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第1篇 容器技术与Docker概念2

第1章 容器技术2

1.1 什么是容器2

1.1.1 关于虚拟化2

1.1.2 容器的定义3

1.1.3 为什么使用容器3

1.2 容器技术的前世今生4

1.2.1 容器技术的起源4

1.2.2 容器技术的发展5

1.3 容器的原理7

1.3.1 从namespace说起7

1.3.2 认识Cgroups9

1.3.3 容器的创建11

1.4 容器云12

1.5 容器与Docker13

1.6 本章小结13

第2章 Docker简介14

2.1 什么是Docker14

2.1.1 Docker的历史14

2.1.2 Docker的现状16

2.1.3 Docker的未来17

2.2 Docker的功能及优缺点18

2.2.1 Docker在解决什么18

2.2.2 为什么选择Docker19

2.2.3 Docker的缺点19

2.3 Docker和虚拟机19

2.3.1 Docker与虚拟机的区别20

2.3.2 Docker与虚拟机的优缺点20

2.4 Docker与runC21

2.4.1 libcontainer与runC21

2.4.2 runC的使用22

2.4.3 runC原理22

2.5 Docker基本架构24

2.5.1 Docker Client介绍24

2.5.2 Docker daemon介绍25

2.5.3 Docker镜像25

2.5.4 Docker容器26

2.5.5 Docker仓库26

2.6 本章小结26

第3章 安装Docker27

3.1 Linux系统27

3.1.1 一键安装脚本27

3.1.2 Debian发行版28

3.1.3 Ubuntu发行版30

3.1.4 Centos/Fedora发行版33

3.1.5 Arch Linux发行版37

3.1.6 Suse/openSUSE发行版38

3.2 Windows与Mac OS系统38

3.2.1 在Windows上安装原生Docker39

3.2.2 在Mac OS上安装原生Docker41

3.3 二进制安装43

3.3.1 获取Linux二进制包44

3.3.2 获取Mac OS X二进制包44

3.3.3 获取Windows的二进制包45

3.3.4 树莓派安装Docker45

3.4 本章小结46

第2篇 Docker基础知识48

第4章 Docker基础48

4.1 Docker基本操作48

4.1.1 依附容器的docker attach命令49

4.1.2 构建镜像的docker build命令51

4.1.3 提交容器的docker commit命令52

4.1.4 复制文件到宿主机的docker cp命令52

4.1.5 创建容器的docker create命令53

4.1.6 查看容器变化的docker diff命令54

4.1.7 查看事件的docker events命令54

4.1.8 进入容器的docker exec命令55

4.1.9 导出容器的docker export命令56

4.1.10 查看镜像历史的docker history命令56

4.1.11 查看本地镜像的docker images命令57

4.1.12 导入容器的docker import命令58

4.1.13 查看Docker信息的docker info命令58

4.1.14 查看各项详细信息的docker inspect命令59

4.1.15 杀死容器的docker kill命令60

4.1.16 导入镜像的docker load命令60

4.1.17 登录仓库的docker login命令61

4.1.18 登出仓库的docker logout命令61

4.1.19 查看容器日志的docker logs命令62

4.1.20 管理网络的docker network命令62

4.1.21 管理节点的docker node命令63

4.1.22 暂停容器的docker pause命令64

4.1.23 查看容器端口的docker port命令64

4.1.24 查看本地容器信息的docker ps命令65

4.1.25 拉取镜像的docker pull命令65

4.1.26 推送镜像的docker push命令66

4.1.27 重命名容器的docker rename命令66

4.1.28 重启容器的docker restart命令66

4.1.29 删除容器的docker rm命令67

4.1.30 删除镜像的docker rmi命令67

4.1.31 运行容器的docker run命令68

4.1.32 导出镜像的docker save命令72

4.1.33 搜索镜像的docker search命令73

4.1.34 管理服务的docker service命令74

4.1.35 启动容器的docker start命令74

4.1.36 查看容器状态的docker stats命令75

4.1.37 停止容器的docker stop命令75

4.1.38 管理集群的docker swarm命令76

4.1.39 设置镜像标签的docker tag命令76

4.1.40 查看容器进程的docker top命令77

