 223
13.3 本章小结 229
第14章 参与Docker开发 230
14.1 改进Docker 230
14.1.1 报告问题 230
14.1.2 提交补丁 231
14.2 编译自己的Docker 235
14.2.1 使用make工具编译 235
14.2.2 手动启动容器编译 235
14.2.3 编译动态链接的可执行文件 237
14.2.4 跑测试用例及小结 237
14.3 开源的沟通和交流 238
14.3.1 Docker沟通和交流的途径 238
14.3.2 开源沟通和交流的建议 238
14.4 Docker项目的组织架构 239
14.4.1 管理模型 239
14.4.2 组织架构 240
14.5 本章小章 242
附录A FAQ 243
附录B 常用Dockerfile 247
附录C Docker信息获取渠道 250
^ 收 起
华为Docker实践小组，致力于容器技术探索，结合华为CT/IT/Mobile等应用场景，重点在容器引擎、仓库、网络和卷存储等多领域攻关；同时该团队遵循开源精神，将开发过程中的诸多价值特性同步贡献到Docker社区中，目前在Docker社区贡献中全球排名稳居前三，国内排名前茅。
本书由一个真正钻研容器技术的团队写作，他们不仅仅是在使用Docker，更多的是在探索容器的未来之路，希望把“代码与产品，理论与实践”完美结合。本书内容从Docker的来源、镜像、仓库、安全、网络、卷存储，到生态、测试及社区贡献都有涉猎。无论你是入门级，还是已经有了较深的功底，这本书都会带你踏上新的台阶——正所谓“进阶”。
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