筆者在《Docker Machine 簡介》一文中簡單介紹了 Docker Machine 及其基本用法，但是忽略的細節實在是太多了。比如 Docker 與 Docker Machine 的區別？又如當我們執行 docker-machine create 命令時，Docker Machine 都做了哪些重要的事情使得我們可以遠程操作 Docker daemon？這樣的遠程操作安全嗎？本文將試圖解讀這些問題。注：本文的演示環境為 Ubuntu16.04。

Docker 與 Docker Machine 的區別

Docker 是一個 Client-Server 架構的應用，人家是有官稱的：Docker Engine。Docker 只是大家對 Docker Engine 的昵稱，當然 Docker 還有其他的意思，比如一家公司的名稱。簡單起見，本文中的 Docker 等同于 Docker Engine。

提到 Docker 我們必須要知道它包含了三部分內容：

• Docker daemon
• 一套與 Docker daemon 交互的 REST API
• 一個命令行客戶端

下圖很清晰的展示了它們之間的關系：

Docker Machine 則是一個安裝和管理 Docker 的工具。它有自己的命令行工具：docker-machine。

Docker daemon socket

既然 Docker 客戶端要和 Docker daemon 通過 REST API 通信，那就讓我們看看它們可以采用的方法有哪些：

• Unix socket
• Systemd socket activation
• Tcp

我們可以簡單的把 1 和 2 理解成一種方式，就是同一臺主機上的進程間通信。至于 3 則很好理解：通過 tcp 協議進行跨網絡的通信。

既然 1 和 2 用于同一臺機器上的進程間通信，那么我們可以猜想：安裝在同一主機上的 Docker 客戶端和 Docker daemon 就是通過這種方式來通信的。事實也正是如此，我們可以查看安裝 Docker 時默認添加的 Docker daemon 啟動配置，打開文件 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service：

圖中的 -H 用來指定 Docker Daemon 監聽的 socket，此處指定的類型為 system socket activation。使用類型 1 和 2 進行通信需要進程具有 root 權限。這也是 Docker 安裝過程中會自動創建一個具有 root 權限的用戶和用戶組的主要原因。新創建的用戶和用戶組名稱為 docker，建議大家把需要操作 Docker 的用戶都加入到這個組中，否則當你執行命令時就會碰到下圖顯示的問題：

我們還可以同時指定多個 -H 參數讓 Docker daemon 同時監聽不同的 socket 類型。比如要添加對 TCP 端口 2376 的監聽就可以使用下面的命令行參數：

$ sudo dockerd -H fd:// -H tcp://0.0.0.0:2376

運行上面的命令，然后查看本機監聽的端口：

此時我們就可以從遠程主機上的 Docker 客戶端訪問這部主機的 2376 端口了。

DOCKER_HOST 環境變量

Docker 客戶端默認的配置是訪問本機的 Docker daemon，當你指定了 DOCKER_HOST 變量后，Docker 客戶端會訪問這個變量中指定的 Docker daemon。讓我們回顧一下 docker-machine env 命令：

原來我們在前文中執行的 $ eval $(docker-machine env krdevdb) 命令就是在設置 DOCKER_HOST 環境變量。

解決安全問題

我們的 Docker daemon 監聽了 tcp 端口，糟糕的是此時我們沒有做任何的保護措施。因此任何 Docker 客戶端都可以通過 tcp 端口與我們的 Docker daemon 交互，這顯然是無法接受的。解決方案是同時啟用 Docker daemon 和 Docker 客戶端的 TLS 證書認證機制。這樣 Docker daemon 和 Docker 客戶端之間的通信會被加密，并且只有安裝了特定證書的客戶端才能夠與對應的 Docker daemon 交互。

至此本文的鋪墊部分終于結束了，接下來我們將討論 Docker Machine 相關的內容。

Docker Machine create 命令

根據 Docker Machine 驅動的不同，create 命令執行的操作也不太一樣，但其中有兩步是我們在這里比較關心的：

docker-machine 會在您指定的主機上執行下面的操作：

• 安裝 Docker，并進行配置。
• 生成證書保護 Docker 服務的安全。

配置 Docker daemon

Docker 的安裝過程并沒有什么秘密，這里不再贅述。我們重點關注 Docker daemon 的配置。仔細觀察我們會發現，通過 docker-machine 安裝的 Docker 在 /etc/systemd/system 目錄下多出了一個 Docker 相關的目錄：docker.service.d。這個目錄中只有一個文件 10-machine.conf：

好吧，-H tcp://0.0.0.0:2376 出現在這里并沒有讓我們太吃驚。在我們做了巨多的鋪墊之后，你應該覺得這是理所當然才是。--tls 開頭的幾個參數主要和證書相關，我們會在后面的安全設置中詳細的介紹它們。讓人多少有些疑惑的地方是上圖中的 /usr/bin/docker。當前最新版本的 Docker Machine 還在使用舊的方式設置 Docker daemon，希望在接下來的版本中會有所更新。

這個配置文件至關重要，因為它會覆蓋 Docker 默認安裝時的配置文件，從而以 Docker Machine 指定的方式啟動 Docker daemon。至此我們有了一個可以被遠程訪問的 Docker daemon。

生成證書

我們在 Docker daemon 的配置文件中看到四個以 --tls 開頭的參數，分別是 --tlsverify、--tlscacert、--tlscert和 –tlskey。其中的 --tlsverify 告訴 Docker daemon 需要通過 TLS 來驗證遠程客戶端。其它三個參數分別指定了一個 pem 格式文件的路徑，按照它們指定的文件路徑去查看一下：

對比一下手動安裝的 Docker，會發現 /etc/docker 目錄下并沒有這三個文件。毫無疑問它們是 Docker Machine 生成的，主要是為了啟用 Docker daemon 的 TLS 驗證功能。關于 TLS，筆者在《局域網內部署 Docker Registry》一文中略有涉及，當時是手動配置的證書，感興趣的朋友可以參考一下。

現在讓我們回到安裝了 Docker Machine 的主機上。

查看 /home/nick/.docker/machines/krdevdb 目錄，發現了一些同名的文件(ca.pem、server-key.pem 和 server.pem)，和主機 drdevdb 上的文件對比一下，發現它們是一樣的！

讓我們再來觀察一下這幅圖：

除了我們關注過的 DOCKER_HOST，還有另外三個環境變量。其中的 DOCKER_TLS_VERIFY 告訴 Docker 客戶端需要啟用 TLS 驗證。DOCKER_CERT_PATH 則指定了 TLS 驗證所依賴文件的目錄，這個目錄正是我們前面查看的 /home/nick/.docker/machines/krdevdb 目錄。

行文至此，困擾我們的安全問題終于得到了解釋：Docker Machine 在執行 create 命令的過程中，生成了一系列保證安全性的秘鑰和數字證書(*.pem)文件。這些文件在本地和遠程 Docker 主機上各存一份，本地的用于配置 Docker 客戶端，遠程主機上的用于配置 Docker daemon，讓兩邊都設置 TLS 驗證的標記，依此實現安全的通信。

總結

從本文的前一部分可以看到，Docker 其實把該提供的都提供了，只是配置起來比較麻煩！但是對用戶來說，需要的總是更簡單，更容易的配置。因此從使用者的角度來看，Docker Machine 確實很酷，一個命令下去不僅能夠安裝虛機和 Docker，還完成了很多手動搞起來令人生畏的配置。然后帶來幾個清晰、簡單的命令。再然后，同學們就可以開心愉快的玩耍了！