4.1.41 恢复暂停容器的docker unpause命令77

4.1.42 更新容器的docker update命令77

4.1.43 查看Docker版本的docker version命令78

4.1.44 管理数据卷的docker volume命令78

4.1.45 设置等待的docker wait命令79

4.2 启动第一个Docker容器79

4.3 构建第一个Docker镜像80

4.4 本章小结81

第5章 Docker镜像82

5.1 认识镜像82

5.1.1 使用docker pull拉取镜像82

5.1.2 搜索镜像83

5.1.3 查看镜像信息84

5.2 创建镜像86

5.2.1 剖析Hello World镜像86

5.2.2 从Dockerfile构建镜像86

5.2.3 自动构建镜像87

5.2.4 提交容器为镜像90

5.3 导出和导入镜像91

5.3.1 导出镜像到本地文件系统91

5.3.2 从本地文件系统导入镜像91

5.4 发布镜像91

5.4.1 发布镜像到Docker Hub92

5.4.2 给镜像打上标签92

5.4.3 发布到第三方镜像仓库92

5.5 删除镜像93

5.5.1 删除本地镜像93

5.5.2 删除仓库镜像93

5.6 Docker镜像扩展94

5.6.1 Docker镜像里有什么94

5.6.2 Docker镜像的存储方式95

5.6.3 联合挂载95

5.6.4 Git式管理96

5.7 本章小结96

第6章 Dockerfile文件97

6.1 Dockerfile基本结构97

6.1.1 Dockerfile基础97

6.1.2 Dockerfile的书写规则98

6.1.3 基础镜像信息和维护者信息99

6.2 Dockerfile指令99

6.2.1 指定基础镜像的FROM指令99

6.2.2 设置维护者信息的MAINTAINER指令99

6.2.3 执行构建命令的RUN指令99

6.2.4 设置镜像环境变量的ENV指令100

6.2.5 复制文件的COPY指令100

6.2.6 添加文件的ADD指令100

6.2.7 指定端口暴露的EXPOSE指令100

6.2.8 设置镜像启动命令的CMD指令101

6.2.9 设置接入点的ENTRYPOINT指令102

6.2.10 设置数据卷的VOLUME指令102

6.2.11 设置构建用户的USER指令103

6.2.12 设置工作目录的WORKDIR指令103

6.2.13 设置二次构建指令的ONBUILD指令104

6.2.14 设置元数据的LABEL指令105

6.2.15 设置构建变量的ARG指令105

6.2.16 设置停止信号的STOPSIGNAL指令105

6.2.17 检查镜像状态的HEALTHCHECK指令105

6.2.18 设置命令执行环境的SHELL指令106

6.3 镜像构建实战106

6.3.1 收集应用信息106

6.3.2 编写Dockerfile106

6.3.3 设置自动构建107

6.4 本章小结108

第7章 Docker仓库109

7.1 官方仓库Docker Hub109

7.1.1 Docker Hub登录与使用109

7.1.2 Docker Hub与Docker Cloud110

7.2 国内镜像仓库111

7.2.1 中国科学技术大学镜像仓库111

7.2.2 DaoCloud镜像加速器112

7.2.3 阿里云镜像加速器113

7.2.4 灵雀云镜像加速器114

7.2.5 时速云镜像加速器115

7.2.6 网易蜂巢116

7.2.7 建镜像加速器116

7.3 私有仓库117

7.3.1 搭建私有仓库117

7.3.2 私有仓库的使用117

7.3.3 私有仓库安全性118

7.4 Registry原理118

7.4.1 Registry组成118

7.4.2 Registry工作流程119

7.5 本章小结120

第8章 Docker容器121

8.1 容器基本操作121

8.1.1 创建容器122

8.1.2 启动容器122

8.1.3 后台运行容器123

8.1.4 自动重启容器123

8.1.5 停止与杀死容器124

8.1.6 删除容器125

8.1.7 查看容器信息125

8.2 进入容器内部128

8.2.1 使用attach进入容器128

8.2.2 使用exec进入容器129

8.2.3 使用nsenter进入容器129

8.3 导出和导入容器130

8.3.1 导出容器130

8.3.2 导入容器130

8.4 容器结构131

8.4.1 容器格式是什么131

8.4.2 容器内部结构132

8.5 本章小结133

第9章 数据卷134

9.1 数据卷是什么134

9.1.1 数据卷介绍134

9.1.2 数据卷容器介绍135

9.2 为容器挂载数据卷135

9.2.1 挂载数据卷135

9.2.2 挂载数据卷容器136

9.2.3 数据卷挂载小结137

9.3 备份、恢复、迁移数据卷139

9.3.1 备份数据卷139

9.3.2 迁移、恢复数据卷140

9.4 容器数据卷扩展140

9.4.1 卷插件介绍140

9.4.2 Convoy的使用140

9.4.3 Flocker的使用141

9.5 本章小结142

