Hướng dẫn cho người mới bắt đầu về Docker và Công nghệ ảo hóa

Công nghệ ảo hóa

Khi sử dụng máy cục bộ, có thể có những hạn chế, yêu cầu sử dụng công nghệ ảo hóa.

Bài viết bạn đang đọc là phiên bản được Google dịch của bài viết gốc bằng tiếng Anh có sẵn tại https://vulehuan.com/en/blog/2023/03/a-beginners-guide-to-docker-and-virtualization-technology-50.html. Huân khuyến khích bạn tham khảo bài viết gốc để hiểu chính xác và toàn diện hơn về chủ đề này.

Dưới đây là một số trường hợp ảo hóa có thể hữu ích:

• Nhiều hệ điều hành: Nếu bạn cần thử nghiệm một ứng dụng trên nhiều hệ điều hành khác nhau, ảo hóa có thể cho phép bạn chạy nhiều hệ điều hành trên một máy.
  Ví dụ: Nhà phát triển phần mềm cần thử nghiệm ứng dụng mới trên Windows, Linux và macOS trước khi phát hành ứng dụng đó ra thị trường. Thay vì có nhiều máy tính với các hệ điều hành khác nhau, nhà phát triển có thể sử dụng phần mềm ảo hóa như VirtualBox của Oracle hoặc VMware Workstation để tạo các máy ảo (VM) cho mỗi HĐH và chạy tất cả chúng trên một máy.
• Ràng buộc tài nguyên: công nghệ ảo hóa có thể được tạo với cấu hình tài nguyên tùy chỉnh để cung cấp tài nguyên cần thiết cho một ứng dụng vượt quá khả năng của máy cục bộ.
  Ví dụ: Một công ty cần chạy một mô hình máy học (machine learning) đòi hỏi một lượng lớn bộ nhớ và sức mạnh xử lý. Ảo hóa có thể được sử dụng để tạo một máy ảo với các thông số kỹ thuật tùy chỉnh, chẳng hạn như dung lượng RAM cao, nhiều CPU và GPU mạnh mẽ, nhằm cung cấp các tài nguyên cần thiết để chạy mô hình.
• Các vấn đề về khả năng tương thích: Khi các ứng dụng không tương thích với hệ điều hành hoặc phần cứng của máy cục bộ, công nghệ ảo hóa có cấu hình khác có thể chạy ứng dụng.
  Ví dụ: Ứng dụng có thể cần chạy trên một máy có kiến trúc bộ xử lý khác hoặc một card đồ họa cụ thể. Ảo hóa có thể được sử dụng để tạo một máy ảo với cấu hình phần cứng cần thiết, cho phép thử nghiệm ứng dụng mà không cần phần cứng vật lý.
• Yêu cầu bảo mật: công nghệ ảo hóa có thể cung cấp các môi trường biệt lập, an toàn hơn so với việc chạy các ứng dụng trực tiếp trên máy cục bộ.
  Ví dụ: Một doanh nghiệp cần tuân thủ các yêu cầu quy định về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu. Bằng cách sử dụng ảo hóa, dữ liệu nhạy cảm có thể được lưu trữ trong các môi trường ảo biệt lập, tách biệt với hệ điều hành của máy cục bộ và các ứng dụng khác, giúp giảm nguy cơ vi phạm dữ liệu và đảm bảo tuân thủ các yêu cầu quy định.
• Phát triển và thử nghiệm: công nghệ ảo hóa có thể hữu ích nếu bạn cần tái tạo môi trường phát triển hoặc thử nghiệm trên nhiều máy. Với cùng một cấu hình, việc kiểm tra và gỡ lỗi ứng dụng trên các môi trường khác nhau sẽ đơn giản hơn.
  Ví dụ: Một tổ chức cần đảm bảo rằng các bản cập nhật phần mềm không làm gián đoạn các quy trình kinh doanh quan trọng. Bằng cách sử dụng ảo hóa, tổ chức có thể tạo một image máy ảo với cấu hình được yêu cầu và kiểm tra các bản cập nhật phần mềm trong một môi trường ảo biệt lập trước khi triển khai chúng cho các máy sản xuất, đảm bảo rằng mọi sự cố tiềm ẩn đều được xác định và giải quyết trước khi chúng có thể ảnh hưởng đến các quy trình kinh doanh quan trọng .

