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Docker三剑客之Docker-Machine¶
Docker Machine是Docker官方三剑客项目之一，负责使用Docker容器的第一步：在多种平台上快速安装和维护Docker运行环境。它支持多种平台，让用户可以在很短时间内在本地或云环境中搭建一套Docker主机集群。
本章将介绍Docker Machine项目的具体情况，以及安装和使用的相关命令。
Machine项目是Docker官方的开源项目，负责实现对Docker运行环境进行安装和管理，特别在管理多个Docker环境时，使用Machine要比手动管理高效得多。
Machine的定位是“在本地或者云环境中创建Docker主机”。其代码在https://github.com/docker/machine 上开源，遵循Apache-2.0许可，目前最新版本为0.13.0。
Machine项目主要由Go语言编写，用户可以在本地任意指定由Machine管理的Docker主机，并对其进行操作。
其基本功能包括：
在指定节点或平台上安装Docker引擎，配置其为可使用的Docker环境；
集中管理（包括启动、查看等）所安装的Docker环境。
Machine连接不同类型的操作平台是通过对应驱动来实现的，目前已经集成了包括AWS、IBM、Google，以及OpenStack、VirtualBox、vSphere等多种云平台的支持。
Docker Machine可以在多种操作系统平台上安装，包括Linux、Mac OS以及Windows，下面分别介绍。
安装Machine¶
1.Linux平台上的安装¶
在Linux平台上的安装十分简单，推荐从官方Release库（https://github.com/docker/ma-chine/releases ）直接下载编译好的二进制文件即可。
例如，在Linux 64位系统上直接下载对应的二进制包，以最新的0.13.0为例：
$ sudo curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.13.0/docker-machine-'uname -s'-'uname -m' > docker-machine
$ sudo mv docker-machine /usr/local/bin/docker-machine
$ sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-machine
安装完成后，查看版本信息，验证运行正常：
$ docker-machine -v
docker-machine version 0.13.0, build 9ba6da9
为了支持命令自动补全，还可以安装补全脚本：
$ scripts=( docker-machine-prompt.bash docker-machine-wrapper.bash docker-machine.bash ); for i in "${scripts[@]}"; do sudo wget https://raw.githubuser-content.com/docker/machine/v0.13.0/contrib/completion/bash/${i} -P /etc/bash_completion.d; done
2.Mac OS系统上的安装¶
Mac OS平台上的安装跟Linux平台十分类似，唯一不同的是下载二进制文件的路径不同。例如，同样是0.13.0版本，Mac OS平台上的安装命令为：
$ curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.13.0/docker-machine-'uname -s'-'uname -m' >/usr/local/bin/docker-machine
$ chmod +x /usr/local/bin/docker-machine
3.Windows系统上的安装¶
Windows平台的安装要复杂一些，首先需要安装git-bash（https://git-for-windows.github.io ）。git-bash是Windows下的git客户端软件包，会提供类似Linux下的一些基本的工具，例如bash、curl、ssh命令等，最新版本为2.16。
安装之后，启动一个git-bash的命令行界面，仍然通过下载二进制包方式安装Docker Machine：
$ if [[ ! -d "$HOME/bin" ]]; then mkdir -p "$HOME/bin"; fi
$ curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.13.0/docker-machine-Windows-x86_64.exe > "$HOME/bin/docker-machine.exe" && \
chmod +x "$HOME/bin/docker-machine.exe"
使用Machine¶
Docker Machine通过多种后端驱动来管理不同的资源，包括虚拟机、本地主机和云平台等。通过-d选项可以选择支持的驱动类型。
1.虚拟机¶
可以通过virtualbox驱动支持本地（需要已安装virtualbox）启动一个虚拟机环境，并配置为Docker主机：
$ docker-machine create --driver=virtualbox test
将启动一个全新的虚拟机，并安装Docker引擎。
安装成功后，可以通过docker-machine env命令查看访问所创建Docker环境所需要的配置信息：
$ docker-machine env test
export DOCKER_TLS_VERIFY="1"
export DOCKER_HOST="tcp://192.168.56.101:2376"
export DOCKER_CERT_PATH="/Users/<yourusername>/.docker/machine/machines/default"
export DOCKER_MACHINE_NAME="test"
# Run this command to configure your shell:
# eval "$(docker-machine env test)"
使用完毕后，可以通过如下命令来停止Docker主机：
$ docker-machine stop test
此外，Machine还支持Microsoft Hyper-V虚拟化平台。
2.本地主机¶
这种驱动适合主机操作系统和SSH服务都已经安装好，需要对其安装Docker引擎。
首先确保本地主机可以通过user账号的key直接ssh到目标主机。使用generic类型的驱动，注册一台Docker主机，命名为test：
$ docker-machine create -d generic --generic-ip-address=10.0.100.102 --generic-ssh-user=user test
Running pre-create checks...
