Ubuntu16.04怎么实现Docker的CS模式

引言

Docker 是一种开源的容器化平台，它允许开发者将应用程序及其依赖项打包到一个轻量级、可移植的容器中。Docker 的客户端-服务器（CS）模式是其核心架构之一，允许用户通过 Docker 客户端与 Docker 守护进程进行交互。本文将详细介绍如何在 Ubuntu 16.04 系统上实现 Docker 的 CS 模式。

1. 安装 Docker

在开始配置 Docker 的 CS 模式之前，首先需要在 Ubuntu 16.04 系统上安装 Docker。以下是安装步骤：

1.1 更新系统包

首先，确保系统包是最新的：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

1.2 安装 Docker

Docker 提供了官方的安装脚本，可以通过以下命令安装 Docker：

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

安装完成后，启动 Docker 服务并设置开机自启：

sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

1.3 验证安装

通过以下命令验证 Docker 是否安装成功：

docker --version

如果安装成功，将显示 Docker 的版本信息。

2. 配置 Docker 的 CS 模式

Docker 的 CS 模式允许用户通过 Docker 客户端与 Docker 守护进程进行交互。默认情况下，Docker 守护进程只监听本地的 Unix 套接字 /var/run/docker.sock。为了实现远程访问，我们需要配置 Docker 守护进程以监听 TCP 端口。

2.1 修改 Docker 守护进程配置

首先，编辑 Docker 的配置文件 /etc/docker/daemon.json。如果文件不存在，可以创建它：

sudo nano /etc/docker/daemon.json

在文件中添加以下内容：

{
  "hosts": ["unix:///var/run/docker.sock", "tcp://0.0.0.0:2375"]
}

这里，tcp://0.0.0.0:2375 表示 Docker 守护进程将监听所有网络接口的 2375 端口。

2.2 修改 Docker 服务配置

由于 Ubuntu 16.04 使用 systemd 来管理服务，我们需要修改 Docker 服务的配置文件以应用新的配置。

编辑 Docker 服务配置文件：

sudo nano /lib/systemd/system/docker.service

找到 ExecStart 行，并将其修改为：

ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// -H tcp://0.0.0.0:2375

2.3 重启 Docker 服务

保存并关闭文件后，重新加载 systemd 配置并重启 Docker 服务：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

2.4 验证配置

通过以下命令验证 Docker 守护进程是否正在监听 TCP 端口：

sudo netstat -tuln | grep 2375

如果配置成功，将看到类似以下的输出：

tcp        0      0 0.0.0.0:2375            0.0.0.0:*               LISTEN

3. 配置 Docker 客户端

在远程机器上，我们可以通过 Docker 客户端连接到 Docker 守护进程。以下是配置步骤：

3.1 安装 Docker 客户端

在远程机器上安装 Docker 客户端：

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

3.2 配置环境变量

为了简化操作，我们可以通过设置环境变量 DOCKER_HOST 来指定 Docker 守护进程的地址。例如：

export DOCKER_HOST=tcp://<DOCKER_HOST_IP>:2375

将 <DOCKER_HOST_IP> 替换为 Docker 守护进程所在机器的 IP 地址。

3.3 验证连接

通过以下命令验证 Docker 客户端是否能够成功连接到 Docker 守护进程：

docker info

如果连接成功，将显示 Docker 守护进程的系统信息。

4. 安全性考虑

默认情况下，Docker 的 TCP 端口是未加密的，这意味着任何能够访问该端口的人都可以控制 Docker 守护进程。为了提高安全性，建议采取以下措施：

4.1 使用 TLS 加密

Docker 支持通过 TLS 加密来保护客户端与守护进程之间的通信。以下是配置步骤：

4.1.1 生成 TLS 证书

首先，在 Docker 守护进程所在机器上生成 TLS 证书：

mkdir -p /etc/docker/certs
cd /etc/docker/certs

# 生成 CA 私钥和证书
openssl genrsa -aes256 -out ca-key.pem 4096
openssl req -new -x509 -days 365 -key ca-key.pem -sha256 -out ca.pem

# 生成服务器私钥和证书签名请求
openssl genrsa -out server-key.pem 4096
openssl req -subj "/CN=<DOCKER_HOST_IP>" -sha256 -new -key server-key.pem -out server.csr

# 使用 CA 证书签署服务器证书
echo subjectAltName = IP:<DOCKER_HOST_IP>,IP:127.0.0.1 > extfile.cnf
openssl x509 -req -days 365 -sha256 -in server.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out server-cert.pem -extfile extfile.cnf

# 生成客户端私钥和证书签名请求
openssl genrsa -out key.pem 4096
openssl req -subj '/CN=client' -new -key key.pem -out client.csr

# 使用 CA 证书签署客户端证书
echo extendedKeyUsage = clientAuth > extfile-client.cnf
openssl x509 -req -days 365 -sha256 -in client.csr -CA ca.pem -CAkey ca-key.pem -CAcreateserial -out cert.pem -extfile extfile-client.cnf

将 <DOCKER_HOST_IP> 替换为 Docker 守护进程所在机器的 IP 地址。

4.1.2 配置 Docker 守护进程

编辑 Docker 守护进程配置文件 /etc/docker/daemon.json，添加以下内容：

{
  "tls": true,
  "tlscacert": "/etc/docker/certs/ca.pem",
  "tlscert": "/etc/docker/certs/server-cert.pem",
  "tlskey": "/etc/docker/certs/server-key.pem",
  "hosts": ["unix:///var/run/docker.sock", "tcp://0.0.0.0:2376"]
}

注意，这里将端口改为 2376，以区分加密和非加密的通信。

4.1.3 重启 Docker 服务

保存并关闭文件后，重新加载 systemd 配置并重启 Docker 服务：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

4.1.4 配置 Docker 客户端

在远程机器上，将生成的客户端证书和 CA 证书复制到适当的位置，例如 ~/.docker/certs/。

然后，设置环境变量以使用 TLS 加密：

export DOCKER_HOST=tcp://<DOCKER_HOST_IP>:2376
export DOCKER_TLS_VERIFY=1
export DOCKER_CERT_PATH=~/.docker/certs/

4.2 使用防火墙限制访问

为了进一步保护 Docker 守护进程，可以使用防火墙限制对 TCP 端口的访问。例如，使用 ufw 只允许特定 IP 地址访问 2375 或 2376 端口：

sudo ufw allow from <ALLOWED_IP> to any port 2375
sudo ufw allow from <ALLOWED_IP> to any port 2376

将 <ALLOWED_IP> 替换为允许访问的 IP 地址。

5. 总结

通过以上步骤，我们成功在 Ubuntu 16.04 系统上实现了 Docker 的 CS 模式，并配置了 TLS 加密以提高安全性。Docker 的 CS 模式为远程管理和操作 Docker 容器提供了便利，但也需要谨慎处理安全性问题，以防止未经授权的访问。

希望本文对您在 Ubuntu 16.04 上实现 Docker 的 CS 模式有所帮助。如果您有任何问题或建议，欢迎在评论区留言。