在虚拟化出现之前，Web 服务器和 Web 应用程序的管理繁琐且效率低下。虚拟化技术的应用让这项任务变得轻松许多。随后，容器化技术的应用更是锦上添花。对于网络工程师来说，学习虚拟化的基础知识并非易事，尤其考虑到物理层本身就极具挑战性。

什么是 Docker？为什么要使用它？

Docker 是一个用于设计、交付和运行应用程序的开放平台。使用 Docker，您的应用程序可以独立于基础架构，因为它需要快速交付。这只是 Docker 提供的一种方法；遗憾的是，其他一些问题仍未得到解答。例如，Windows、Mac 和 Linux 都是可以想到的操作系统：但在理想情况下，只能管理 Docker 管理的 Windows 容器。只有采用 Docker 的所有测试和部署方法，才能部署代码并制定离岸运营策略：因此，使用 Docker 运行时应该可以提高在生产环境中编写和部署代码的速度。

但这在实际中意味着什么呢？与虚拟化类似，Docker 允许多个容器之间共享资源，这些容器独立于操作系统内核。这意味着可以在单个服务器上托管多个应用程序，并使用单个操作系统。

Docker 的好处

环境一致性

• 隔离：将应用程序及其依赖项保存在单独的容器中，以确保跨环境的一致行为。

• 不再有问题：告别“它在我的计算机上可以运行”的问题。

快速部署

• 快速启动：几秒钟内启动容器，以便更快地进行测试和部署。

• 轻松回滚：如果需要，立即恢复到以前的容器版本。

资源效率

• 轻量级：容器共享主机操作系统内核，使其比传统虚拟机更高效。

• 多个应用程序：在一台服务器上运行多个应用程序，无需额外开销。

简化扩展

• 水平扩展：轻松添加更多容器来处理增加的流量。

• 使用编排工具：使用 Kubernetes 或 Docker Swarm 管理和自动化您的容器。

微服务架构

• 服务细分：将应用程序分解为更小的服务，每个服务位于自己的容器中。

• 独立开发：团队可以从事不同的服务，而不会互相干扰。

环境版本控制

• 图像版本控制：使用版本化的 Docker 图像跟踪应用程序的不同状态。

精简的 CI/CD

• 集成：使用 Docker 与 CI/CD 工具进行自动化测试和部署。

• 可重现的环境：确保从开发到生产的环境一致。

轻松备份和恢复

• 简单备份：可移植性使得备份和恢复应用程序变得简单。

家庭实验室和实验

• 测试新技术：建立一个家庭实验室来试验新的框架，而不会影响您的主要设置。

利用社区和生态系统

• 预构建图像：使用 Docker Hub 获取即用型图像，节省设置时间。

• 支持性社区：利用充满活力的社区提供的丰富资源和支持。

如何管理 Docker 容器？

管理 Docker 容器一开始可能会让人感到有些不知所措，但只要使用正确的方法和工具，一切就会变得轻而易举。按照以下步骤，你可以轻松管理 Docker 容器：

了解基本命令

• 启动和停止容器：使用类似命令docker start <container_name>启动和docker stop <container_name>停止容器。这些命令是管理容器状态的常用命令。

• 查看正在运行的容器：该命令docker ps显示所有正在运行的容器列表。添加-a（即docker ps -a）可查看所有容器，包括已停止的容器。

容器生命周期管理

• 创建容器：您可以使用 从镜像创建新容器docker run <image_name>。如果您还没有镜像，这将拉取镜像。

• 删除容器：使用完容器后，可以使用 将其删除docker rm <container_name>。用于-f强制删除正在运行的容器。

管理资源

• 限制资源：Docker 允许你限制每个容器的资源。运行容器时，使用--memory和等标志--cpus可以防止其使用过多资源。

• 使用卷实现持久化：使用 Docker 卷来保持数据持久化，即使容器被删除。这对于数据库或任何需要保存数据的应用程序都很有帮助。

监控容器健康状况

• 健康检查：在 Dockerfile 中或通过 Docker Compose 设置健康检查。这可确保您的容器正常运行，并在出现问题时自动重启。

• 日志记录：使用 Docker 的日志记录选项捕获容器输出。该命令docker logs <container_name>允许您查看日志以进行故障排除。

使用管理工具

• Portainer：这是一个流行的基于 Web 的 Docker 容器管理 GUI。它界面友好，可让您以可视化的方式管理容器，更轻松地查看正在运行的内容并调整设置。

