第一章 Docker环境搭建

学习Docker，免不了的就是搭建环境了。搭建环境是一个复杂的工程，而且还是相当费时间的，不过话又说回来了，磨刀不误砍柴工嘛，光有理论是不够的，还需要自己动手实践才行。

在学习Docker之前，最好能熟练掌握一门编程语言，如果想深究Docker的深层次原理，这里建议最好学习下Go语言，毕竟Docker就是用Go语言编写的嘛，后续的Kubernetes也是用Go语言编写的。就我个人来说，Go语言还是要比C/C++容易上手的，如果你还是在校的学生，恰巧又看到了这本书的话，那说明你对容器技术还是有一定好奇心的，这是好事，接下来你就可以选择Go语言作为你深耕的编程语言啦。虽然说现在python语言比较火，这得益于近年来机器学习，人工智能的兴起。不过也不要难过，Go版本的tensorflow也已经在路上了，相信不久的将来，Go也可以在深度学习领域发出自己的光和热。

1.1 VMware安装

目前docker在windows系统支持的并不好，但是我们大多数的主机都装的是windows系统，这样我们可以通过虚拟机软件VMware安装我们需要的Linux环境。VMware公司是全球云基础架构和移动商务解决方案厂商，更多关于此公司的详细信息留给读者自行谷歌和百度。

在安装软件之前那就是下载软件，可以登录官网下载（下载链接：https://my.vmware.com/cn/web/vmware/info/slug/desktop_end_user_computing/vmware_workstation_pro/14_0

），编写本书时，下载的版本为 VMware-workstation-full-14.1.3-9474260.exe，需要注意的是，在安装比较高版本的Linux镜像的时候，需要VMware的版本比较高，否则会产生兼容问题，因此建议大家下载最新版本用于后续的学习使用。VMware安装，网上的教程比较多，基本来说，按照默认的配置基本就能安装成功。

1.2 Ubuntu-18.04安装

在虚拟机安装完成之后，就可以安装我们的Linux镜像软件了，目前的Linux版本比较多，像Ubuntu、Centos、Redhat、EulerOS等等，支持Docker的镜像是有要求的，Docker依赖Linux的Namespcae和Cgroup两个特性，因此需要内核的版本最少在3.10以上，本书选择对Docker支持比较好的Ubuntu-18.04用于学习和研究，其内核版本为4.15.0-29-generic。

Ubuntu-18.04的ISO镜像文件可以从Ubuntu的官网进行下载（下载链接：http://cdimage.ubuntu.com/releases/18.04/release/），在下载镜像的时候，推荐下载离线版的镜像，在线版的镜像需要连接网络才能完成安装，而我们大多的时候安装镜像时网络还没有打通，会导致安装失败，在线版的镜像文件名中带有live字样（ubuntu-18.04.1-live-server-amd64.iso），为了便于安装，下载的是离线版本的镜像（ubuntu-18.04.1-server-amd64.iso）。这里还需要再啰嗦一下，个人认为安装server版本已经足以满足我们的需求了，并且全程操作也无需用到桌面，因此建议不安装desktop版本，毕竟我们的镜像是运行在虚拟机中，启动桌面系统本身就比较耗费性能，会对我们的宿主机提出更高的要求。

镜像下载完成后，就可以用VMware安装我们下载好的镜像文件了，这种教程网上也比较多，在设置虚拟机的规格时，最好根据宿主机的规格进行选择，一般设置2C4G60G的规格就足够用了的。虚拟机上有三种网络模式可以选择，分别是桥接模式，NAT模式和仅主机模式，在网络设置时。将网络连接选择NAT的方式连接（虚拟机--》设置--》网络适配器），这样如果主机能够正常上网，那么虚拟机也能够直接上网，如果主机能上网，虚拟机不能上网，请关闭主机的防火墙。

安装完成后的界面如图1-2-1所示：

图1-2-1 Ubuntu安装后的界面

此安装的镜像是一个比较干净的系统，由于很多软件都需要后期进行安装，大部分是在root用户下进行安装，但是Ubuntu系统默认是没有设置root用户密码，因此需要root用户设置密码，方便登陆。

设置Ubuntu系统的root密码：（安装时创建的用户名为: librant）

librant@ubuntu:~$ sudo passwd

输入想设置的密码即可。密码设置完成后，切换到root用户下。

librant@ubuntu:~$ su -

通过启动界面可以看到，进入到ubuntu系统中，系统的默认的终端字体比较小，我们可以通过如下命令进行设置：

root@ubuntu:~# dpkg-reconfigure console-setup

弹出如图1-2-2的界面：

图 1-2-2 终端字体设置界面

可以根据自己的喜好设置终端的字体大小，推荐选择UTF-8 --> Latin1 and Latin5 --> Let the system select a suitable font --> 12X24。