第10章 网络管理143

10.1 Docker网络基础143

10.1.1 端口映射143

10.1.2 端口暴露145

10.1.3 容器互联146

10.2 Docker网络模式147

10.2.1 none模式147

10.2.2 container模式149

10.2.3 host模式150

10.2.4 bridge模式151

10.2.5 overlay模式152

10.3 Docker网络配置152

10.3.1 Daemon网络参数152

10.3.2 配置DNS153

10.3.3 network命令154

10.4 本章小结154

第3篇 Docker进阶实战156

第11章 操作系统156

11.1 Alpine发行版156

11.1.1 官方镜像156

11.1.2 运行Alpine Linux157

11.1.3 构建基于Alpine Linux的镜像157

11.1.4 Alpine Linux软件仓库158

11.2 Busybox发行版159

11.2.1 官方镜像159

11.2.2 运行Busybox159

11.2.3 构建基于Busybox的镜像159

11.3 Debian/Ubuntu发行版160

11.3.1 官方镜像160

11.3.2 运行Debian/Ubuntu160

11.3.3 构建基于Debian/Ubuntu的镜像161

11.4 CentOS/Fedora发行版162

11.4.1 官方镜像162

11.4.2 运行CentOS/Fedora162

11.5 CoreOS发行版163

11.5.1 为什么使用CoreOS163

11.5.2 用Vagrant安装CoreOS163

11.6 RancherOS发行版165

11.6.1 为什么使用RancherOS165

11.6.2 在服务器安装RancherOS166

11.6.3 基于RancherOS的Docker管理167

11.7 本章小结167

第12章 编排工具Compose169

12.1 安装Docker Compose169

12.1.1 二进制安装169

12.1.2 使用Python pip安装169

12.2 Compose命令基础170

12.2.1 指定配置文件171

12.2.2 指定项目名称171

12.2.3 Compose环境变量171

12.2.4 构建服务镜像的build命令172

12.2.5 生成DAB包的bundle命令173

12.2.6 检查配置语法的config命令173

12.2.7 创建服务容器的create命令174

12.2.8 清理项目的down命令174

12.2.9 查看事件的events命令175

12.2.10 进入服务的exec命令176

12.2.11 杀死服务容器的kill命令176

12.2.12 查看服务容器日志的logs命令176

12.2.13 暂停服务容器的pause命令177

12.2.14 查看服务容器端口状态的port命令177

12.2.15 查看项目容器信息ps命令177

12.2.16 拉取项目镜像的pull命令178

12.2.17 推送项目镜像的push命令179

12.2.18 重启服务容器的restart命令179

12.2.19 删除项目容器的rm命令179

12.2.20 执行一次性命令的run命令180

12.2.21 设置服务容器数量的scale命令182

12.2.22 启动服务容器的start命令184

12.2.23 停止服务容器的stop命令184

12.2.24 取消暂停的unpause命令185

12.2.25 启动项目的up命令185

12.3 Compose配置文件186

12.3.1 配置文件基础186

12.3.2 基本配置187

12.3.3 网络配置196

12.3.4 配置扩展197

12.4 Compose实战200

12.4.1 部署Django200

12.4.2 部署Rails202

12.4.3 部署WordPress203

12.5 本章小结205

第13章 Web服务器与应用206

13.1 Apache服务器206

13.1.1 官方镜像206

13.1.2 运行官方镜像208

13.1.3 基于Ubuntu构建Apache镜像209

13.1.4 基于Alpine构建Apache镜像210

13.1.5 第三方优质镜像211

13.2 Nginx服务器212

13.2.1 官方镜像介绍212

13.2.2 运行官方镜像212

13.2.3 构建Nginx镜像214

13.2.4 第三方镜像推荐216

13.3 Tomcat服务器216

13.3.1 官方镜像介绍217

13.3.2 运行官方镜像217

13.3.3 构建Tomcat镜像218

13.4 其他Web服务器220

13.4.1 Caddy服务器220

13.4.2 WebLogic服务器221

13.5 本章小结223

第14章 数据库224

14.1 MySQL数据库224

14.1.1 官方镜像的剖析与使用224

14.1.2 构建自己的MySQL镜像226

14.2 PostgreSQL数据库228

14.2.1 官方镜像的使用228

14.2.2 官方镜像的剖析230