Creating machine...
(test) OUT | Importing SSH key...
Waiting for machine to be running, this may take a few minutes...
Machine is running, waiting for SSH to be available...
Detecting operating system of created instance...
Detecting the provisioner...
Provisioning created instance...
...
从命令输出上可以看到，Machine通过SSH连接到指定节点，并在上面安装Docker引擎。
创建主机成功后，可以通过docker-machine ls命令来查看注册到本地管理列表中的Docker主机：
$ docker-machine ls
NAME ACTIVE DRIVER STATE URL SWARM DOCKER ERRORS
test - generic Running tcp://10.0.100.102:2376 v18.3
还可以通过inspect命令查看指定Docker主机的具体信息。
3.云平台驱动¶
以Amazon Web Services云平台为例，配置其上的虚拟机为Docker主机。
需要指定Access Key ID、Secret Access Key、VPC ID等信息。例如：
$ docker-machine create --driver amazonec2 --amazonec2-access-key AKI******* --amazonec2-secret-key 8T93C********* --amazonec2-vpc-id vpc-****** aws_instance
其他支持的云平台还包括Microsoft Azure、Digital Ocean、Exoscale、Google Compute Engine、Rackspace、IBM Softlayer等，用户可根据自身情况选择使用。
4.客户端配置¶
默认情况下，所有的客户端配置数据都会自动存放在~/.docker/machine/machines/路径下。用户可以定期备份这一目录以避免出现客户端连接配置丢失。
当然，该路径下内容仅为客户端侧的配置和数据，删除其下内容并不会影响到已经创建的Docker环境。
Machine命令¶
Machine提供了一系列的子命令，每个命令都带有一系列参数，可以通过如下命令查看具体用法：
$ docker-machine <COMMAND> -h
命令参见表23-1。
表23-1 Machine命令列表
下面具体介绍部分命令的用法。
1.active¶
格式为docker-machine active[arg...]。
支持-timeout，-t“10”选项，代表超时时间，默认为10s。查看当前激活状态的Docker主机。激活状态意味着当前的DOCKER_HOST环境变量指向该主机。例如，下面命令列出当前激活主机为dev主机：
$ docker-machine ls
NAME ACTIVE DRIVER STATE URL
dev virtualbox Running tcp://192.168.56.102:2376
staging * digitalocean Running tcp://104.236.60.101:2376
$ echo $DOCKER_HOST
tcp://104.236.60.101:2376
$ docker-machine active
staging
2.config¶
格式为docker-machine config[OPTIONS] [arg...]。
支持-swarm参数，表示打印Swarm集群信息，而不是Docker信息。查看到Docker主机的连接配置信息。例如，下面显示dev主机的连接信息：
$ docker-machine config dev
--tlsverify --tlscacert="/home/docker_user/.docker/machines/dev/ca.pem" --tl-scert="/home/docker_user/.docker/machines/dev/cert.pem" --tlskey="/home/docker_user/.docker/machines/dev/key.pem" -H tcp://192.168.56.102:2376
3.create¶
格式为docker-machine create[OPTIONS][arg…]。创建一个Docker主机环境。支持的选项包括：
·-driver，-d“virtualbox”：指定驱动类型；
·-engine-install-url“https://get.docker.com”：配置Docker主机时的安装URL；
·-engine-opt option：以键值对格式指定所创建Docker引擎的参数；
·-engine-insecure-registry option：以键值对格式指定所创建Docker引擎允许访问的不支持认证的注册仓库服务；
·-engine-registry-mirror option：指定使用注册仓库镜像；
·-engine-label option：为所创建的Docker引擎添加标签；
·-engine-storage-driver：存储后端驱动类型；
·-engine-env option：指定环境变量；
·-swarm：配置Docker主机加入到Swarm集群中；
·-swarm-image“swarm：latest”：使用Swarm时候采用的镜像；
·-swarm-master：配置机器作为Swarm集群的master节点；
