容器基础与持续交付

本文主要关注容器作为服务的基础知识。容器服务涉及知识面广，要点是从实践的角度，理解容器（进程）的基本概念与原理，学会创建容器、运行与使用容器、管理容器。初步掌握 golang 程序镜像制作，初步掌握集成测试、自动构建、自动部署的开发流程。

- 容器基础与持续交付
  - 一云服务基础设施
    - 1 基础设施作为服务Infrastructure as a Service IaaS
    - 2 容器作为服务CaaS
    - 3 容器技术标准与发展
  - 二docker 入门
    - 1 核心概念
    - 2 简单教程
  - 三 golang 镜像构建
  - 四持续交付

一、云服务基础设施

1.1 基础设施作为服务（Infrastructure as a Service / IaaS）

云设施服务提供商将计算、存储、网络等物理资源的资源的虚拟化，让客户按需租用虚拟的硬件设备，获得一体化的IT设施服务决解方案。例如：Amazon EC2(Elastic Compute Cloud)，S3(Simple Storage Service) 等。

容器基础与持续交付

案例：我们每月花 8 元在某供应商租了一台云主机（虚拟机），1 CPU 2G 内存 20G 存储。供应商免费提供 4 个镜像存储 … 各种一键安装服务。

核心技术：虚拟化，虚拟计算机、虚拟网络、虚拟存储 …

资源的管理与调度：
- 企业产品： Open Stack、Xen、 Hyperv、 Vmware …
- 桌面产品： virtualbox …

更多了解 IaaS，建议您从安装 virtualbox 开始

1.2 容器作为服务（CaaS）

CaaS（Cantainer as a Service）属于 PaaS（Platform as a Service）范畴，如 Docker， K8S（Kubernetes），ECS（Amazon EC2 Container Service），beanstalk 等等。它提供了一个容器运行客户的应用，用户可动态配置应用的计算与内存资源，自动扩展容器的数量,实现应用 roll 更新等等。

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核心技术：进程隔离 (LXC 、 Control Groups 和 namespace 是多用户操作系统基本特征)

容器技术与 LXC
- Unix 系统为了实现多用户的隔离，建立了丰富的 OS 级别虚拟化机制
- LXC 是 Linux® Containers 简称，是 OS 虚拟化的集成与发展
Docker 引擎隔离技术
- namespace
  - pid namespace: 进程隔离 (PID: Process ID).
  - net namespace: 管理网络接口(NET: Networking).
  - ipc namespace: 管理IPC资源访问(IPC: InterProcess Communication).
  - mnt namespace: 管理文件系统挂载点 (MNT: Mount).
  - uts namespace: 隔离内核与版本识别 (UTS: Unix Timesharing System).
- Control Groups: 限定容器内存等资源
- Union FS 联合文件系统
- Container format 容器文件格式

如果你有大机的经验，分时操作系统为每个用户做的一切，现在给了一个进程罢了。显然，容器只是一个运行在 Linux 内核上的进程，与虚拟机（VM）相比，启动虚拟机的时间与资源开销与打开一个 word 是无法比拟的。

与容器云相关的系统，一般都是用 go 开发！

跟多了解 CaaS，建议您从安装 docker 开始

如果你对 docker 的技术特别感兴趣，阿里云这组关于容器内核的文章，可以帮助你理解上述技术。相信可以极大提升你 c 语言和操作系统的功力。特别推荐《自己动手写Docker》

1.3 容器技术标准与发展

LXC (https://linuxcontainers.org/)
- LXC
- LXD （Unbutu 17.04 支持）
runC (https://runc.io/)
- 容器格式标准
- 中文介绍：http://www.infoq.com/cn/articles/docker-standard-container-execution-engine-runc
开源容器（容器与引擎分离）
- ContainerD
  - 中文介绍：https://yq.aliyun.com/articles/66626
- Rocket
- …

二、docker 入门

2.1 核心概念

Docker引擎 (Docker Engine)

Docker Engine is a client-server application with these major components（一个客户-服务应用，含三个部件）

1）驻守（daemon）进程 docker

2）REST API 接口提供外部系统与 docker 进程交互

3）Cli 命令行接口的应用 docker 命令

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图：Docker引擎基础架构

镜像(image)

An image is a read-only template with instructions for creating a Docker container.