• Docker Compose：使用 Docker Compose 管理多容器应用程序。您可以在一个文件中定义容器docker-compose.yml，并使用单个命令 ( docker-compose up) 管理所有容器。

使用脚本实现自动化

• Bash 脚本：创建脚本来自动执行日常任务。例如，您可以编写脚本来同时启动多个容器，或者备份卷中的数据。

• 自定义镜像的 Dockerfile：使用 Dockerfile 自动创建符合您需求的自定义镜像。这样可以轻松一致地部署相同的环境。

定期维护

• 清理未使用的资源：随着时间的推移，您将积累未使用的镜像、容器和网络。用于docker system prune清理未使用的资源并释放空间。

• 定期更新镜像：保持镜像更新，以便从安全补丁和性能改进中获益。用于docker pull <image_name>获取最新版本。

备份和还原

• 备份数据：确保备份存储在卷中的重要数据。使用以下命令docker run --rm --volumes-from <container_name> -v $(pwd):/backup busybox tar czf /backup/backup.tar.gz /data创建备份。

• 恢复数据：要恢复数据，您可以创建一个新的容器并使用类似的命令解压备份。

使用 CLI 管理 Docker 容器的分步指南

如果您同时管理多个 Docker 容器，这确实是一项非常繁重的任务。通过使用以下命令，我们将学习一些实用技巧，帮助您直接从命令行界面管理 Docker 容器。我们将看到一些最常用且非常有效的 Docker 命令的实例，这些命令一定会让您的 Docker 体验更加流畅。

步骤 1：在交互式 Shell 中运行 Docker 容器

从官方 Docker 镜像仓库中拉取 Docker Ubuntu 镜像后，你可能想要访问 Ubuntu 操作系统的 bash 来操作文件系统或安装软件包和库。你可以使用 -i 标志以交互模式运行 Docker 容器来实现这一点。

sudo docker pull ubuntu   
sudo docker run -it ubuntu

步骤 2：删除所有悬空卷

Docker 允许您将 Docker 卷挂载到 Docker 容器，以便在多个 Docker 容器之间共享文件和目录。但是，当您删除 Docker 容器时，与其关联的 Docker 卷仍会保留在那里。这些卷被称为 Docker 卷。要查找所有悬空的 Docker 卷的列表，可以使用以下命令。

sudo docker volume ls -f dangling=true

为了避免留下悬空卷，在删除 Docker 卷时，可以使用 -v 标志。

sudo docker rm -v <container-id>

使用以下命令集列出正在运行的 Docker 容器，停止特定容器并使用 -v 标志将其删除，以避免留下悬空卷。

sudo docker container ls   
sudo docker stop my-container-01   
sudo docker rm -v my-container-01

步骤3：删除Docker容器和镜像

您可以使用 rm 命令删除 Docker 容器。但是，在删除 Docker 容器之前，您需要确保该 Docker 容器未运行。要停止并删除 Docker 容器，您可以使用以下命令。

sudo docker ps -a
sudo docker stop <container-name>
sudo docker rm <container-name> 

第一个命令会显示系统中所有容器的列表。您可以在“状态”列下检查容器的状态。如果容器未退出，则需要先停止容器，然后再将其移除。

要删除 Docker 镜像，首先删除与该镜像关联的所有容器。

sudo docker rmi <image-id>

步骤 4：使用别名

大多数 Docker 命令太长，难以记住。您可以简单地创建并使用别名，并在~/.bashrc文件中提及它们。

alias dockrm='docker rm'
alias docklist='docker ps -a'

步骤5：检查Docker容器

您可以使用 Docker Inspect 命令获取特定 Docker 容器的详细信息。它会提供容器的每个细节，例如路径、创建日期、状态、驱动程序等。您需要容器名称才能检查容器。

