Docker——容器与容器云

作者简介

本书从实践者的角度，在讲解Docker高级实践技巧的同时，深入到源代码层次，为读者梳理出Docker容器技术和基于Docker的容器云技术（如Kubernetes）的实现方法和设计思路，帮助读者理解如何在实际场景中利用Docker解决问题并启发新的思考。全书包括两部分，第一部分深入解读Docker容器技术，包括Docker入门、架构总览、Docker容器核心原理解读，以及Docker高级实践技巧；第二部分深入解读基于Docker的主流容器云技术，讲解了构建自己的容器云的方法，深入分析了3类Docker容器云技术的实现方法的设计思路，包括专注Docker容器编排与部署的容器云（Compose、Machine、Swarm、Fleet）、专注应用支撑的容器云（Flynn、Deis），以及一切皆容器的Kubernetes。

本书适用于有一定Docker基础的开发者、架构师、IT专业学生以及探索基于Docker构建云计算平台的技术人员，也非常适合作为高校教材或培训资料。

书籍目录

第一部分　Docker深入解读

第1章　从容器到容器云　　2

1.1　云计算平台　　2

1.2　容器，新的革命　　3

1.3　进化：从容器到容器云　　7

第2章　Docker基础　　8

2.1　Docker的安装　　8

2.2　Docker操作参数解读　　9

2.3　搭建你的第一个Docker应用栈　　16

2.3.1　Docker集群部署　　16

2.3.2　第一个Hello World　　17

2.3.3　开发、测试和发布一体化　　27

第3章　Docker核心原理解读　　28

3.1　Docker背后的内核知识　　28

3.1.1　namespace资源隔离　　28

3.1.2　cgroups资源限制　　45

3.2　Docker架构概览　　53

3.3　client和daemon　　55

3.3.1　client模式　　55

3.3.2　daemon模式　　57

3.3.3　从client到daemon　　63

3.4　libcontainer　　66

3.4.1　libcontainer的工作方式　　68

3.4.2　libcontainer实现原理　　69

3.4.3　使用nsinit与libcontainer进行交互　　74

3.5　Docker镜像管理　　76

3.5.1　什么是Docker镜像　　76

3.5.2　Docker镜像关键概念　　78

3.5.3　Docker镜像操作解析　　80

3.5.4　Docker容器的迁移方法　　84

3.6　Docker存储驱动　　85

3.6.1　存储驱动的功能与管理　　86

3.6.2　aufs与Device Mapper驱动　　87

3.7　Docker数据卷　　93

3.7.1　数据卷的使用方式　　94

3.7.2　数据卷原理解读　　98

3.8 Docker网络管理　　102

3.8.1　Docker网络基础　　102

3.8.2　Docker daemon网络配置原理　　107

3.8.3　libcontainer网络配置原理　　111

3.8.4　Link原理解析　　115

3.9 Docker与容器安全　　118

3.9.1　Docker的安全机制　　118

3.9.2　Docker安全问题　　122

3.9.3　Docker安全的解决方案　　126

第4章　Docker高级实践技巧　　138

4.1　容器化思维　　138

4.1.1　SSH服务器的替代方案　　139

4.1.2　Docker内应用日志管理方案　　139

4.1.3　其他技巧汇总　　140

4.2　Docker高级网络实践　　142

4.2.1　玩转Linux network namespace　　143

4.2.2　pipework原理解析　　148

4.2.3　pipework跨主机通信　　154

4.2.4　OVS划分VLAN　　159

4.2.5　OVS隧道模式　　163

4.3　Dockerfile最佳实践　　175

4.3.1　Dockerfile的使用　　176

4.3.2　Dockerfile实践心得　　180

4.4　Docker容器的监控手段　　182

4.4.1　Docker容器监控维度　　182

4.4.2　容器监控命令　　183

4.4.3　常用的容器监控工具　　186

4.5　容器化应用构建的基础：高可用配置中心　　189

4.5.1　etcd经典应用场景　　190

4.5.2　etcd实现原理　　194

第二部分　Docker云平台解读

第5章　构建自己的容器云　　210

