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The Docker Book
James Turnbull
March 12, 2019
Version: v18.09.2 (b71a7e7)
Website: The Docker Book
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Contents
Page
Foreword 1
Who is this book for? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
A note about versions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Credits and Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Technical Reviewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Scott Collier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
John Ferlito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Pris Nasrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Technical Illustrator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Proofreader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Author . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Conventions in the book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Code and Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Colophon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Errata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Version . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Chapter 1 Introduction 6
Introducing Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
An easy and lightweight way to model reality . . . . . . . . . . . . . 8
A logical segregation of duties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Fast, efficient development life cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Encourages service oriented architecture . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Docker components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Docker client and server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
i
Contents
Docker images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Registries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Compose, Swarm and Kubernetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
What can you use Docker for? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Docker with configuration management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Docker’s technical components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
What’s in the book? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Docker resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Chapter 2 Installing Docker 19
Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Installing on Ubuntu and Debian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Checking for prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Installing Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Docker and UFW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Installing on Red Hat and family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Checking for prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Installing Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Starting the Docker daemon on the Red Hat family . . . . . . . . . . 31
Docker for Mac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Installing Docker for Mac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Testing Docker for Mac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Docker for Windows installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Installing Docker for Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Testing Docker for Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Using Docker on OSX and Windows with this book . . . . . . . . . . . . 36
Docker installation script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Binary installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
The Docker daemon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Configuring the Docker daemon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Checking that the Docker daemon is running . . . . . . . . . . . . . 42
Upgrading Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Docker user interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Version: v18.09.2(b71a7e7) ii
Contents
Chapter 3 Getting Started with Docker 46
Ensuring Docker is ready . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Running our first container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Working with our first container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Container naming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Starting a stopped container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Attaching to a container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Creating daemonized containers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Seeing what’s happening inside our container . . . . . . . . . . . . . . . 58
Docker log drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Inspecting the container’s processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Docker statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Running a process inside an already running container . . . . . . . . . . 63
Stopping a daemonized container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Automatic container restarts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Finding out more about our container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Deleting a container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Chapter 4 Working with Docker images and repositories 71
What is a Docker image? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Listing Docker images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Pulling images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Searching for images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Building our own images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Creating a Docker Hub account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Using Docker commit to create images . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Building images with a Dockerfile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Building the image from our Dockerfile . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
What happens if an instruction fails? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Dockerfiles and the build cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Using the build cache for templating. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Viewing our new image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Launching a container from our new image . . . . . . . . . . . . . . 98
Dockerfile instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Version: v18.09.2(b71a7e7) iii
Contents
Pushing images to the Docker Hub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Automated Builds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Deleting an image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Running your own Docker registry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Running a registry from a container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Testing the new registry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Alternative Indexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Quay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Chapter 5 Testing with Docker 139
Using Docker to test a static website . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
An initial Dockerfile for the Sample website . . . . . . . . . . . . . . 140
Building our Sample website and Nginx image . . . . . . . . . . . . 144
Building containers from our Sample website and Nginx image . . 146
Editing our website . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Using Docker to build and test a web application . . . . . . . . . . . . . 151
Building our Sinatra application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Creating our Sinatra container . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Extending our Sinatra application to use Redis . . . . . . . . . . . . 158
Connecting our Sinatra application to the Redis container . . . . . 163
Docker internal networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Docker networking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Connecting containers summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Using Docker for continuous integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Build a Jenkins and Docker server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Create a new Jenkins job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Running our Jenkins job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Next steps with our Jenkins job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Summary of our Jenkins setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Multi-configuration Jenkins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Create a multi-configuration job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Testing our multi-configuration job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Summary of our multi-configuration Jenkins . . . . . . . . . . . . . . 205
Other alternatives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Version: v18.09.2(b71a7e7) iv
Contents
Drone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Shippable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Chapter 6 Building services with Docker 207
Building our first application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
The Jekyll base image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Building the Jekyll base image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
The Apache image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Building the Jekyll Apache image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Launching our Jekyll site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Updating our Jekyll site . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Backing up our Jekyll volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Extending our Jekyll website example . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Building a Java application server with Docker . . . . . . . . . . . . . . . 221
A WAR file fetcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Fetching a WAR file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Our Tomcat 7 application server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Running our WAR file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Building on top of our Tomcat application server . . . . . . . . . . . 228
A multi-container application stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
The Node.js image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
The Redis base image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
The Redis primary image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
The Redis replica image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Creating our Redis back-end cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Creating our Node container. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Capturing our application logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Summary of our Node stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Managing Docker containers without SSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Chapter 7 Docker Orchestration and Service Discovery 254
Docker Compose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Installing Docker Compose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Version: v18.09.2(b71a7e7) v
Contents
Getting our sample application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
The docker-compose.yml file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Running Compose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Using Compose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Compose in summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Consul, Service Discovery and Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Building a Consul image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Testing a Consul container locally . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Running a Consul cluster in Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Starting the Consul bootstrap node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Starting the remaining nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Running a distributed service with Consul in Docker . . . . . . . . . 292
Docker Swarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
Understanding the Swarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Installing Swarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Setting up a Swarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Running a service on your Swarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Orchestration alternatives and components . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
Fleet and etcd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Kubernetes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Apache Mesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Helios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Centurion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Chapter 8 Using the Docker API 320
The Docker APIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
First steps with the Engine API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Testing the Docker Engine API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Managing images with the API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Managing containers with the API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Improving the TProv application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Authenticating the Docker Engine API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Create a Certificate Authority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Create a server certificate signing request and key . . . . . . . . . . 341
Version: v18.09.2(b71a7e7) vi
Contents
Configuring the Docker daemon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Creating a client certificate and key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Configuring our Docker client for authentication . . . . . . . . . . . 349
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Chapter 9 Getting help and extending Docker 352
Getting help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
The Docker forums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Docker on IRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Docker on GitHub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Reporting issues for Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Setting up a build environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Install Docker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Install source and build tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Check out the source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Contributing to the documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Build the environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Running the tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
Use Docker inside our development environment . . . . . . . . . . . 361
Submitting a pull request. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Merge approval and maintainers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
List of Figures 366
List of Listings 380
Index 381
Version: v18.09.2(b71a7e7) vii
