導(dǎo)語：以Docker為代表的容器技術(shù)正在成為應(yīng)用交付運維的全新標(biāo)準，圍繞其周圍的整個生態(tài)圈也在發(fā)生著天翻地覆的改變，我們可以期待以其為代表的新一輪云技術(shù)革命的到來。 CaaS（Container as a Service）技術(shù)是為了解決Docker容器的最佳應(yīng)用場景 – 云端而生，如何在云端管理部署Docker容器便成為CaaS技術(shù)的核心所在。

應(yīng)用軟件的部署方式主要可以分為部署在用戶環(huán)境的主機上（On-Premise），部署在云端（SaaS）以及兩者混合模式（Hybird）。部署在云端的軟件又可根據(jù)軟件可訪問的范圍分為公有云部署，私有云部署以及其兩者的混合模式。如何在以上各種環(huán)境中創(chuàng)建Docker主機便成為DevOps關(guān)注的一個問題。Docker Machine的產(chǎn)生簡化了這一過程，讓你可以使用一條命令在你的計算機，公有云平臺以及私有數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建及管理Docker主機。

在Docker Machine發(fā)布之前，你可能會遇到以下問題：

你需要登錄主機，按照主機及操作系統(tǒng)特有的安裝以及配置步驟安裝Docker，使其能運行Docker容器。

你需要研發(fā)一套工具管理多個Docker主機并監(jiān)控其狀態(tài)。

你在本地開發(fā)，產(chǎn)品部署在公有云平臺，你希望能盡可能的減小兩個環(huán)境的差異性

Docker Machine的出現(xiàn)解決了以上問題。

Docker Machine簡化了部署的復(fù)雜度，無論是在本機的虛擬機上還是在公有云平臺，只需要一條命令便可搭建好Docker主機

Docker Machine提供了多平臺多Docker主機的集中管理

Docker Machine 使應(yīng)用由本地遷移到云端變得簡單，只需要修改一下環(huán)境變量即可和任意Docker主機通信部署應(yīng)用。

綜合來說Docker Machine讓下圖這種開發(fā)模式得到了大大的簡化。

　　Docker Machine的安裝

可以通過下載二進制可執(zhí)行文件的方式安裝Docker Machine，本文以Linux系統(tǒng)為例。

　　Docker Machine的運行原理

本文通過兩個例子講述了Docker Machine的工作原理及工作流程：在本機安裝Virtualbox虛擬機作為Docker主機，以及在AWS創(chuàng)建Docker主機。

create命令用來創(chuàng)建docker主機，運行create命令需要指明驅(qū)動的名稱，目前支持在本機運行virtualbox虛擬主機，Hyper-V虛擬主機，VMware虛擬主機，AWS EC2，Azure，DigitalOcean，Google等公有云主機，以及使用Openstack搭建的私有數(shù)據(jù)中心。

新的虛擬化（Xen，KVM）支持以及新的云平臺支持可以通過開發(fā)驅(qū)動的方式支持。

在本機安裝Virtualbox虛擬機作為Docker主機

Create Docker Machine主要包括三個Create過程。首先是Provider Create（libmachine/provider.go），此函數(shù)主要是在當(dāng)前運行docker-machine命令主機上創(chuàng)建以machine name命名的文件夾，并將根證書，服務(wù)器證書以及用戶證書拷貝到此文件夾。其次是driver create（例如drivers/virtualbox/virtualbox.go）用來創(chuàng)建主機，最后是運行host create（libmachine/host.go）通過SSH安裝并配置Docker。目前在本地環(huán)境中使用的是boot2docker鏡像，云端環(huán)境使用的是Ubuntu鏡像。

運行在Virtualbox虛擬主機上的docker machine創(chuàng)建過程如下。

1. Docker Machine首先生成一個自簽名的Root CA，然后用這個Root CA簽發(fā)客戶端證書，此證書在Docker客戶端連接遠程Docker服務(wù)器的時候做認證使用；

2. 配置Docker主機的運行參數(shù)，參數(shù)包括Docker客戶端與遠程Docker服務(wù)器之間認證參數(shù)，遠程Docker daemon的運行參數(shù)以及Docker Swarm的參數(shù)。