·-swarm-discovery：Swarm集群的服务发现机制参数；
·-swarm-strategy“spread”：Swarm默认调度策略；
·-swarm-opt option：任意传递给Swarm的参数；
·-swarm-host“tcp：//0.0.0.0：3376”：指定地址将监听Swarm master节点请求；
·-swarm-addr：从指定地址发送广播加入Swarm集群服务。
例如，通过如下命令可以创建一个Docker主机的虚拟机镜像：
$ docker-machine create -d virtualbox \
--engine-storage-driver overlay \
--engine-label name=testmachine \
--engine-label year=2018 \
--engine-opt dns=8.8.8.8 \
--engine-env HTTP_PROXY=http://proxy.com:3128 \
--engine-insecure-registry registry.private.com \
mydockermachine
所创建Docker主机虚拟机中的Docker引擎将：
·使用overlay类型的存储驱动；
·带有name=testmachine和year=2015两个标签；
·引擎采用8.8.8.8作为默认DNS；
·环境变量中指定HTTP代理服务http://proxy.com:3128/。
·允许使用不带验证的注册仓库服务registry.private.com。
4.env¶
格式为docker-machine env[OPTIONS] [arg...]。
显示连接到某个主机需要的环境变量。支持的选项包括：
·-swarm：显示Swarm集群配置；
·-shell：指定所面向的Shell环境，默认为当前自动探测；
·-unset，-u：取消对应的环境变量；
·-no-proxy：添加对象主机地址到NO_PROXY环境变量。
例如，显示连接到default主机所需要的环境变量：
$ docker-machine env default
export DOCKER_TLS_VERIFY="1"
export DOCKER_HOST="tcp://192.168.56.102:2376"
export DOCKER_CERT_PATH="/home/docker_user/.docker/machine/certs"
export DOCKER_MACHINE_NAME="default"
5.inspect¶
格式为docker-machine inspect[OPTIONS] [arg...]。
以json格式输出指定Docker主机的详细信息。支持-format，-f选项使用指定的Go模板格式化输出。例如：
$ docker-machine inspect default
{
"DriverName": "virtualbox",
"Driver": {
"MachineName": "docker-host-128be8d287b2028316c0ad5714b90bcfc11f998056f2f790f7c1f43f3d1e6eda",
"SSHPort": 22,
"Memory": 1024,
"DiskSize": 20000,
"Boot2DockerURL": "",
"IPAddress": "192.168.56.102"
},
...
}
6.ip¶
获取指定Docker主机地址。例如，获取default主机的地址，可以用如下命令：
$ docker-machine ip default
192.168.56.102
7.kill¶
直接杀死指定的Docker主机。
指定Docker主机会强行停止。
8.ls¶
列出所有管理的主机。格式为docker-machine ls[OPTIONS] [arg...]。例如：
$ docker-machine ls
NAME ACTIVE DRIVER STATE URL
default - virtualbox Stopped
test0 - virtualbox Running tcp://192.168.56.105:2376
test1 - virtualbox Running tcp://192.168.56.106:2376
test2 * virtualbox Running tcp://192.168.56.107:2376
可以通过–filter只输出某些Docker主机，支持过滤器包括名称正则表达式、驱动类型、Swarm管理节点名称、状态等。例如：
$ docker-machine ls --filter state=Stopped
NAME ACTIVE DRIVER STATE URL SWARM
default - virtualbox Stopped
支持选项包括：
·–quiet，-q：减少无关输出信息；
·–filter[–filter option–filter option]：只输出符合过滤条件主机；
·-timeout，-t“10”：命令执行超时时间，默认为10s；
·-format，-f：使用所指定的Go模板格式化输出。
本章小结¶
本章介绍了Docker三剑客之一：Docker Machine项目。通过介绍可以看出，当要对多个Docker主机环境进行安装、配置和管理时，采用Docker Machine的方式将远比手动方式快捷。不仅提高了操作速度，更通过批量统一的管理减少了出错的可能。尤其在大规模集群和云平台环境中推荐使用。
当然，读者也可以考虑使用Ansible等DevOps工具来实现对Docker环境的自动化管理工作。
安装完成Docker环境后，配合Compose和Swarm，可以实现完整的Docker容器生命周期管理。