极海云容器化之路
随着业务需求的快速变化和趋于复杂，要求技术架构能够及时调整以适应业务需求。极海云采用了微服务架构来应对这些挑战，将以往复杂且全面的系统被拆分为多个互相关联的微服务，它们之间通过HTTP或者其他网络协议互相协作，从而让我们有能力以服务的粒度对系统个别部分进行调整，提高系统的灵活性，应对快速变化的业务需求。借助微服务，我们不必统一技术栈，只要定义好协作接口。微服务无疑对系统的伸缩性和灵活性有很大的裨益，但同时也带来了一些挑战，技术栈的增多，导致开发、测试和生产环境的依赖也变得多了起来，部署起来也更麻烦，应用程序启动也千差万别，尤其是私有环境部署环境和预期环境不一致时，我们的ops团队就会变得狂躁起来，时间紧，流程多，任务重，就像三座大山一样。那么，有没有可以解决这些问题的技术呢？幸运的是，有！这就是当前正红的容器技术，其中又以docker为当红小生。在这篇文章里，我们就谈一谈docker技术的原委，如何利用docker解决微服务带来的问题。
1. Docker是什么
Docker是一个开源容器项目，可以为应用程序创建一个独立的、不依赖于特定操作系统的，与其他应用程序隔离的运行环境，从而让应用程序开发、布署变得简单。
Docker并没有创新技术，而是创造性的利用Linux现有cgroups、namespace、AUFS等技术，创建独立的软件容器。利用docker，我们可以将应用程序本身、依赖环境，以及配置打包为一个镜像（Image），镜像是一个压缩文件，便于通过网络传输；在部署了docker的环境中，通过 docker run 命令就可以让镜像运行起来，成为容器（container），无需管理其依赖问题。docker还有一些周边的配套设施，例如自动化配置docker运行环境的 docker machine ，管理多个容器之间依赖的 docker compose ，管理容器集群的 docker swarm 和kubernetes ，这就为docker在容器云领域的流行奠定了基础。
1.1 Docker与虚拟机（VM-Virtual Machine）区别
说到这里，大家肯定会想到虚拟机，在docker出现之前，虚拟机就在这个领域发挥作用。其实，它们两个抽象的层次是不同的，虚拟机是抽象硬件资源，每一个虚拟机实例占用指定数量的CPU、内存、硬盘等资源，这些资源每个虚拟机实例之间不会共享；docker是抽象软件资源，它和Linux上运行的一个应用程序没有多少区别，得益于AUFS，相同的镜像部分占据的资源是共享的，也就是说如果一个镜像启动了多个容器，则只占用一个容器占用的资源，外加AUFS中的可写层（非常少）。这就说明，在部署集群时，docker比虚拟机在资源占用方面更有优势。
另一个不同之处，虚拟机包含系统，所以其启动时间包含系统启动的过程，一般几分钟，而docker镜像启动相当于启动一个进程，往往只需要几秒钟。
1.2 docker与宿主机之间的隔离机制
docker通过Linux的命名空间（namespace）与宿主机进行隔离，命名空间不仅会将docker的进程与宿主机进程隔离，还会对docker和宿主的网络进行隔离，然而，很多时候，容器需要访问宿主机的网络，因此docker提供了四种网络模式：Host、Container、None、Bridge，bridge是docker容器启动的默认网络模式，也就是我们常说的网桥，docker会为每一个启动的容器分配一个IP和mac地址，docker子网通过宿主机的iptables进行转发，例如我们通过 docker run -d 5432:5432 imageName 启动容器，那么访问主机的5432端口，就会转发到相应容器的5432端口。
文件系统的隔离，docker通过libcontainer限制容器对宿主机的真实目录的访问，并将容器的目录映射到docker在宿主机开辟的私有目录，从而使容器既能正常运行，又能实现与宿主机的文件目录的隔离。如果有需要访问宿主机的目录，在启动时可以指定 volume 参数，作用相当于将指定的宿主机目录挂载到容器的指定目录，还可以挂载其他容器的目录（常用于日志收集）。
2. docker全家桶