镜像是创建 docker 容器指令的只读模板。它包含只读的文件系统、网络、内存、CPU 、卷等资源的定义，应用程序在这个环境（Context）上运行。通常，一个镜像申明了自己默认的主进程的应用。

镜像文件系统是层叠结构。一个镜像通常建立在其他镜像基础上，如在 ubuntu 上添加自己的 apache 文件，然后在 apache 上建立 web 应用文件。

例如：

docker pull mysql

时，会观察到下载许多文件。但

docker pull MySQL:5.7

时基础镜像都已下载，所以很快就下载完成了。

docker 仓库/registry

Docker Hub 就是存放镜像的地方。你需要在上面注册账号，以保存自己的镜像。阿里云等服务商也提供镜像存储和下载加速服务！

每个镜像存储空间是 repository。每个 repo 都支持版本管理，版本成为 tag，最新版本成为 latest!

例如：

mysql

表示

mysql:latest

容器(Container)

A container is a runnable instance of an image.

镜像中的程序（主进程）运行在只读文件镜像上，对现有文件变更将写在一个临时的卷上（新的一层），该主进程、相关进程、文件系统成为一个运行的实例。

每个容器创建后，有运行、暂停、中止状态，直到移除。
程序运行的产生的数据，都在容器中的文件中，Restart 不会丢失数据。

当主进程结束时，该实例同时结束运行。使用 –rm 表示运行后自动删除容器中可读写层内容。

容器运行时文件系统：

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docker 工作流水结构：

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服务（Services）

Services allow you to scale containers across multiple Docker daemons, which all work together as a swarm with multiple nodes.

一般地，集群内部服务容器地选择由动态DNS 实现。

栈（stack）

A stack is a group of interrelated services that share dependencies, and can be orchestrated and scaled together.

能被编排和伸缩的一组相互依赖的服务

栈（stack）用 docker-compose.yml 文件描述服务之间的依赖、数据共享、网络等。使用 docker stack 管理

2.2 简单教程

请参照构建微服务实验环境（一）：容器与应用，它基本是官方指南的中文说明。

要点：

Dockerfile 与容器

你必须掌握的 Dockerfile 指令：

FROM 基础镜像
WORKDIR 工作目录
ADD 本地源 容器内目的
RUN 容器系统中命令
EXPOSE 暴露本地端口
ENV 环境变量名 值
VOLUME 卷路径 （可读写的位置）
CMD [ ...args ]

Dockerfile 最佳实践 Best practices for writing Dockerfiles

Dockerfile 编写学习： https://github.com/dockerfile

dockerfile 官方案例。例如 mysql

Dockerfile 命令速查

docker 图形 UI 与 Docker Remote API

docker 图形化管理工具： portainer

docker 前端开发工具：一般使用 nodejs 与 go，或者 go。 portainer 就是 docker 平台编程的优秀案例。

了解 docker SDK， SDK and API quickstart

unix socket 知识：Linux下的IPC－UNIX Domain Socket

docker-compose.yml 与服务组合

配置并启动一个服务

…

三、 golang 镜像构建

构建最小的Go程序镜像

这个文档是非常不错的，网上有这样的文档应该满意了！

注意：

请使用 golang 1.8 或 1.85 版本做实验。具体镜像 tag 与 dockerfile 见官网： /golang/”>https://hub.docker.com//golang/

要点：

1.8-onbuild 镜像及其 dockerfile
1.8 镜像及其用途
静态编译，与空镜像上建立最小镜像

四、持续交付

CI/CD 自动化是容器技术富有魅力的方面之一。在容器技术支持下，软件开发流水线包含三个基本步骤：

测试自动化。当开发团队成员将代码提交到 git 仓库，将触发 travis 或 Jenkins 等工具自动按配置脚本执行测试，并返回报告
构建自动化。当测试通过后，使用 dockerfile 构建容器，并保存到 github 容器中。你仅需要一个 docker hub 账号就可以在线构建镜像
部署自动化。使用 docker-compose.yml，容器云平台会自动检测版本更新，部署或升级应用
- 测试自动化： golang CI 入门
- 构建自动化： Docker实践(七)：Docker Hub(镜像分发、自动化构建)
- 部署自动化：待续…

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