当我们想停止或者启动console-setup服务的时候，可以通过以下命令:

root@ubuntu:~# /etc/init.d/console-setup {start|reload|restart|force-reload|stop}

1.3 环境配置

1.3.1 配置虚拟机的共享目录

配置共享目录可以在主机和虚拟机之间共享目录，使用NFS文件系统。虚拟机设置界面如图1-3-1所示：

图 1-3-1 共享目录设置界面

首先在windows主机中新建一个准备共享的文件夹（E:\shared_lsf），然后在 虚拟机 --> 设置 --> 选项 --> 共享文件夹 进行设置Ubuntu系统中文件夹设置（shared_lsf），设置成功后，可以在 /mnt/hgfs/ 目录下看到之前设置的共享目录。

1.3.2 相关系统软件安装

考虑到离线软件安装比较繁琐，建议在联网的情况下安装软件。首先使用ping命令测试下网络的连通性（ping www.baidu.com），如果不能ping通，需要检查下网络的相关配置。网络配置成功后，当我们准备使用ifconfig查看当前的IP地址时，很遗憾系统中还没有安装，根据终端的出错提示，可以用如下命令进行安装：

root@ubuntu:/# apt-get install net-tools

如果读者和我是一样的环境配置，会报Media change: please insert the disc labeled的错误，主要是因为系统中的没有挂载CDROM，解决方案可以将 /etc/apt/sources.list 中cdrom源注释掉，建议增加新的源地址（https://launchpad.net/ubuntu/+archivemirrors），文件修改如图1-3-2所示：

图 1-3-2 文件修改

修改完成后并保存，然后执行：apt-get update更新源，然后就可以愉快的进行软件的安装啦。

1.3.3 配置SSH服务

配置SSH服务后，就可以远程连接服务器。首先查看当前环境下的SSH服务的状态：

root@ubuntu:/# service sshd status

如果出现 Loaded: error (Reason: No such file or directory) 提示的话，说明没有安装ssh服务，如果出现 Active: inactive (dead) 提示信息，则说明已经安装了SSH服务，只是没有开启而已。

1）安装SSH服务

root@ubuntu:~# apt-get install openssh-server

2）配置Open SSH：

root@ubuntu:~# vi /etc/ssh/sshd_config

配置如图1-3-3所示：

图 1-3-3 配置SSH服务

3）开启SSH服务

root@ubuntu:~# service sshd start

4）卸载SSH服务

root@ubuntu:~# apt-get –purge remove sshd

5）使用SSH服务

在网络连通的终端中使用：ssh  username@IP

输入密码就可以登录成功。

1.4 XShell安装

XShell是一款强大的安全终端模拟软件，模拟了远程主机的操作，其实质就是通过访问和连接到远程主机，在本地实现对远程主机的操作。成功配置SSH后，就可以使用XShell软件连接虚拟机中的Ubuntu系统，比虚拟机中自带的方便很多。

XShell软件可以去官网下载（下载链接：https://xshell.en.softonic.com/download），本次下载的版本是：Xshell-6.0.0107p.exe，安装过程比较简单，使用也比较简单，这里就不再啰嗦了。在连接之前，可以设置下终端中的显示字体和大小（文件 --> 属性 --> 外观 --> 字体）。

在使用XShell登陆之前，首先需要将虚拟机中的Ubuntu系统运行起来，然后就可以通过SSH登陆，登陆成功后的界面如图1-4-1所示：

图 1-4-1 XShell登陆Ubuntu系统界面

1.5 Git安装

Git是一个开源的分布式版本控制系统，用于敏捷高效地处理任何或小或大的项目。作为版本控制的优秀软件代表，个人认为确实比SVN好用，在我司大部分的部门已经都在使用Git，不过还有很多部门在使用SVN。当版本越来越多的时候，需要将发现的一个问题合入到之前的版本，SVN需要将所有需要修改的分支都下载到本地，然后一个分支一个分支的修改，相当的麻烦。Git的使用还是比较简单的，这里推荐《廖雪峰的官方网站》中的Git教程。学习Docker，Git是必不可少的工具，也是拉取github上代码的利器。

Git软件可以从官网下载（下载链接：https://mirrors.edge.kernel.org/pub/software/scm/git/），安装有两种方式，在线安装和源码安装。在线安装需要联网，如果不能联网，就只能将源码下载下来安装了。强烈建议在联网环境下安装相关软件，方便快捷，还不容易出错。

