概述

当下Docker容器化的架构备受欢迎，越来越多的企业开始利用容器来构建自己的基础架构。通常是自己建立了Docker注册表，部署在服务器上安装Docker，安装Jenkins通过Docker插件Jenkins CI管道管理Docker容器。更大一点规模的则会使用K8S或者Swarm编排集群。对一个企业而言有开始尝试使用容器到逐渐深入，扩大规模要经历一系列的问题和踩坑的过程，那么如何规范化、安全的实施容器化，如何尽最大避免踩坑呢？本文虫虫给列出企业尝试容器化架构需要考虑的各方各面问题，希望可以对大家有所帮助。

镜像问题

容器注册表

Docker服务都需要一个注册表（可不是我们常说的windows注册表），Docker注册表是Docker镜像的存储和在线（Web）版本仓库（类似于代码的github仓库）。有很多公有云自有容器注册表服务，比如Docker官方的Docker Hub，很多公有云都提供自己Docker注册表服务：

 

除了这些公开的注册表，基于安全、网络访问速度、规范化等考虑企业维护一个自建的Docker注册表（Docker私服）也是必须的。构建Docker私服可以使用Docker官方的Distribution，它是Docker官方推出的Docker Registry 2开源产品，使用Golang开发，极大提高了安全和性能。

 

知名的Git服务器端Gitlab也提供了Gitlab 容器注册表，部署Gitlab企业可以直接考虑使用这个组件，实现统一管理和集成。当然除了开源的，也可以使用商用的产品的比如Vmware开源的Harbor：

 

企业选择容器注册表需要考虑以下问题：

注册表是否能集成到企业内部的身份统一系统（比如LDAP，Kerberos等）？

是否支持基于角色的访问控制（RBAC）？

统一身份认证和授权对企业来说是一个大问题。虽然快速便宜的开放的注册解决方案可以足够开发环境的构建。但是对企业线上环境，必须要考虑安全性、RBAC标准等。

是否有加速镜像的方法？

镜像是要有区别对待的。有些是快速、功能全，但是可能杂乱的的开发环境镜像，他们不需要首要考虑正确性；而线上的镜像则是要注重安全和性能和正确防护。企业要对这些镜像分类，并且在注册表中通过实例管理流程或用标签强制执行。

是否与其他Artefact包管理架构保持良好的一致性？

 

企业可能已经有包文件库，内部的Artefact存储等（比如maven，npm，Gitlab等）。在理想的架构中，容器注册表应该是它的一个功能。如果架构上是分开的，那么久要考虑两者的集成和管理开销。

镜像扫描

 

这是很重要的部分。当镜像上传到自建容器注册表时，需要检查它们是否符合标准。例如，检查诸如此类的问题：

bash版本是否存在破壳漏洞？

ssl库是不是过时了？

该镜像是否基于一个不安全或不可接受的基本镜像（Base Image）？

是否存在有漏洞的或者过时库(Strus 2)和工具？

等等

可以通过静态镜像分析来检查这些问题。我们需要注意的是，这些扫描可能不是十全十美的，可能会错过一些非常明显漏洞，所以它也不是解决一切安全问题的灵丹妙药，而是一种必要的手段，特别非常适合用解决：

防止恶意攻击者注入木马？

在企业范围了，统一规范标准？

快速发现和修补已知的和标准CVE漏洞？

这些问题是组成了镜像扫描评估的基础，当然也需要考虑集成的成本。常见的镜像扫描工具有Clair，Anchore，OpenSCAP，Dockerscan等。

镜像构建

如何构建镜像？企业要支持哪些构建方法？如何将这些方组合在一起？

Dockerfiles最常用标准的方法之一，也可以使用S2I，Docker +Chef/Puppet/Ansible，甚至是手工方法构建。

使用那种CM（配置管理，如果已经使用的话）工具管理。

是否可以重复使用标准治理流程来和配置管理交互？

任何人都可以构建镜像吗？

 

业界的经验表明Dockerfile方法是一个使用广泛而且通用的方法，而且具有大量的社区文档和问题反馈支持。尝试更复杂的CM工具用来符合VM的公司标准的则通常有一定实施门槛。通过S2I或Chef/Puppet/Ansible方法则更加便捷，也能很好的实现代码（playbook）重用。