5.1　再谈云平台的层次架构　　210

5.2　从小工到专家　　213

第6章　专注编排与部署：三剑客与Fleet　　218

6.1　编排小神器Fig　　218

6.1.1　再谈容器编排与部署　　218

6.1.2　Compose原理：一探究竟　　221

6.2　环境透明化工具Machine　　225

6.2.1　Machine与虚拟机软件　　226

6.2.2　Machine与IaaS平台　　227

6.2.3　Machine小结　　228

6.3　集群抽象工具Swarm　　229

6.3.1　Swarm简介　　229

6.3.2　试用Swarm　　230

6.3.3　Swarm集群的多种创建方式　　231

6.3.4　Swarm对请求的处理　　233

6.3.5　Swarm集群的调度策略　　233

6.3.6　Swarm与Machine　　234

6.4　编排之秀Fleet　　235

6.4.1　旧问题新角度：Docker distro　　235

6.4.2　Fleet的原理剖析　　239

第7章　专注应用支撑和运行时：Flynn 和Deis　　245

7.1　Flynn，一个小而美的两层架构　　245

7.1.1　第0层：容器云的基础设施　　 246

7.1.2　第1层：容器云的功能框架　　 246

7.1.3　Flynn体系架构与实现原理　　 247

7.2　谈谈Deis与Flynn　　 257

7.2.1　应用发布上的比较　　 258

7.2.2　关于Deis的一些思考　　 260

第8章　一切皆容器：Kubernetes　　 261

8.1　Kubernetes简介　　 261

8.2　Kubernetes的设计解读　　 262

8.2.1　一个典型案例：Guestbook. 263

8.2.2　Kubernetes核心概念剖析　　 265

8.3　Kubernetes核心组件解读　　 294

8.3.1　APIServer　　 294

8.3.2　Scheduler　　 301

8.3.3　Controller Manager　　 309

8.3.4　kubelet　　 314

8.3.5　kube-proxy　　 320

8.3.6　核心组件协作流程　　 325

8.4　Kubernetes用户认证授权与资源管理　　 328

8.4.1　namespace解析　　 328

8.4.2　基于token文件或客户端证书的认证机制　　 333

8.4.3　基于访问规则的授权机制　　 334

8.4.4　基于资源的授权控制AdmissionControl　　 336

8.5　Kubernetes网络核心原理　　 347

8.5.1　单pod单IP模型　　 348

8.5.2　pod和网络容器　　 350

8.5.3　实现Kubernetes的网络模型　　 353

8.6　Kubernetes高级实践　　 356

8.6.1　Kubernetes高级实践之应用健康检查　　 356

8.6.2　Kubernetes高级实践之高可用性　　 358

8.6.3　Kubernetes高级实践之日志　　 362

8.6.4　Kubernetes高级实践之集成DNS　　 364

8.6.5　Kubernetes高级实践之容器上下文环境　　 366

8.7　不要停止思考　　368

第三部分　附录

附录A　Docker的安装　　 372

附录B　阅读Docker源代码的神兵利器　　 379

附录C　快速熟悉开源项目　　 388

附录D　cgroups的测试与使用　　 391

附录E　cgroups子系统配置参数介绍　　 395

附录F　Kubernetes的安装　　 400

后记　　 403

内容概要

浙江大学SEL实验室

浙江大学软件工程实验室（Software Engineering Lab，SEL）云计算团队组建于2011年，组织博士和硕士研究生搭建、分析和钻研开源的云计算技术，包括Docker、Kubernetes、Cloud Foundry、OpenStack、CloudStack、Eucalyptus、Convirt、OpenShift等，积极为开源社区贡献代码，管理和参与线上线下讨论社区，参加国内外云计算技术峰会并发言。以开源社区为技术交流研发平台，浙江大学SEL实验室在4年多的时间里成长为一个充满热情、富有能力的云计算研发团队，也在国内外开源云计算社区，尤其是在Docker、Kubernetes和Cloud Foundry社区得到了广泛认可。

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