Tóm lại, công nghệ ảo hóa có thể hữu ích khi tồn tại những hạn chế với máy cục bộ, chẳng hạn như không đủ tài nguyên, vấn đề tương thích, nhu cầu bảo mật cao và nhu cầu chạy ứng dụng trên nhiều hệ điều hành hoặc tái tạo môi trường thử nghiệm và phát triển nhất quán.

Docker là gì?

Docker là một nền tảng phần mềm ảo hóa sử dụng các container (container) để đóng gói và chạy các ứng dụng. Container là các gói thực thi di động và độc lập có chứa tất cả các thành phần phụ thuộc cần thiết để chạy một ứng dụng. Docker sử dụng kiến trúc client-server (máy khách-máy chủ) để quản lý vòng đời của container và Docker image là các mẫu được sử dụng để xây dựng container. Docker giúp dễ dàng triển khai các ứng dụng trên các môi trường khác nhau và cung cấp các công cụ để quản lý container, chẳng hạn như Docker Compose, Docker Swarm và Docker Hub.

Docker cung cấp một giải pháp linh hoạt để đơn giản hóa, tăng cường triển khai và quản lý ứng dụng trong các tình huống khác nhau. Một số trường hợp Docker có thể được sử dụng bao gồm:

• Development and testing (Phát triển và thử nghiệm): Docker cho phép các nhà phát triển tạo ra một môi trường phát triển và thử nghiệm nhất quán, có thể dễ dàng sao chép trên các thiết bị khác nhau. Bằng cách sử dụng Docker container, các phần phụ thuộc có thể được tách biệt và tính nhất quán của ứng dụng có thể được đảm bảo trên nhiều nền tảng khác nhau.
• Tích hợp liên tục và triển khai liên tục (Continuous Integration and Continuous Deployment - CI/CD): Docker giúp đóng gói các ứng dụng và phần phụ thuộc của chúng vào các container, có thể dễ dàng triển khai trên các cài đặt khác nhau như một phần của đường dẫn CI/CD.
• Kiến trúc Microservice (vi dịch vụ): Docker có thể được sử dụng để quản lý và triển khai các Microservice riêng lẻ trong một thiết kế ứng dụng linh hoạt và có thể mở rộng hơn.
• Hiện đại hóa ứng dụng cũ: Docker cho phép chứa các ứng dụng cũ hiện có, làm cho chúng dễ mang theo hơn và dễ quản lý hơn.
• Phát triển ứng dụng gốc trên đám mây (Cloud-native application development): Docker thường được sử dụng trong phát triển ứng dụng gốc trên đám mây để phát triển và triển khai các ứng dụng có thể hoạt động trên nhiều môi trường và nhà cung cấp đám mây khác nhau.

Nói chung, Docker cung cấp một nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt có thể được áp dụng trong nhiều tình huống để đơn giản hóa và hợp lý hóa việc triển khai và quản lý ứng dụng.

Trong Docker, image là một bản thiết kế tĩnh và chỉ đọc, bao gồm tất cả các tệp và hướng dẫn cần thiết để tạo container. Mặt khác, container là runtime instance của Docker image được tách biệt, di động và nhẹ, đồng thời chứa mọi thứ cần thiết để chạy ứng dụng, chẳng hạn như mã, phần phụ thuộc và công cụ hệ thống.

Một image đại diện cho một trạng thái cụ thể của một ứng dụng và môi trường của nó tại một thời điểm cụ thể, trong khi container là một gói động và có thể thực thi chạy trên công cụ Docker. Các container có thể được tạo, bắt đầu, dừng và xóa, trong khi các image thường được tạo, đẩy (push) vào sổ đăng ký (registry) và được kéo (pull) để tạo các container mới.

Tóm lại, sự khác biệt chính giữa Docker image và container là: image là một bản thiết kế tĩnh có thể được sử dụng để tạo nhiều container, trong khi container là một gói động chạy ứng dụng và có thể được tạo, sửa đổi và xóa khi cần thiết.

Lợi ích của việc sử dụng Docker là gì?

