容器: 让“基础设施即代码”更容易

Posted 2020-09-03

容器在“基础设施即代码（Infrastructure as Code）”中有什么意义？

一句话概括的话，容器意味着一切。

为什么这么说呢？当你在比较单体应用和微服务时，一定会有一些权衡和取舍。一方面，从单体模型转移到微服务模型，能够将进程分离成独立的工作单元。这使得开发者们可以将注意力放在单一功能上，并且有助于测试和扩展。另一方面，由于将所有的东西都分成了单独的服务，过去你只需管理一个单一部署单元的基础设施，现在你却必须管理每一个服务的基础设施。正是为了应对这一挑战，“基础设施即代码”作为一个解决方案便诞生了。

容器技术已经存在一段时间了，它以不同的形式实现且已取得不同程度的成功。这项技术从上世纪80年代初的chroot开始，并在之后带来了如Virtuozzo和Sysjail这样形式的产品。直到2013年Docker的诞生和其后的迅猛发展，一切才化零为整，才真正开始深刻影响了应用程序在容器模型中的开发、测试和部署。

“基础设施即代码”的实践，和Docker容器一起，象征着一个最具颠覆性和创新性的改变，它影响了我们今天开发和发布软件的过程。

什么是“基础设施即代码”（IaC）？

在深入探讨IaC及它和容器的关系之前，先看看IaC的具体含义吧。IaC指的是开发应用程序本身的同时，对硬件和操作系统需求的供应编写脚本的实践。通常，管理这些脚本的方式和软件代码库类似，包括版本控制和自动化测试。

当正确执行时，脚本将代替管理员登陆新机器并进行配置。这些脚本描述了新机器的理想状态，并会执行必要的步骤来配置机器，以实现这一状态。

“基础设施即代码”带来的核心便利

IaC旨在利用系统配置来缓解最常见的痛点，特别是以前配置一个新环境通常需要花费大量的时间。每一个环境都需要单独配置，且如果某处出现错误，通常需重新进行整个过程。IaC消除了这些痛点，并向开发者和运维人员提供了以下额外的便利：

1. 重新使用常见的脚本变得相对简单了。

2. 整个供应过程可实现自动化，连供应硬件都可以作为持续交付过程的一部分。

3. 版本控制，可以根据需要测试和回滚较新的配置。

4. 同行审查和脚本强化。不需手动地从文档或内存中配置，就可以对脚本进行审查、更新和持续改进。

5. 文档是自动的，因为本质上它就是脚本本身。

6. 过程可以被测试。

容器，将“基础设施即代码”带向新高度

作为开发者，我想我们都遇到过诸如“我不知道啊，反正它在我的机器上工作！”这样的情况。往好处说，这是一种诙谐有趣的说法；但往坏处说，它代表了我们每天都要处理的一个很大的问题。Docker这一革新性的技术不仅有效消除了开发者的这些担忧，它还使得IaC在开发过程中成为一个核心组件。

为了更好地说明这一点，让我们想象一个已经Docker化的Web应用，它有简单的UI界面。该应用将有一个类似于如下所示的Dockerfile，具体说明了包含该应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，这是一个相当典型和简单的Dockerfile，你应该已经知道了它是什么。如果你不熟悉Dockerfile，那么可以理解为，这个文件将用于创建一个Docker镜像，它本质上是一个用来创建容器的模板。Docker容器创建完毕后，镜像将用于构建容器，于是一个自包含的应用程序就这么产生了。从开发工作站到高可用云集群，它可以在已经将其实例化的任何机器上使用。

我们看一下文件中的几个关键参数，并看看它们在过程中实现了什么：

FROM ubuntu:12.04

这一行是从Docker Hub中拉取一个Ubuntu Docker镜像，作为新容器的基础。Docker Hub是主要的Docker镜像在线仓库。如果你访问Docker Hub并在其中搜索这个镜像，你就能找到Ubuntu镜像仓库了。这是一个官方镜像，是由Docker支持的专门团队负责管理的。使用该镜像的好处是，当你的底层技术出现问题时，很有可能已经有人开发出了修复补丁并实现了它，并且你所需要做的只是更新你的Dockerfile到新版本，重建你的镜像，并再一次测试和部署你的容器。

Dockerfile中剩下的几行将使用apt-get在基础镜像上安装各种软件包。将应用程序的源添加到/var/www目录，配置Apache，然后将容器的公开端口设置为端口80。

最后，当容器搭建好后运行CMD指令，这将初始化Apache服务器，打开它以接收http请求。

这是“基础设施即代码”最简单的形式。这就是它的全部。

此时，假如你已经在工作站上安装并运行Docker了，你可以从Dockerfile所在的目录中执行以下指令：

$ docker build -t my_demo_application:v0.1

Docker将为你构建镜像，将其命名为my_demo_application并加标签v0.1，v0.1实际是一个版本编号。镜像创建后，您可以使用以下命令获取该镜像，并使用该镜像创建容器。

$ docker run -d my_demo_application:v0.1

就像这样，你就可以在本地机器上运行你的应用程序，或者在你选择的任何硬件上运行它。

结语

一份简单的Dockerfile，可以检查你的源代码，指定应用程序的环境、配置和访问路径，这就是Docker和“基础设施即代码”的最简单形式。同时你可以使用docker compose来定义多层次服务的组合应用，每个服务都包含一个独立的Dockerfile或者导入Docker仓库的一个镜像。你还可以使用docker compose的增强版本rancher compose，这是微服务部署利器，可以让我们更加便利得玩转rolling upgrade等高级特性。

译者：刘力，Rancher Labs大中华区架构师。

原文链接：Rancher Labs

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