在线安装可以使用以下命令：

root@ubuntu:~# apt-get install git

安装完成后，查看当前的Git版本号：

root@ubuntu:~# git --version

git version 2.17.1

如果觉得Git的命令行模式比较麻烦，也可使用可视化的lazygit工具，具有添加文件轻松，merge冲突处理，分支切换方便，快速commit/pull/push的特点，安装方法在安装完Go编译器后进行介绍。启动界面如图1-5-1所示：

图 1-5-1 lazygit启动界面

lazygit工具使用也是非常的简单，常用的命令也不是很多，比命令行的方式简单，需要在git仓库中才能使用，否则会报错。lazygit的操作如图1-5-2所示：（选中对应的方框，然后按 x 键弹出菜单面板）

图 1-5-2 lazygit 部分操作命令

1.6 Go安装

Go语言是谷歌公司2009发布的第二款开源编程语言。前面已经提过，Docker就是用Go语言编写的，如果想探究Docker的深层次原理，Go编译器是必要的，并且Go编译器也已经完全由Go语言编写了。由于伟大的强的存在，我们不能访问到Go的官方网站，也就不能像Git那样用一条命令搞定，只能选择二进制方式安装，这种方式是使用已经编译好的二进制命令，直接拷贝到环境变量对应的目录中即可使用。

Go编译器官方下载地址（https://golang.org/dl/），一般是访问不了，可以直接去Golang中国的网站下载（下载链接：https://golang.google.cn/dl/），目前已经更新到1.11.2版本，选择Linux环境版本的下载（go1.11.2.linux-amd64.tar.gz），然后就可以进行安装啦。

Go软件安装过程如下：

1）解压软件包

root@ubuntu:/mnt/hgfs/shared_lsf/tools# tar -zxf go1.11.2.linux-amd64.tar.gz

解压完成后会在当前目录下生成 go 目录。

2）拷贝目录

root@ubuntu:/mnt/hgfs/shared_lsf/tools# cp -r go /usr/local/

3）配置环境变量PATH

root@ubuntu:/mnt/hgfs/shared_lsf/tools# vim /etc/profile

在文件的末尾增加：

GO_HOME=/usr/local/go

export GOROOT=/usr/local/go

export PATH=${PATH}:${GO_HOME}/bin

使用source命令重新生效环境变量：

root@ubuntu:/mnt/hgfs/shared_lsf/tools# source /etc/profile

4）配置GOPATH变量

GOPATH变量最好是根据当前用户设置，意思是说，每个用户应该都会有自己的GOPATH变量，配置到用户自己目录下的 .profile 文件中。

切换到 librant 用户，打开 .profile 文件：

librant@ubuntu:~$ vim .profile

在文件的末尾增加：

export GOPATH=${HOME}/gowork

export PATH=$PATH:$GOPATH/bin

export GOBIN=$GOPATH/bin

重新使用source命令生效变量：

librant@ubuntu:~$ source .profile

5）创建Go工作目录树

GOPATH为Go工程的工作目录，创建gowork目录：

librant@ubuntu:~$ mkdir gowork

gowork目录名称可以随意，只需要在 .profile 中设置成对应的GOPATH即可。

然后在GOPATH的对应目录下分别创建 pkg bin src目录：

librant@ubuntu:~/gowork$ mkdir pkg bin src

一般一个Go项目在GOPATH目录下会存在上述三个目录，pkg目录用于存放编译后的包文件，bin目录用于存放编译后的可执行文件，src目录用于存放项目的源码文件。在使用 go install命令安装的包文件会在pkg目录下，以 .a 结尾，是经过编译的，直接将Go的包拷贝到pkg目录下是不行的。如果是生成可执行文件，会存放在bin目录下。

6）检查Go编译是否安装成功

librant@ubuntu:~/gowork$ go version

go version go1.11.2 linux/amd64

7）检查Go安装环境信息

librant@ubuntu:~/gowork$ go env

图 1-6-1 go env 输出信息

go env命令主要用于检查我们设置的变量是否正确，主要关注 GOBIN GOPATH GOROOT 几个变量。GOBIN设置可执行文件目录，GOPATH设置Go工作目录，GOROOT设置Go的安装目录。

1.7 配置 gitHub SSH

作为一名程序员，相信对 github.com 表示无比亲切，gitHub是一个面向开源及私有软件项目的托管平台，因为只支持 git 作为唯一的版本库格式进行托管，故名gitHub。gitHub可以采用两种认证方式：SSH和https。两种的区别是SSH需要进行SSH key配置，但是每次Pull的时候是不需要输入用户名密码的，而https每次都要输入用户名密码的。

1）创建本地的SSH key

librant@ubuntu:~$ ssh-keygen -t rsa -C "lishangfeng1990@163.com"