Sử dụng Docker để triển khai và quản lý ứng dụng mang lại một số lợi thế, bao gồm:

• Tính di động: Docker container là độc lập và có thể di chuyển dễ dàng trên các nền tảng và cơ sở hạ tầng khác nhau, giúp đơn giản hóa việc triển khai ứng dụng.
• Tính nhất quán: Docker cung cấp một môi trường được tiêu chuẩn hóa giúp loại bỏ sự không nhất quán, giảm lỗi và cải thiện độ tin cậy của ứng dụng.
• Hiệu quả: Docker container có chi phí thấp và trọng lượng nhẹ, cho phép triển khai và mở rộng quy mô nhanh hơn trong khi sử dụng ít tài nguyên hơn.
• Cách ly (Isolation): Docker container cung cấp sự cách ly giữa các ứng dụng và phần phụ thuộc, ngăn ngừa xung đột và đảm bảo các ứng dụng không bị ảnh hưởng bởi các thay đổi cơ sở hạ tầng cơ bản.
• Cộng tác: Docker cung cấp một nền tảng để các nhà phát triển dễ dàng chia sẻ và cộng tác trên các ứng dụng và phần phụ thuộc, tạo điều kiện phát triển và thử nghiệm hợp lý.
• Bảo mật: Docker cung cấp một số tính năng bảo mật, bao gồm cách ly container và kiểm soát truy cập, để bảo vệ ứng dụng khỏi các mối đe dọa bên ngoài.

Nhìn chung, Docker cung cấp nhiều lợi ích toàn diện khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời để triển khai và quản lý ứng dụng, bao gồm tính di động, tính nhất quán, hiệu quả, cách ly, cộng tác và bảo mật.

Docker khác với máy ảo (VM - Virtual Machine) như thế nào?

Docker và máy ảo (VM) là hai loại công nghệ ảo hóa có sự khác biệt đáng kể. Một số khác biệt chính giữa chúng bao gồm:

• Kiến trúc: Máy ảo được trang bị một hệ điều hành hoàn chỉnh có nhân, bộ nhớ và tài nguyên riêng. Mặt khác, Docker sử dụng cách tiếp cận dựa trên container trong đó mỗi container chia sẻ hạt nhân của hệ điều hành máy chủ trong khi vẫn hoạt động trong môi trường biệt lập của riêng nó.
• Hiệu suất: Do thực tế là các máy ảo phải chạy một hệ điều hành hoàn chỉnh nên chúng yêu cầu nhiều tài nguyên hơn và có thể sử dụng nhiều tài nguyên hơn so với Docker container. Ngược lại, Docker container nhẹ và không yêu cầu nhiều tài nguyên, giúp chúng hoạt động nhanh hơn và hiệu quả hơn.
• Tính di động: Docker container có tính di động cao và có thể di chuyển dễ dàng giữa các môi trường khác nhau. Mặc dù máy ảo cũng có thể di động, nhưng chúng yêu cầu nhiều cấu hình và thiết lập hơn Docker.
• Cách ly: Trong khi các máy ảo cung cấp sự cách ly hoàn toàn giữa các hệ điều hành khác nhau, các Docker container được cách ly với nhau nhưng chia sẻ cùng một nhân hệ điều hành máy chủ. Điều này có nghĩa là các máy ảo cung cấp khả năng bảo mật và cách ly mạnh mẽ hơn, mặc dù chúng có thể sử dụng nhiều tài nguyên hơn so với Docker.
• Quản lý: Docker là một tùy chọn phổ biến để đóng gói và triển khai ứng dụng do phương pháp quản lý đơn giản và hiệu quả, đặc biệt là trong môi trường đám mây và DevOps. Mặt khác, máy ảo yêu cầu thiết lập và quản lý nhiều hơn, điều này có thể phức tạp và tốn thời gian hơn.

Nhìn chung, Docker là một tùy chọn nhẹ và hiệu quả để đóng gói và triển khai ứng dụng, trong khi máy ảo cung cấp khả năng bảo mật và cách ly mạnh mẽ hơn nhưng có thể tốn nhiều tài nguyên và phức tạp hơn để quản lý. Khi quyết định giữa Docker và VM, điều cần thiết là xem xét các yêu cầu ứng dụng cụ thể và trường hợp sử dụng.