docker要打造一个生态（可能是效仿乐视），生态主要成员有，自动化配置docker运行环境的docker machine，管理docker镜像的docker registry，管理多个容器之间依赖的docker compose，管理容器集群的docker swarm和kubernetes，我们这里就不全介绍了。
2.1 docker compose
docker compose是管理多个容器的工具，主要使用场景是利用docker-compose.yml定义组成app的所有服务以及它们之间的依赖关系，直接在docker-compose.yml所在目录运行 docker-compose up -d ，Compose将启动所有的app，这样就不需要针对每个镜像运行 docker run 启动了。
2.2 docker registry
docker registry用于创建私有仓库服务器，registry本身是一个docker镜像，用来搭建私有仓库，构建好的镜像，可以使用 docker push 来推送自己的镜像到私有仓库，之后就可以 docker pull 命令来下载镜像使用。可以想象docker registry是nodejs中自己搭建的npm私有仓库。
2.3 docker swarm与kubernetes
docker swarm和kubernetes用于管理容器集群，用于构建可以灵活伸缩的云服务场景。docker swarm是docker公司自己构建的一套系统，kubernetes是Google在自己的云服务管理经验之上构建的一套系统，之前一直是竞争状态，可就在最近，docker公司宣布支持kubernetes，估计kubernetes更强大，用户基数大，docker公司不想与用户为敌。
3. docker使用场景
利用docker镜像便于构建、传输、交付的特点，可以利用docker可以做很多事情，比如，构建本地开发环境，持续集成，在一个隔离网络环境内分发镜像。
3.1 docker与本地开发
利用docker的volume参数，将docker宿主机的目录挂载到docker容器指定目录，那么宿主机的相应目录的任意更改将直接反映到容器，无需重新启动容器。这个特性用于开发非常方便，尤其需要复杂依赖的开发，无需配置，直接拉取镜像，启动即可。
3.2 docker与自动部署、持续交付
docker可以与Jenkins结合，构建一个持续集成环境，代码提交到Git仓库，触发Jenkins构建镜像，镜像构建完成推送到registry，并替换掉之前版本的镜像。
4. 容器化给极海的助力
4.1 开发助力
极海是一站式地理大数据云服务提供商，开发的产品表面简单易用，但背后需要复杂的开发环境，往往各个小伙伴分别负责一个产品，不同的产品有不同的依赖，配置开发环境对于负责人来说不难，但对于刚接手或者临时需要开发的小伙伴可就要了亲命！依赖还需要依赖，依赖之间需要配置的情况非常常见，新人入职往往需要三四天的时间配置开发环境~！
极海云各个产品容器化之后，我们便改变了这种现状，新入手一个项目，首先从Git仓库下载代码，然后pull其镜像，使用 volume 参数将代码目录挂载到docker容器，就完成了配置。而且，改变本地目录的代码会直接反映到容器，如果是web应用，那么刷新浏览器之后就可以看到效果。
4.2 私有部署助力
很多极海用户反映使用极海云平台很满意，想要在自己的私有环境部署一套极海云服务，供自己的公司或者机构使用。在以前，由于用户的私有环境安全方面的考虑，不能让外网访问服务器，很多时候我们需要跑一趟，对服务器各种配置，对应用各种配置，期间还会遇到各种没有预期到的问题。现在好了，我们直接给用户一个docker-compose配置文件，用户直接利用docker-compose即可在很短时间内完成部署。
5. 总结
微服务的兴起带来了诸多好处，但同时带来了一些问题，容器化的兴起在很大程度上解决了这些问题，也给我们带来了全新的开发和部署思路。当容器越来越多，如何管理也越发困难，kubernetes便开始在此处发光发热。
我们不断采用新技术，拥抱未来，同时我们也不断踩坑，填坑，不过为了极海的用户们，我们乐此不疲！