镜像完整

需要确保系统上运行的镜像在从构建到运行之间没有被篡改过。

是否可以使用安全密钥来对镜像进行签名？

是否有可以重复使用的密钥库？

密钥库可以与选择的工具集成吗？

即使Docker流行了很多年，镜像的完整性仍然是一个新兴领域。很多的供应商的对此还持观望态度。 Docker 公司在这方面做了一些有益的工作，比如Notary（Docker开源签名解决方案,已经转到CNCF基金会下）在Docker企业数据中心产品之外部署。

 

第三方镜像

 

如果希望使用一键部署，那么供应商的镜像则可以直接使用。

是否拥有验证供应商镜像的管理流程？

我们不光需要知道镜像是否安全，还需要知道谁可以在必要时更新镜像？

这些镜像可被其他镜像重用么？

这里有潜在的许可问题。是否有办法阻止其他项目/团队重用镜像？

是否强制要求运行于特定的环境（例如DMZ）？

Docker是否可以在这些环境中使用？

例如许多网络级应用程序运行在网络设备类似环境，并且需要认证，所以，它必须与其他容器或项目工作环境隔离。是否有可能在这些环境中运行镜像，需要考虑。

SDLC

 

如果企业已经实施了软件开发生命周期（SDLC）流程，那么就要考虑Doc​​ker和它适应的问题：

如何处理补丁？

如何识别哪些镜像需要更新？

如何更新它们？

如何通知团队更新？

如果他们不及时更新，如何强制他们更新？

该问题与上面已经提到的镜像扫描方案密切相关。可能需要在某些时候考虑将其与现有SDLC流程集成。

密码管理

在实施中数据库密码等信息需要传递到容器中。可以通过构建时（不建议）或运行时来完成该项工作。

如何在容器内管理密码？

是否对密码信息的使用进行了审核/跟踪并确保安全？

 

和镜像签名一样，密码管理也是一个仍在快速变化的新兴领域。业界有OpenShift/Origin与Hashicorp Vault等现有集成解决方案。Docker Swarm等核心组件中也有对密码管理的支持，Kubernetes 1.7加强了其密码安全功能。

基础镜像

如果在企业中运行Docker，则可能需要在公司范围内强制使用基础镜像：

该基本镜像应该包含哪些内容？

应该使用哪种标准工具？

谁负责管理集成镜像？

需要提前准备好很多关于基本镜像的问题。另外开发人员非常注重镜像的精简。

安全和审计

root权限

默认情况下，访问docker命令（特别是访问Docker UNIX套接字）需要机器root权限。对于生产环境中的来说，这是不可能接受的。需要回答以下问题：

谁（组）有权能够运行docker命令？

怎么管理这些有运行权限的人员？

如何控制可运行的内容？

这些都有解决方案，但它们相对较新，通常是其他更大解决方案的一部分。

例如，OpenShift具有强大的RBAC控制功能，但需要购买整个平台。Twistlock和Aquasec这样的容器安全工具提供了一种管理这些工具的方法，可以考虑集成他们。

 

运行时监控

企业可能希望能够确定线上容器运行情况。

如何知道线上运行了哪些容器？

这些运行中的容器，怎样容器注册表？怎么关联的，怎么在容器注册表中管理的？

启动以后，容器都更改过哪些关键性的文件？

同样，这还有其他一些问题，这些构成Docker基础运行策略。在这方面另一个经常被供应商提起的功能是异常检测。安全解决方案提供了诸如花哨的机器学习的解决方案，声称可以通过学习容器该做什么，并对可能的异常活动发出告警。例如连接到与应用程序无关的外部应用程序的端口。虽然听起来不错，但是需要考虑一下如何运维他们。一般来说可能会有大量的误报，需要大量调整和回归验证的，是否有人力和资金来维持运维，是问题的关键。

审计

当发生问题后，我们需要知道发生了什么。在物理和虚拟机的架构体系中，有很多安全措施来协助故障调查。而Docker容器的体系下，有可能是一个没有"黑匣子记录"的。

能马上查询出谁在运行容器吗？

能马上查询出谁构建了了容器吗？

要删除容器时，能快速确定该容器的作用吗？

要删除容器时，能确定改容器可能做了什么吗？

在这个问题上，我们可能希望强制使用特定的日志系统解决方案，以确保有关系统活动的信息在容器实例中保持不变。Sysdig的Falco（目前已经转到CNCF基金会下）是容器安全监控和审计领域一个有趣，很有前途的工具。

 

