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容器: 讓“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”更容易

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摘要：容器在基礎(chǔ)設(shè)施即代碼中有什么意義一句話概括的話，容器意味著一切。正是為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，基礎(chǔ)設(shè)施即代碼作為一個解決方案便誕生了。這是基礎(chǔ)設(shè)施即代碼最簡單的形式。

容器在“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼（Infrastructure as Code）”中有什么意義？

一句話概括的話，容器意味著一切。

為什么這么說呢？當你在比較單體應(yīng)用和微服務(wù)時，一定會有一些權(quán)衡和取舍。一方面，從單體模型轉(zhuǎn)移到微服務(wù)模型，能夠?qū)⑦M程分離成獨立的工作單元。這使得開發(fā)者們可以將注意力放在單一功能上，并且有助于測試和擴展。另一方面，由于將所有的東西都分成了多帶帶的服務(wù)，過去你只需管理一個單一部署單元的基礎(chǔ)設(shè)施，現(xiàn)在你卻必須管理每一個服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。正是為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”作為一個解決方案便誕生了。

容器技術(shù)已經(jīng)存在一段時間了，它以不同的形式實現(xiàn)且已取得不同程度的成功。這項技術(shù)從上世紀80年代初的chroot開始，并在之后帶來了如Virtuozzo和Sysjail這樣形式的產(chǎn)品。直到2013年Docker的誕生和其后的迅猛發(fā)展，一切才化零為整，才真正開始深刻影響了應(yīng)用程序在容器模型中的開發(fā)、測試和部署。

“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”的實踐，和Docker容器一起，象征著一個最具顛覆性和創(chuàng)新性的改變，它影響了我們今天開發(fā)和發(fā)布軟件的過程。

什么是“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”（IaC）？

在深入探討IaC及它和容器的關(guān)系之前，先看看IaC的具體含義吧。IaC指的是開發(fā)應(yīng)用程序本身的同時，對硬件和操作系統(tǒng)需求的供應(yīng)編寫腳本的實踐。通常，管理這些腳本的方式和軟件代碼庫類似，包括版本控制和自動化測試。

當正確執(zhí)行時，腳本將代替管理員登陸新機器并進行配置。這些腳本描述了新機器的理想狀態(tài)，并會執(zhí)行必要的步驟來配置機器，以實現(xiàn)這一狀態(tài)。

“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”帶來的核心便利

IaC旨在利用系統(tǒng)配置來緩解最常見的痛點，特別是以前配置一個新環(huán)境通常需要花費大量的時間。每一個環(huán)境都需要多帶帶配置，且如果某處出現(xiàn)錯誤，通常需重新進行整個過程。IaC消除了這些痛點，并向開發(fā)者和運維人員提供了以下額外的便利：

重新使用常見的腳本變得相對簡單了。

整個供應(yīng)過程可實現(xiàn)自動化，連供應(yīng)硬件都可以作為持續(xù)交付過程的一部分。

版本控制，可以根據(jù)需要測試和回滾較新的配置。

同行審查和腳本強化。不需手動地從文檔或內(nèi)存中配置，就可以對腳本進行審查、更新和持續(xù)改進。

文檔是自動的，因為本質(zhì)上它就是腳本本身。

過程可以被測試。

容器，將“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”帶向新高度

作為開發(fā)者，我想我們都遇到過諸如“我不知道啊，反正它在我的機器上工作！”這樣的情況。往好處說，這是一種詼諧有趣的說法；但往壞處說，它代表了我們每天都要處理的一個很大的問題。Docker這一革新性的技術(shù)不僅有效消除了開發(fā)者的這些擔憂，它還使得IaC在開發(fā)過程中成為一個核心組件。

為了更好地說明這一點，讓我們想象一個已經(jīng)Docker化的Web應(yīng)用，它有簡單的UI界面。該應(yīng)用將有一個類似于如下所示的Dockerfile，具體說明了包含該應(yīng)用的容器的配置信息。

FROM ubuntu:12.04

# Install dependencies
RUN apt-get update -y && apt-get install -y git curl apache2 php5 libapache2-mod-php5 php5-mcrypt php5-mysql

# Install app
RUN rm -rf /var/www/*
ADD src /var/www

# Configure apache
RUN a2enmod rewrite
RUN chown -R www-data:www-data /var/www
ENV APACHE_RUN_USER www-data
ENV APACHE_RUN_GROUP www-data
ENV APACHE_LOG_DIR /var/log/apache2

EXPOSE 80

CMD ["/usr/sbin/apache2", "-D", "FOREGROUND"]

如果你熟悉Docker，這是一個相當?shù)湫秃秃唵蔚腄ockerfile，你應(yīng)該已經(jīng)知道了它是什么。如果你不熟悉Dockerfile，那么可以理解為，這個文件將用于創(chuàng)建一個Docker鏡像，它本質(zhì)上是一個用來創(chuàng)建容器的模板。Docker容器創(chuàng)建完畢后，鏡像將用于構(gòu)建容器，于是一個自包含的應(yīng)用程序就這么產(chǎn)生了。從開發(fā)工作站到高可用云集群，它可以在已經(jīng)將其實例化的任何機器上使用。

我們看一下文件中的幾個關(guān)鍵參數(shù)，并看看它們在過程中實現(xiàn)了什么：

FROM ubuntu:12.04

這一行是從Docker Hub中拉取一個Ubuntu Docker鏡像，作為新容器的基礎(chǔ)。Docker Hub是主要的Docker鏡像在線倉庫。如果你訪問Docker Hub并在其中搜索這個鏡像，你就能找到Ubuntu鏡像倉庫了。這是一個官方鏡像，是由Docker支持的專門團隊負責管理的。使用該鏡像的好處是，當你的底層技術(shù)出現(xiàn)問題時，很有可能已經(jīng)有人開發(fā)出了修復(fù)補丁并實現(xiàn)了它，并且你所需要做的只是更新你的Dockerfile到新版本，重建你的鏡像，并再一次測試和部署你的容器。

Dockerfile中剩下的幾行將使用apt-get在基礎(chǔ)鏡像上安裝各種軟件包。將應(yīng)用程序的源添加到/var/www目錄，配置Apache，然后將容器的公開端口設(shè)置為端口80。

最后，當容器搭建好后運行CMD指令，這將初始化Apache服務(wù)器，打開它以接收http請求。

這是“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”最簡單的形式。這就是它的全部。

此時，假如你已經(jīng)在工作站上安裝并運行Docker了，你可以從Dockerfile所在的目錄中執(zhí)行以下指令：

$ docker build -t my_demo_application:v0.1

Docker將為你構(gòu)建鏡像，將其命名為my_demo_application并加標簽v0.1，v0.1實際是一個版本編號。鏡像創(chuàng)建后，您可以使用以下命令獲取該鏡像，并使用該鏡像創(chuàng)建容器。

$ docker run -d my_demo_application:v0.1

就像這樣，你就可以在本地機器上運行你的應(yīng)用程序，或者在你選擇的任何硬件上運行它。

結(jié)語

一份簡單的Dockerfile，可以檢查你的源代碼，指定應(yīng)用程序的環(huán)境、配置和訪問路徑，這就是Docker和“基礎(chǔ)設(shè)施即代碼”的最簡單形式。同時你可以使用docker compose來定義多層次服務(wù)的組合應(yīng)用，每個服務(wù)都包含一個獨立的Dockerfile或者導(dǎo)入Docker倉庫的一個鏡像。你還可以使用docker compose的增強版本rancher compose，這是微服務(wù)部署利器，可以讓我們更加便利得玩轉(zhuǎn)rolling upgrade等高級特性。

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