sudo docker container ls
sudo docker container <container-name>

Docker 容器管理的最佳实践

保持容器轻量

• 每个容器一个进程：设计每个容器运行单个应用程序或进程。这样可以使操作更简单，也更容易进行故障排除。

• 避免将数据存储在容器中：容器应该是临时的，这意味着它们可以随时启动和停止。请使用 Docker 卷进行持久数据存储。

拥抱速度和可处置性

• 快速启动：容器应该快速启动。这是 Docker 相较于传统虚拟机的优势之一。

• 使容器可丢弃：容器应设计为按需创建和销毁，以实现快速扩展和资源效率。

实现不变性

• 使用不可变镜像：一旦您的 Docker 镜像通过了所有测试，就将其视为不可更改的。这样，如果出现问题，您可以轻松回滚到稳定版本。

• 避免使用 LATEST 标签：不要使用 LATEST 标签，而是为镜像分配版本号。这有助于更好地跟踪更改和管理依赖关系。

优先考虑安全

• 限制权限：避免以 root 用户身份运行容器。使用-u标志设置用户权限。

• 安全存储机密：请勿将凭据等敏感信息保存在容器内。请使用环境变量或机密管理工具。

• 使用安全工具：使用扫描工具检查容器镜像中的漏洞。

优化资源配置

• 控制 CPU 和内存使用情况：使用 Docker 命令设置容器可使用的 CPU 和内存限制。这可以防止某个容器独占所有资源。

• 利用块 IO 约束：调整块 IO 权重以优先考虑关键容器的性能。

明智地管理环境变量

• 设置环境变量：您可以使用--env标志或 Dockerfile 指令来定义应用程序所需的环境变量。这有助于保持容器的灵活性。

• 区分 ARG 和 ENV：分别用于ARG构建时变量和ENV运行时变量。这种区别有助于有效地管理配置。

智能联网

• 了解网络：默认情况下，Docker 会为容器分配唯一的 IP 地址。但是，由于容器是临时性的，因此可以考虑使用服务名称而不是 IP 地址进行容器间通信。

• 适当暴露端口：明确需要为您的应用程序暴露哪些端口。使用环境变量可以轻松管理端口。

集中式日志记录

• 采用容器感知日志记录：传统的日志记录工具可能无法很好地支持多容器。使用 Sumo Logic 等集中式日志记录解决方案，它可以在一个地方处理所有容器的日志，从而提高可见性。

持续监控和维护

• 监控容器健康状况：使用健康检查密切关注容器的健康状况。这可确保容器按预期运行，并在发生故障时重新启动。

• 定期清理：删除未使用的图像、已停止的容器和网络以释放资源并保持 Docker 环境整洁。

Docker 安全最佳实践

安全性是使用 Docker 容器至关重要的一部分。虽然 Docker 团队已经整合了许多现代安全协议，但从开发过程开始就必须优先考虑安全性。以下是一些简单的做法，可帮助您确保 Docker 容器的安全：

• 避免以 root权限运行容器：授予容器 root 权限可能会带来重大风险。请尽量只创建具有所需权限的容器。使用 `-u` 标志指定具有有限权限的用户，而不是以管理员身份运行所有内容。

• 保护您的凭证：请勿将密码等敏感信息直接存储在容器中。这就像把密码写在便签上一样——如果有人入侵容器，他们可以轻松访问这些信息。使用环境变量来安全地管理凭证，并将其与您的应用程序分开。

• 谨慎使用 `–privileged` 标签：容器默认以安全、非特权模式运行，这意味着它们无法访问主机系统上的其他设备。如果您需要授予特定设备的访问权限，请使用 `–privileged` 标签，但请谨慎使用，并且仅在必要时使用。

• 利用第三方安全工具：多一层防护始终是明智之举。考虑使用第三方安全应用程序，它们可以审查您的配置并扫描代码中是否存在已知漏洞。这些工具通常具有用户友好的界面，让您更轻松地管理容器安全。

• 考虑私有软件镜像仓库：虽然 Docker Hub 提供免费的软件镜像仓库，但它也存在安全风险，尤其是对于大型项目而言。请评估私有 Docker 镜像仓库是否适合您的团队。它可以提供一种更安全的方式来共享和分发 Docker 镜像，而不会将您的资源暴露在公众监督之下。

结论

Docker 的出现彻底改变了软件开发生命周期，从构建应用程序到交付和运行应用程序。容器为应用程序环境提供了前所未有的可靠性，同时缩短了部署时间并提高了资源利用率。然而，正如 Aaron 和 Michal 以及其他许多人所说，遵循 Docker 的最佳实践至关重要，这些最佳实践侧重于安全性、资源管理和容器管理。即使是在小型项目或构建大型应用程序时，遵循这些实践也能改进开发流程，并提供更安全、更高效的平台。别忘了，您无需独自完成这一切——活跃的 Docker 用户社区拥有丰富的知识和可能性，可以帮助您取得成功。