Một số phần mềm tạo máy ảo thông dụng

Dưới đây là một số phần mềm máy ảo phổ biến:

• VMware Workstation: Một nền tảng ảo hóa với khả năng kết nối mạng tiên tiến, hiệu suất cao và hỗ trợ nhiều loại hệ điều hành và nền tảng đám mây. Nó có giao diện thân thiện với người dùng và là một phần mềm trả phí với bản dùng thử miễn phí. Liên kết: https://www.vmware.com/products/workstation-pro.html
• VirtualBox: Một phần mềm ảo hóa nguồn mở hỗ trợ nhiều hệ điều hành khách khác nhau và cung cấp các tính năng nâng cao như giao diện mạng ảo và chụp nhanh (snapshotting). Nó có sẵn miễn phí và chạy trên các máy chủ Windows, macOS, Linux và Solaris. Liên kết: https://www.virtualbox.org/
• Hyper-V: Một nền tảng ảo hóa được tích hợp trong Windows cung cấp các tính năng bảo mật, khả năng mở rộng và hiệu suất cao như Máy ảo được bảo vệ và Dịch vụ bảo vệ máy chủ. Nó là một phần mềm miễn phí đi kèm với Windows. Liên kết: https://docs.microsoft.com/en-us/virtualization/hyper-v-on-windows/
• Parallels Desktop: Một phần mềm ảo hóa được thiết kế dành riêng cho người dùng Mac cho phép họ chạy Windows, Linux và các hệ điều hành khác trên máy Mac. Nó cung cấp hiệu suất cao và tích hợp liền mạch với môi trường Mac, bao gồm hỗ trợ cho màn hình Retina, Touch Bar và các phiên bản macOS mới nhất. Nó là một phần mềm trả phí với bản dùng thử miễn phí. Liên kết: https://www.parallels.com/products/desktop/
• KVM: Nền tảng ảo hóa dựa trên Linux được tích hợp vào nhân Linux mang lại hiệu suất cao và khả năng mở rộng. Nó hỗ trợ nhiều loại hệ điều hành khách và là phần mềm mã nguồn mở miễn phí được sử dụng rộng rãi trong môi trường doanh nghiệp và đám mây. Liên kết: https://www.linux-kvm.org/page/Main_Page

Đây chỉ là một vài ví dụ về các phần mềm máy ảo phổ biến. Mỗi phần mềm có các tính năng, khả năng và yêu cầu riêng, vì vậy điều cần thiết là chọn phần mềm phù hợp dựa trên nhu cầu và trường hợp sử dụng cụ thể.

Các bước chung cần làm theo để tạo và chạy Docker container là gì?

Dưới đây là các bước chung cần thực hiện để tạo và chạy Docker container:

• Cài đặt Docker: Bạn có thể tải xuống và cài đặt Docker trên máy cục bộ hoặc máy chủ nơi bạn định chạy container bằng cách làm theo hướng dẫn được cung cấp trên trang web Docker. Bạn có thể tham khảo tài liệu Docker chính thức tại https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/ để biết hướng dẫn cài đặt Docker Community Edition (CE) trên Ubuntu.
• Chọn image: Bạn có hai tùy chọn để chọn image: chọn một image từ kho lưu trữ image dựng sẵn của Docker Hub (kho lưu trữ dựa trên đám mây để lưu trữ, chia sẻ và quản lý Docker image https://hub.docker.com/search) hoặc tạo image tùy chỉnh của riêng bạn bằng cách sử dụng Dockerfile, đây là tệp văn bản chứa hướng dẫn xây dựng image. Docker Hub cũng cung cấp dịch vụ đăng ký trả phí, được gọi là Docker Hub Pro, cung cấp các tính năng bổ sung như kho lưu trữ riêng, cộng tác nhóm và bảo mật nâng cao.
• Tạo container: Việc tạo container liên quan đến việc sử dụng lệnh "docker run" theo sau là tên của image mong muốn. Chẳng hạn, để tạo container cho máy chủ web nginx, bạn có thể sử dụng lệnh docker run -d -p 80:80 nginx. Tùy chọn "-d" chạy container trong nền và tùy chọn "-p" ánh xạ cổng 80 trên container tới cổng 80 trên máy chủ.
• Quản lý container: Bạn có thể sử dụng lệnh docker ps để xem danh sách các container đang chạy. Nếu bạn muốn dừng một container, bạn có thể sử dụng lệnh docker stop theo sau là ID hoặc tên container. Tương tự, để xóa container, bạn có thể sử dụng lệnh docker rm theo sau là ID hoặc tên container.
• Tùy chỉnh container: Có thể tùy chỉnh container bằng nhiều tùy chọn khác nhau, chẳng hạn như biến môi trường, volume và kết nối mạng. Để đặt biến môi trường, bạn có thể sử dụng tùy chọn -e và để tạo volume, bạn có thể sử dụng tùy chọn -v.

