一、容器生態系統
? 對于像容器這類平臺級別的技術，通常涉及的知識范圍會很廣，相關的軟體，解決方案也會很多，初學者往往容易迷失，我們可以從生活經驗中尋找答案，比如，當我們去陌生城市旅游會怎么做？大部分人應該會打開這座城市的地圖：
1. 城市大概的位置和地理形狀是什么？
2. 都由哪幾個區或縣組成？
3. 主要的交通干道是哪幾條？
同樣的道理，學習容器技術我們先這樣看看：
1. 容器生態系統包含哪些不同層次的技術？
2. 不同技術之間是什么關系？
3. 哪些是核心技術哪些是輔助技術？
? 首先，得對容器技術有個整體認識，這樣我們的學習才能夠有的放矢，才能夠分清輕重緩急，做到心中有數，接下來我會根據自己的經驗幫大家規劃一條學習路線，一起探索容器生態系統，學習新技術得到及時反饋是非常重要的，所以我們馬上會搭建實驗環境，并運行第一個容器，感受什么是容器，千里之行始于足下，讓我們從了解生態系統開始吧，
（一）容器生態系統
? 一談到容器，大家都會想到 Docker，Docker 現在幾乎是容器的代名詞，確實，是 Docker 將容器技術發揚光大，同時，大家也需要知道圍繞 Docker 還有一個生態系統，Docker 是這個生態系統的基石，但完善的生態系統才是保障 Docker 以及容器技術能夠真正健康發展的決定因素，大致來看，容器生態系統包含核心技術、平臺技術和支持技術，
（1）容器核心技術
容器核心技術是指能夠讓 container 在 host 上運行起來的那些技術， 這些技術包括容器規范、容器 runtime、容器管理工具、容器定義工具、Registry 以及 容器 OS，下面分別介紹，
①容器規范
? 容器不光是 Docker，還有其他容器，比如 CoreOS 的 rkt，為了保證容器生態的健康發展，保證不同容器之間能夠兼容，包含 Docker、CoreOS、Google在內的若干公司共同成立了一個叫 Open Container Initiative（OCI） 的組織，其目是制定開放的容器規范，
? 目前 OCI 發布了兩個規范：runtime spec 和 image format spec， 有了這兩個規范，不同組織和廠商開發的容器能夠在不同的 runtime 上運行，這樣就保證了容器的可移植性和互操作性，
②容器的runtime
? runtime 是容器真正運行的地方，runtime 需要跟作業系統 kernel 緊密協作，為容器提供運行環境，如果大家用過 Java，可以這樣來理解 runtime 與容器的關系：Java 程式就好比是容器，JVM 則好比是 runtime，JVM 為 Java 程式提供運行環境，同樣的道理，容器只有在 runtime 中才能運行，
? lxc、runc 和 rkt 是目前主流的三種容器 runtime：
lxc 是 Linux 上老牌的容器 runtime，Docker 最初也是用 lxc 作為 runtime，
runc 是 Docker 自己開發的容器 runtime，符合 oci 規范，也是現在 Docker 的默認 runtime，
rkt 是 CoreOS 開發的容器 runtime，符合 oci 規范，因而能夠運行 Docker 的容器，
③容器管理工具
? 只有 runtime 還不夠，用戶得有工具來管理容器，容器管理工具對內與 runtime 互動，對外為用戶提供 interface，比如 CLI，這就好比除了 JVM，還得提供 java 命令讓用戶能夠啟停應用不是，
lxd 是 lxc 對應的管理工具，
runc 的管理工具是 docker engine，docker engine 包含后臺 deamon 和 cli 兩個部分，我們通常提到 Docker，一般就是指的 docker engine，
rkt 的管理工具是 rkt cli，
④容器定義工具
? 容器定義工具允許用戶定義容器的內容和屬性，這樣容器就能夠被保存，共享和重建，
? docker image 是 docker 容器的模板，runtime 依據 docker image 創建容器，
? dockerfile 是包含若干命令的文本檔案，可以通過這些命令創建出 docker image，
? ACI (App Container Image) 與 docker image 類似，只不過它是由 CoreOS 開發的 rkt 容器的 image 格式，
⑤registry 倉庫
? 容器是通過 image 創建的，需要有一個倉庫來統一存放 image，這個倉庫就叫做 Registry，
? 企業可以用 Docker Registry 構建私有的 Registry，
? Docker Hub（https://hub.docker.com） 是 Docker 為公眾提供的托管 Registry，上面有很多現成的 image，為 Docker 用戶提供了極大的便利，