运维

日志

应用程序日志记录是企业关注的问题之一：

容器是否记录了操作所需的内容？

日志是否遵循企业日志标准？

日志记录在什么地方？

容器的日志可能与传统机器部署有着非常不同的模式。日志存储空间可能要支持横向扩展，可能需要增加存储等。

容器编排

为了让容器可以迅速随着业务扩展和变更迭代，就需要编排系统来统一管理。

选择的编排架构是否和Docker基础架构的其他部分可以很好的适应？

是想使用一个与主流架构相悖的编排架构，还是追随主流呢？

Kubernetes目前看来是赢得编排系统的市场。选择非Kubenetes的架构可能需要找出充分的理由。

 

操作系统

企业线上操作系统远落后于最新的版本和最通用的版本。

线上的标准操作系统是否能够支持Docker所有最新功能？

例如，一些编排系统和Docker本身需要的内核版本或软件包可能比所能支持的新很多，这可能是一个非常棘手的问题。

系统软件包管理默认支持的Docker版本是多少？

 

Docker版本之间可能会存在明显差异（比如，1.10是一个很大的差异），我们需要关注这些差异的细节。发行版提供的Docker（或者说'Moby'版本）之间也存在差异，这个影响很大。比如，RedHat的二进制docker包请求的顺序RedHat的注册表排在Docker Hub之前。

开发

开发环境

开发人员往往会要求系统管理权限。如何控制他们权限？

一个比较好的做法是可以为开发人员提供一个VM，让他们在本地进行Docker构建，或者只运行docker客户端，而将Docker服务端运行在统一服务器上。

他们的客户端是否与部署环境保持一致？

如果他们的桌面上使用的是docker-compose，他们可能会很反感在UAT和生产中切换到Kubernetes pod。

 

CI/CD

Jenkins是最受欢迎的CI工具，但是还有其他流行的替代方案，例如TeamCity，Gitlab CI等

Docker引入很多开发人员渴望使用的插件。其中很多都没有考虑到安全性，甚至可能与其他插件存在兼容性的问题。

你CI/CD插件的策略是什么？

你准备好开启一大堆新良莠不齐的插件了吗？

CI流程是否适合短暂Jenkins实例以及持久的，受支持的实例？

 

基础设施

共享存储

Docker的核心是使用独立于运行容器的卷，其中存储持久数据。

共享存储容易配置吗？

NFS服务有其局限性，但已经成熟，并且在大型组织中通常得到很好的支持。

共享存储支持是否可以满足业务增加的需求？

是否需要跨部署位置提供共享存储？

你可能拥有多个数据中心和/或云提供商。所有这些地点是否可以互相交互？他们需要交互吗？

网络

企业通常拥有自己喜欢的软件定义网络（SDN）解决方案，如Nuage，或新的方案比如Calico。

你是否有规定的SDN解决方案？

它如何与你选择的解决方案相互作用？

SDN交互是否可能会导致出现问题？

aPaaS

拥有像OpenShift或Tutum Cloud这样的aPaaS可以通过集中化支持Docker运行的上下文来解决上述许多问题。

你是否考虑过使用aPaaS？

云供应商

如果你使用的是亚马逊或谷歌，阿里云等云提供商：

如何在云供应商上提供镜像和运行容器？

是否希望将Docker解决方案与云供应商的产品联系起来，或者让他们与云供应商无关？

解决方案选择时要注意的事项

有两种方法可以选择。一种方法是使用单个供应商的整体统一架构。还有一种方法是使用多个供应商的各个优势产品，然后拼凑集成为一个企业方案。

方法一的，好处是：

统一管理，统一认证。

减少集成工作量和开销。

交付更快。

可以享受来自供应商的更大承诺和关注。

可能对产品方向的影响

更易于管理。

单一供应商解决方案通常要求按照节点付款，可能导致成本费用很高，而且后续更换需要承受巨大损失，也会限制内部的架构。

拼凑集成方案的好处有：

可以更具企业需求，用不同的速率提供更灵活的解决方案

集众家之长，可以让你少踩坑，少犯错误，有问题可以随时调整更换工具。

从从长远来看更加批恩一便宜，而且不会被 "锁定"到某家供应商上，不仰人鼻息，被人敲诈，吊死在一棵树上。

结论

企业Docker架构和部署复杂而多变。制定一个统一的，具有成本效益，安全，完整，灵活的，可以快速交付且无需锁定的战略是当下企业容器化临的最大挑战之一。本文列出了企业Docker实施各个方面需要注意的问题总结，供大家参考。