Các bước này cung cấp tổng quan ngắn gọn về cách tạo và chạy Docker container. Bằng cách làm theo chúng, bạn có thể quản lý hiệu quả các container cho các ứng dụng và dịch vụ khác nhau.

Làm cách nào để quản lý các container và Docker image?

Để đảm bảo các ứng dụng của chúng ta hoạt động chính xác, an toàn và hiệu quả, chúng ta cần quản lý các Docker container và image. Quản lý Docker container liên quan đến việc bắt đầu, dừng và khởi động lại container, theo dõi tình trạng của container, quản lý nhật ký container và áp dụng các bản vá bảo mật cũng như cập nhật container kịp thời để đảm bảo rằng các ứng dụng của chúng ta hoạt động chính xác và hiệu quả.

Tương tự, việc quản lý Docker image liên quan đến việc xây dựng, gắn thẻ, đẩy (push) và kéo (pull)  image cũng như quét image để tìm lỗ hổng bảo mật nhằm đảm bảo rằng các ứng dụng của chúng ta được xây dựng bằng cách sử dụng image an toàn, cập nhật và tuân thủ.

Ngoài ra, việc quản lý Docker container và image giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, ngăn ngừa các chi phí không cần thiết, đồng thời đảm bảo khả năng mở rộng và tính khả dụng của các ứng dụng của chúng ta. Bằng cách sử dụng các công cụ điều phối container như Docker Swarm https://docs.docker.com/engine/swarm/ hoặc Kubernetes https://kubernetes.io/docs/home/, chúng ta có thể tự động hóa hầu hết các tác vụ liên quan đến việc quản lý container và image, giải phóng thời gian để tập trung phát triển và triển khai các ứng dụng của mình.

Tóm lại, việc quản lý Docker container và image là rất quan trọng đối với hoạt động an toàn, hiệu quả, có thể mở rộng và khả dụng của các ứng dụng của chúng ta. Bằng cách quản lý container và image, chúng ta có thể đảm bảo rằng các ứng dụng của mình đáp ứng các yêu cầu của người dùng, hoạt động chính xác và cung cấp trải nghiệm người dùng đáng tin cậy và phản hồi nhanh.

Một số lệnh và thao tác Docker phổ biến để quản lý container và image:

• Tạo Docker image: Để tạo Docker image, bạn có thể sử dụng lệnh docker build, lệnh này sẽ tạo image từ Dockerfile. Ví dụ: docker build -t myimage . sẽ tạo một image có tên "myimage" từ thư mục hiện tại.
• Chạy Docker container: Để chạy Docker container, bạn có thể sử dụng lệnh docker run theo sau là tên image. Ví dụ: docker run myimage sẽ bắt đầu một container từ image "myimage".
• Liệt kê các Docker container: Để liệt kê tất cả các Docker container đang chạy, bạn có thể sử dụng lệnh docker ps. Để liệt kê tất cả các container, kể cả những vùng hiện không chạy, hãy sử dụng lệnh docker ps -a.
• Dừng Docker container: Để dừng Docker container đang chạy, bạn có thể sử dụng lệnh docker stop theo sau là ID hoặc tên của container. Ví dụ: docker stop mycontainer sẽ dừng container có tên "mycontainer".
• Xóa Docker container: Để xóa Docker container, bạn có thể sử dụng lệnh docker rm theo sau là ID hoặc tên của container. Ví dụ: docker rm mycontainer sẽ xóa container có tên "mycontainer".
• Xóa Docker image: Để xóa Docker image, bạn có thể sử dụng lệnh docker rmi theo sau là ID image hoặc tên. Ví dụ: docker rmi myimage sẽ xóa image có tên "myimage".
• Để lấy Docker image từ sổ đăng ký (registry), bạn có thể sử dụng lệnh docker pull (https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/pull/). Ngoài ra, bạn có thể tạo tham chiếu đến image nguồn bằng lệnh docker tag, dẫn đến image đích (https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/tag/). Nếu bạn muốn tải image lên registry, bạn có thể sử dụng lệnh docker push (https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/push/).

Làm cách nào để mở rộng quy mô Docker container?