? Quay.io（https://quay.io/）是另一個公共托管 Registry，提供與 Docker Hub 類似的服務，
⑥容器os
? 由于有容器 runtime，幾乎所有的 Linux、MAC OS 和 Windows 都可以運行容器，但這不并沒有妨礙容器 OS 的問世，
? 容器 OS 是專門運行容器的作業系統，與常規 OS 相比，容器 OS 通常體積更小，啟動更快，因為是為容器定制的 OS，通常它們運行容器的效率會更高，
? 目前已經存在不少容器 OS，CoreOS、atomic 和 ubuntu core 是其中的杰出代表，
（2）容器平臺技術
? 容器核心技術使得容器能夠在單個 host 上運行，而容器平臺技術能夠讓容器作為集群在分布式環境中運行， 容器平臺技術包括容器編排引擎、容器管理平臺和基于容器的 PaaS，
①容器編排引擎
? 基于容器的應用一般會采用微服務架構，在這種架構下，應用被劃分為不同的組件，并以服務的形式運行在各自的容器中，通過 API 對外提供服務，為了保證應用的高可用，每個組件都可能會運行多個相同的容器，這些容器會組成集群，集群中的容器會根據業務需要被動態地創建、遷移和銷毀，
? 大家可以看到，這樣一個基于微服務架構的應用系統實際上是一個動態的可伸縮的系統，這對我們的部署環境提出了新的要求，我們需要有一種高效的方法來管理容器集群，而這，就是容器編排引擎要干的作業，
? 所謂編排（orchestration），通常包括容器管理、調度、集群定義和服務發現等，通過容器編排引擎，容器被有機的組合成微服務應用，實作業務需求，
容器的編排引擎有：
docker swarm 是 Docker 開發的容器編排引擎，
kubernetes 是 Google 領導開發的開源容器編排引擎，同時支持 Docker 和 CoreOS 容器，
mesos 是一個通用的集群資源調度平臺，mesos 與 marathon 一起提供容器編排引擎功能，
②容器管理平臺
? 容器管理平臺是架構在容器編排引擎之上的一個更為通用的平臺，通常容器管理平臺能夠支持多種編排引擎，抽象了編排引擎的底層實作細節，為用戶提供更方便的功能，比如 application catalog 和一鍵應用部署等，
? Rancher 和 ContainerShip 是容器管理平臺的典型代表，
③基于容器的 PaaS
? 基于容器的 PaaS 為微服務應用開發人員和公司提供了開發、部署和管理應用的平臺，使用戶不必關心底層基礎設施而專注于應用的開發，
? Deis、Flynn 和 Dokku 都是開源容器 PaaS 的代表，
（3）容器支持技術
容器支持技術有：容器網路，服務發現，監控，資料管理，日志管理，安全性，
①容器網路
? 容器的出現使網路拓撲變得更加動態和復雜，用戶需要專門的解決方案來管理容器與容器，容器與其他物體之間的連通性和隔離性，
? docker network 是 Docker 原生的網路解決方案，除此之外，我們還可以采用第三方開源解決方案，例如 flannel、weave 和 calico，不同的方案設計和實作方式不同，各有優勢和特定，我們可以根據實際需要來選型，
②服務發現
? 動態變化是微服務應用的一大特點，當負載增加時，集群會自動創建新的容器；負載減小，多余的容器會被銷毀，容器也會根據 host 的資源使用情況在不同 host 中遷移，容器的 IP 和埠也會隨之發生變化， 在這種動態的環境下，必須要有一種機制讓 client 能夠知道如何訪問容器提供的服務，這就是服務發現技術要完成的作業，
? 服務發現會保存容器集群中所有微服務最新的資訊，比如 IP 和埠，并對外提供 API，提供服務查詢功能， etcd、consul 和 zookeeper 是服務發現的典型解決方案，
③監控
? 監控對于基礎架構非常重要，而容器的動態特征對監控提出更多挑戰，針對容器環境，已經涌現出很多監控工具和方案，
? docker ps/top/stats 是 Docker 原生的命令列監控工具，除了命令列，Docker 也提供了 stats API，用戶可以通過 HTTP 請求獲取容器的狀態資訊， sysdig、cAdvisor/Heapster 和 Weave Scope 是其他開源的容器監控方案，
④資料管理
? 容器經常會在不同的 host 之間遷移，如何保證持久化資料也能夠動態遷移，是 Flocker 這類資料管理工具提供的能力，
⑤日志管理
? 日志為問題排查和事件管理提供了重要的依據，docker logs 是 Docker 原生的日志工具，而 logspout 對日志提供了路由功能，它可以收集不同容器的日志并轉發給其他工具進行后處理，
⑥安全性
? 對于年輕的容器，安全性一直是業界爭論的焦點，openSCAP能夠對容器鏡像進行掃描，發現潛在的漏洞，
（二）容器的環境搭建
（1）環境選擇