14.2.3 构建PostgreSQL镜像232

14.2.4 数据备份与导入234

14.3 Redis数据库235

14.3.1 官方镜像的使用235

14.3.2 构建自己的Redis镜像236

14.4 MongoDB数据库238

14.4.1 官方镜像的使用238

14.4.2 构建自己的MongoDB镜像239

14.5 其他240

14.5.1 在容器中使用SQLite240

14.5.2 构建自己的MariaDB镜像241

14.5.3 使用Docker部署Orcale XE数据库243

14.6 本章小结244

第15章 编程语言245

15.1 C/C＋＋语言245

15.1.1 官方镜像library/gcc245

15.1.2 基于Alpine构建C/C＋＋镜像246

15.2 Golang语言247

15.2.1 官方镜像library/golang248

15.2.2 Beego框架250

15.2.3 自助Git服务——Gogs250

15.2.4 基于Alpine构建Golang镜像252

15.3 Java语言253

15.3.1 官方镜像library/openjdk253

15.3.2 基于Alpine构建Java镜像254

15.3.3 Tomcat服务器255

15.3.4 下一代集成开发环境——Eclipse Che256

15.4 JavaScript（Node.js）语言258

15.4.1 官方镜像library/node258

15.4.2 vue.js框架260

15.4.3 Express框架261

15.4.4 浏览器里的IDE——Cloud9-IDE262

15.4.5 基于Alpine构建Node.js镜像264

15.5 PHP语言265

15.5.1 官方镜像library/php265

15.5.2 快速安装扩展267

15.5.3 LNMP环境组合268

15.5.4 基于Alpine构建PHP镜像270

15.5.5 自建私有云存储——ownCloud271

15.5.6 Typecho博客系统273

15.6 Python语言275

15.6.1 官方镜像library/python275

15.6.2 Flask框架275

15.6.3 基于Alpine构建Python镜像277

15.7 Swift语言277

15.7.1 构建Swift镜像277

15.7.2 Kitura框架278

15.8 本章小结280

第16章 Docker API介绍281

16.1 认识Docker API281

16.1.1 RESTful介绍281

16.1.2 开启socket282

16.1.3 使用curl283

16.1.4 使用Postman284

16.2 Docker Remote API介绍286

16.2.1 容器API286

16.2.2 镜像API293

16.3 其他API299

16.3.1 常用API300

16.3.2 Trusted Registry API介绍302

16.4 本章小结304

第17章 私有仓库305

17.1 Docker Registry介绍305

17.1.1 部署Docker Registry305

17.1.2 私有仓库的push与pull305

17.1.3 配置Registry306

17.1.4 添加Docker Hub Mirror功能311

17.2 认证与前端312

17.2.1 设置反代理312

17.2.2 为私有仓库添加认证服务313

17.2.3 为私有仓库添加可视化界面315

17.3 企业级私有仓库Harbor316

17.3.1 Harbor配置详解316

17.3.2 配置HTTPS318

17.3.3 使用Compose启动Harbor320

17.4 私有仓库前端授权工具Portus321

17.4.1 一键部署Portus321

17.4.2 手动配置321

17.4.3 启动Portus322

17.5 本章小结323

第18章 集群网络324

18.1 Swarm集群324

18.1.1 认识Swarm324

18.1.2 建立跨主机网络328

18.1.3 在跨主机网络上部署应用328

18.1.4 Swarm集群负载331

18.2 第三方网络管理工具333

18.2.1 Weave介绍333

18.2.2 Flannel介绍335

18.2.3 Pipwork介绍335

18.3 第三方服务发现336

18.3.1 Etcd介绍336

18.3.2 Consul介绍337

18.4 第三方集群管理337

18.4.1 Kubernetes介绍337

18.4.2 Mesos Shipyard介绍339

18.5 本章小结339

第19章 Docker安全340

19.1 Docker安全机制340

19.1.1 Daemon安全340

19.1.2 容器与镜像安全341

19.2 Docker资源控制342

19.2.1 限制CPU342

19.2.2 限制内存343

19.2.3 限制I/O343

19.2.4 文件系统防护344

19.2.5 镜像瘦身神器Docker Slim344

19.2.6 强制访问控制工具SELinux或AppArmor344

19.3 本章小结345