3. Docker Machine使用boot2docker作為virtualbox的鏡像 – boot2docker是一個運行Docker容器的輕量級Linux系統(tǒng)，完全在內(nèi)存中運行。

4. 創(chuàng)建virtualbox虛擬機

a. 生成ssh key – 部署過程中使用次ssh key認證實現(xiàn)遠程操作

b. 創(chuàng)建一個VMDK文件作為虛擬機的hdd，大小可以在運行時指定參數(shù)–virtualbox-disk-size控制

　　c. 創(chuàng)建虛擬機

修改虛擬機參數(shù)，可通過參數(shù)–virtualbox-memory和–virtualbox-cpu-count控制內(nèi)存大小和CPU個數(shù)。

d. 配置虛擬機網(wǎng)絡(luò) – NIC1為NAT形式使虛擬機能夠訪問外網(wǎng)，NIC2為hostonly模式用于內(nèi)部通信，子網(wǎng)可以通過參數(shù)–virtualbox-hostonly-cidr修改

e. 配置存儲 – 將boot2docker iso文件掛載在虛擬dvd光驅(qū)，步驟b中創(chuàng)建的文件作為hdd

5. 啟動虛擬機，并設(shè)置端口映射，將本地隨機端口轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬機22端口(此時還不知道虛擬機Hostonly網(wǎng)卡的IP地址，所以只能通過NAT網(wǎng)卡進行端口映射的方法訪問虛擬機)

6. 使用默認用戶名docker，默認密碼docker登錄虛擬機將第一步生成的ssh key導(dǎo)入到虛擬機/home/docker/.ssh/authorized_keys。獲取hostonly網(wǎng)卡的IP地址（通過DHCP獲得）

7. 部署虛擬機的Docker運行環(huán)境（所有命令都是通過SSH遠程執(zhí)行）

a. 配置虛擬機hostname

b. 安裝Docker

c. 配置docker daemon使用TLS –tlsverify。使用此選項之后docker daemon只接受來自第1步中自簽名的根證書簽發(fā)的證書，docker客戶端只相信第1步中自簽名的更證書簽發(fā)的服務(wù)器證書

d. 簽發(fā)服務(wù)器證書

自此為止一個基于virtualbox的Docker運行環(huán)境就創(chuàng)建好了，使用者需要將本地的docker客戶端配置到遠程的docker daemon。

Docker Machine的其他命令都是通過drivers/virtualbox/virtualbox.go驅(qū)動實現(xiàn)的，在此就不累述了。

在AWS創(chuàng)建Docker主機

Docker Machine通過AWS REST API創(chuàng)建一個Docker主機所需要的資源，需要使用AWS訪問密鑰（–amazonec2-access-key）和AWS密鑰（–amazonec2-secret-key）進行認證。所創(chuàng)建的EC2主機需要在一個提前創(chuàng)建好的VPC（–amazonec2-vpc-id）里面。

檢查環(huán)境 – 是否已經(jīng)存在重名的密鑰對，檢查指定區(qū)域（–amazonec2-zone）的指定VPC中是否存在子網(wǎng)，使用默認的子網(wǎng)

創(chuàng)建密鑰對并通過AWS REST API上傳到AWS服務(wù)器

創(chuàng)建一個安全組允許訪問22（SSH），2376（Docker）或3376（指定Swarm），可通過–amazonec2-security-group指定名稱

創(chuàng)建一個塊設(shè)備

運行EC2實例 – 指定AMI，區(qū)域，安全組，子網(wǎng)等參數(shù)

部署虛擬機的Docker運行環(huán)境 -使用默認用戶ubuntu以及之前生成的密鑰SSH到AWS EC2實例進行遠程操作

a. 配置虛擬機hostname

b. 安裝Docker

c. 配置docker daemon使用TLS –tlsverify。使用此選項之后docker daemon只接受來自第1步中自簽名的根證書簽發(fā)的證書，docker客戶端只相信第1步中自簽名的更證書簽發(fā)的服務(wù)器證

d. 簽發(fā)服務(wù)器證書

至此一個運行在AWS公有云上的Docker主機就創(chuàng)建成功了。Docker Machine的其他命令也是在drivers/amazonec2/amazonec2.go中實現(xiàn)的關(guān)于Docker Machine與Docker Swarm的集成，將在之后Docker Swarm的章節(jié)中介紹。

結(jié)語：

本文通過兩個典型實例分析力Docker Machine在本地虛擬環(huán)境的工作流程以及在遠程公有云平臺的工作流程。通過以上步驟更能說明Docker Machine為開發(fā)者帶來的一步式部署，免去了煩瑣的虛擬機搭建以及公有云IaaS的配置，使開發(fā)者能專注于應(yīng)用開發(fā)。Docker Machine目前還處在初級階段，在其Roadmap我們可以看到包括Mac/Windows支持，多種發(fā)行版支持，更廣泛的支持Docker engine以及Swarm的配置，我們有理由期待Docker Machine成為一個更加通用的Docker主機部署管理工具。