Mở rộng quy mô Docker container là điều cần thiết để đáp ứng lưu lượng truy cập, khối lượng công việc hoặc nhu cầu về tài nguyên tăng lên và đáp ứng nhu cầu của người dùng. Mở rộng quy mô đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng có nhu cầu khác nhau, chẳng hạn như các trang web thương mại điện tử có lưu lượng truy cập tăng đột biến trong các ngày lễ hoặc sự kiện như Black Friday hoặc Cyber Monday. Bằng cách mở rộng quy mô Docker container, trang web có thể xử lý lưu lượng truy cập tăng lên và người dùng có thể truy cập và mua sản phẩm mà không gặp bất kỳ sự chậm trễ hoặc ngừng hoạt động nào.

Bên cạnh đó, mở rộng quy mô cũng hỗ trợ tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, tránh cung cấp quá mức tài nguyên và phát sinh chi phí không cần thiết. Ngược lại, tài nguyên cung cấp dưới mức có thể dẫn đến hiệu suất kém và người dùng không hài lòng. Tóm lại, việc thay đổi quy mô Docker container đảm bảo rằng ứng dụng đáp ứng yêu cầu của người dùng, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và cung cấp trải nghiệm người dùng đáng tin cậy và phản hồi nhanh.

Để đạt được khả năng mở rộng trong Docker container, có nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu và giới hạn của ứng dụng và cơ sở hạ tầng. Sau đây là một số kỹ thuật phổ biến:

• Mở rộng theo chiều ngang: Phương pháp này liên quan đến việc thêm nhiều container hơn vào ứng dụng để quản lý lưu lượng truy cập hoặc khối lượng công việc gia tăng. Các công cụ như Docker Swarm https://docs.docker.com/engine/swarm/ hoặc Kubernetes https://kubernetes.io/docs/home/ có thể giúp tự động hóa việc quản lý và mở rộng container.
• Mở rộng theo chiều dọc: Phương pháp này liên quan đến việc tăng tài nguyên được phân bổ cho container, chẳng hạn như bộ nhớ (memory), CPU hoặc bộ lưu trữ (storage). Có thể sử dụng các thay đổi cấu hình container hoặc công cụ điều phối container hỗ trợ mở rộng theo chiều dọc để đạt được điều này.
• Tự động mở rộng quy mô: Phương pháp này liên quan đến việc tự động tăng hoặc giảm quy mô container dựa trên nhu cầu tài nguyên hiện tại. Các công cụ điều phối container, chẳng hạn như Kubernetes hoặc Amazon Elastic Container Service (ECS) https://aws.amazon.com/ecs/, có thể hỗ trợ tự động thay đổi quy mô.
• Kiến trúc phân tán: Phương pháp này liên quan đến việc chia nhỏ ứng dụng thành các vi dịch vụ (microservice) nhỏ hơn, có thể được quản lý và thay đổi quy mô một cách độc lập. So với kiến trúc nguyên khối, phương pháp này có thể mang lại khả năng mở rộng và khả năng chịu lỗi tốt hơn.

Tóm lại, để mở rộng quy mô Docker container, việc sử dụng các công cụ điều phối container có thể tự động hóa các quy trình và cung cấp khả năng mở rộng, tính khả dụng cũng như khả năng chịu lỗi cho ứng dụng là điều cần thiết.

Làm cách nào để bảo mật Docker container?

Sử dụng Docker container không an toàn có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, chẳng hạn như:

• Vi phạm dữ liệu: Các container không an toàn có thể cung cấp một điểm vào dễ dàng cho kẻ tấn công để có quyền truy cập vào dữ liệu nhạy cảm, chẳng hạn như thông tin đăng nhập, thông tin tài chính hoặc thông tin cá nhân. Sau khi kẻ tấn công giành được quyền truy cập vào container, chúng có thể sử dụng container đó làm điểm xoay để di chuyển ngang qua mạng, làm tổn hại đến các hệ thống và dữ liệu khác.
• Nhiễm phần mềm độc hại: Các container không an toàn có thể chứa phần mềm độc hại hoặc mã độc hại khác có thể lây lan sang các hệ thống khác trên mạng. Điều này có thể dẫn đến thời gian ngừng hoạt động của hệ thống, mất dữ liệu và các hậu quả tiêu cực khác.
• Vi phạm tuân thủ: Các container không an toàn có thể dẫn đến việc không tuân thủ các quy định như HIPAA, PCI-DSS hoặc GDPR, điều này có thể dẫn đến các hình phạt pháp lý và tài chính.
• Tổn hại danh tiếng: Vi phạm bảo mật có thể gây tổn hại danh tiếng của tổ chức, dẫn đến mất lòng tin từ khách hàng, đối tác và nhà đầu tư.
• Tổn thất tài chính: Các container không an toàn có thể dẫn đến tổn thất tài chính do thời gian ngừng hoạt động của hệ thống, mất dữ liệu hoặc tiền phạt theo quy định.