? 容器需要管理工具、runtime 和作業系統，我們的選擇如下：
- 管理工具 - Docker Engine，因為 Docker 最流行使用最廣泛，
- runtime - runc，Docker 的默認 runtime
- 作業系統 - Ubuntu，雖然存在諸如 CoreOS 的容器 OS，因考慮到我們目前處于初學階段，選擇大家熟悉的作業系統更為合適，等具備了扎實的容器基礎知識后再使用容器 OS 會更有利，
（2）安裝docker
? 本節我們將在 ubuntu 18.04 虛擬機中安裝 Docker，因為安裝程序需要訪問 internet， 所以虛擬機必須能夠上網，Docker 支持幾乎所有的 Linux 發行版，也支持 Mac 和 Windows，各作業系統的安裝方法可以訪問：https://docs.docker.com/engine/installation/，Docker 分為開源免費的 CE（Community Edition）版本和收費的 EE（Enterprise Edition）版本，下面我們將按照檔案，通過以下步驟在 Ubuntu 18.04 上安裝 Docker CE 版本，
①配置ubuntu的root登錄
- 輸入命令 sudo passwd root
- 安裝 SSH
- 安裝SSH客戶端，apt-get install openssh-client
- 安裝SSH服務端，apt-get install openssh-server
- 啟動SSH，/etc/init.d/ssh start
- 查看ssh是否啟動成功，ps -e | grep ssh
- 配置/etc/ssh/sshd_config檔案
- 配置/etc/ssh/sshd_config ，在檔案中添加 permitrootlogin yes 允許root用戶登錄 ，
- /etc/init.d/ssh restart
②配置 Docker 的 apt 源
-
安裝包，允許
apt命令 HTTPS 訪問 Docker 源，$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install \ apt-transport-https \ ca-certificates \ curl \ gnupg-agent \ software-properties-common -
添加 Docker 官方的 GPG
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add - -
檢測指紋
sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88 -
將 Docker 的源添加到 /etc/apt/sources.list
$ sudo add-apt-repository \ "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \ $(lsb_release -cs) \ stable" -
安裝docker engine
$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
③運行第一個容器
# docker run -d -p 80:80 httpd
###瀏覽器中如何host的ip地址后提示it works！
④鏡像下載加速
由于 Docker Hub 的服務器在國外，下載鏡像會比較慢，幸好 DaoCloud 為我們提供了免費的國內鏡像服務，
下面介紹如果使用鏡像服務，
- 在 daocloud.io 免費注冊一個用戶，
- 登錄后，點擊頂部選單“加速器”，
- copy “加速器”命令并在 host 中執行（你的命令可能跟我的會稍有不同），
- 重啟 Docker deamon，即可體驗飛一般的感覺，
root@cuiyongchao:~# curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://f1361db2.m.daocloud.io
docker version >= 1.12
{"registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io"]}
Success.
You need to restart docker to take effect: sudo systemctl restart docker.service
root@cuiyongchao:~# systemctl restart docker.service
root@cuiyongchao:~#
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