然后按三次回车键，会在 ~/.ssh 目录下生成id_rsa（私钥）和id_rsa.pub（公钥）文件。

2）将 id_rsa.pub 文件中的信息上传至github网站

如果没有gitHub账号，先注册一个(https://github.com/)，这里就不介绍如何注册了。登陆成功后，点击右上角的图标，然后进入 Settings --> SSH and GPG keys --> New SSH key，Title框可以填写用于标识的字符串，key框中将id_rsa.pub文件中的信息一个字符不落的进行复制。然后点击Add SSH key即可保存成功。

3）测试秘钥是否配置成功

lazygit工具就是保存在gitHub上的开源工具，我们可以在gitHub上搜索 lazygit，找到lazygit的代码仓jesseduffield/lazygit，点击 clone or download 按钮，复制其中的URL地址。

下载的工程最好和代码仓上的路径保持一致，这样就可以省去设置GOPATH的烦恼。创建 GOPATH/src目录下没有github.com目录，如果存在就不用再创建了。为了保持目录结构的一致性，需要在github.com目录下创建jesseduffield目录，并进入到目录，然后执行：

librant@ubuntu:~/gowork/src/github.com/jesseduffield$ git clone https://github.com/jesseduffield/lazygit.git

如果配置成功，就会在当前目录下生成 lazygit 目录，然后进入到 lazygit 目录中，安装 lazygit 工具：

librant@ubuntu:~/gowork/src/github.com/jesseduffield/lazygit$ go install

瞧，Go语言编写的软件安装就是这么简单，不像C/C++软件安装那么麻烦。安装成功会在GOPATH/bin目录下生成lazygit 可执行文件。

1.8 搭建gitHub代码仓

gitHub是一个很好的代码托管的仓库，可以用来存放我们自己的代码。只需要本地修改文件，然后通过git就可以提交到自己的代码仓库中，很是方便。

1.8.1 建仓

首先是在gitHub网站上创建自己的代码仓库，在登陆自己的gitHub账号之后，在主页很显眼的位置，有个 New repository 的按钮，然后填写自己的代码仓库的名称，这样就建好了自己的代码仓库啦。

librant/CLOUND_NATIVE

gitHub代码仓：https://github.com/librant/CLOUND_NATIVE.git

1.8.2 克隆仓

仓库建好之后，在本地的$GOPATH/src目录下创建 librant 目录，在librant目录下 clone 自己的项目。

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant$ git clone https://github.com/librant/CLOUND_NATIVE.git

会在当前目录下生成 CLOUND_NATIVE 目录，这个目录就是我们远程的代码仓。

1.8.3 本地提交

代码克隆完成之后，开始我们的第一次提交测试。修改 CLOUND_NATIVE 目录中的 README.md 文件，然后查看文件状态：

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git status

modified: README.md

然后添加到暂存区：

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git add README.md

提交我们的修改：

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git commit -m "First commit --by librant"

一般这行这步会报错，需要根据提示设置：

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git config --global user.name "librant"

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git config --global librant "lishangfeng1990@163.com"

如果在设置的时候出现 “error: key does not contain a section: librant” 报错，需要检查命令行中是否存在多余的空格，或者重现拷贝命令再进行执行。

配置完成后，就可以进行提交我们的修改。

1.8.4 推到远端

当我们commit完成后，就可以推到远端 gitHub上：

librant@ubuntu:~/gowork/src/librant/CLOUND_NATIVE$ git push

成功之后，就可以登录到我们之前创建的代码仓中查看本次的修改记录。

（更多git命令的操作教程，请参考廖雪峰的git教程：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0013739516305929606dd18361248578c67b8067c8c017b000）

1.9 gcc/cmake安装

为了方便以后编译软件，建议还是把gcc和cmake编译器也都安装上。

root@ubuntu:/# apt-get install gcc

查看gcc是否安装成功：

root@ubuntu:/# gcc -v

gcc version 7.3.0 (Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04)

如果可以看到输出的gcc版本号，则表示安装成功。

CMake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。他能够输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake，同样使用apt-get进行安装。

root@ubuntu:/# apt-get install cmake

查看cmake是否安装成功：

root@ubuntu:/# cmake --version

cmake version 3.10.2

如果能输出版本号就表示安装成功。

1.10 总结

到目前为止，还没有见到Docker的影子，亲爱的读者先别着急，俗话说，兵马未动，粮草先行嘛，这些软件工具都是帮助我们提高效率的，在第二章中我们将会进行Docker的安装。在以后的学习过程中，我也将不断推荐比较好的开源软件，学习别人如何写出优秀的代码。