Docker container không an toàn bao gồm chạy chúng với quyền root, sử dụng image lỗi thời, hiển thị dữ liệu nhạy cảm, sử dụng mật khẩu mặc định hoặc mật khẩu yếu và chạy các dịch vụ không cần thiết.

Nhìn chung, việc sử dụng các Docker container không an toàn có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho một tổ chức, cả về tổn thất tài chính và tổn hại đến danh tiếng cũng như lòng tin của khách hàng. Điều cần thiết là phải tuân theo các best practice (tiêu chuẩn hoặc bộ hướng dẫn được biết là sẽ tạo ra kết quả tốt nếu tuân theo) để bảo mật các Docker container nhằm giảm thiểu rủi ro của những hậu quả này.

Để bảo mật Docker container và cơ sở hạ tầng cơ bản, điều quan trọng là phải tuân theo một số best practice. Dưới đây là một số bước có thể được thực hiện để đảm bảo tính bảo mật của Docker container:

• Chỉ sử dụng image đáng tin cậy: Sử dụng image chính thức hoặc image từ các nguồn đáng tin cậy và xác minh nguồn gốc của image để đảm bảo rằng image đó không chứa bất kỳ mã độc hại hoặc lỗ hổng nào.
• Luôn cập nhật hệ thống máy chủ: Thường xuyên cập nhật hệ thống máy chủ với các bản vá và cập nhật bảo mật mới nhất để giảm thiểu rủi ro bị khai thác.
• Giới hạn các đặc quyền của container: Chạy các container với các đặc quyền tối thiểu cần thiết để thực hiện các chức năng của chúng. Sử dụng không gian tên người dùng, cấu hình SELinux hoặc AppArmor để hạn chế quyền truy cập của container vào hệ thống máy chủ.
• Cô lập container: Triển khai các kỹ thuật cách ly container như namespaces, mạng Docker hoặc cgroups để cách ly các container với nhau và với hệ thống máy chủ.
• Sử dụng cấu hình an toàn: Định cấu hình daemon Docker và container có cấu hình an toàn, chẳng hạn như lắng nghe trên secure socket hoặc sử dụng xác thực TLS.
• Giám sát hoạt động của container: Quan sát hoạt động của container và ghi nhật ký các sự kiện đáng ngờ. Sử dụng các công cụ giám sát như Sysdig Falco, Aqua Security hoặc Docker Bench Security để phát hiện và cảnh báo về các mối đe dọa bảo mật tiềm ẩn.
• Triển khai bảo mật mạng: Áp dụng các biện pháp bảo mật mạng, chẳng hạn như tường lửa, VPN hoặc phân đoạn mạng để bảo vệ các ứng dụng được chứa trong container.

Bằng cách áp dụng các best practice này, Docker container có thể được bảo mật và cơ sở hạ tầng có thể được bảo vệ khỏi các cuộc tấn công độc hại.

Dockerfile là gì và cách sử dụng nó?

Dockerfile là một tệp văn bản có hướng dẫn tạo Docker image. Các hướng dẫn này sử dụng cú pháp đơn giản và có các lệnh để thiết lập phần mềm, sao chép tệp và mở port.

Để sử dụng Dockerfile, trước tiên bạn cần tạo một tệp văn bản có tên “Dockerfile” trong thư mục dự án của mình. Trong tệp này, bạn có thể viết hướng dẫn để tạo Docker image của mình. Ví dụ: bạn có thể bắt đầu bằng cách chọn một image cơ sở, chẳng hạn như “ubuntu”, sau đó chạy các lệnh để thiết lập phần mềm và ứng dụng của bạn.

Sau khi tạo Dockerfile, bạn có thể sử dụng lệnh docker build để tạo Docker image của mình. Lệnh này lấy đường dẫn đến thư mục dự án của bạn làm đối số và sử dụng Dockerfile ở đó để tạo image. Ví dụ: nếu Dockerfile của bạn nằm trong thư mục hiện tại, bạn có thể sử dụng lệnh docker build . để tạo image.

Sau khi tạo image, bạn có thể sử dụng lệnh docker run để khởi động container từ image đó. Lệnh này lấy tên của image làm đối số và bắt đầu container mới với image đó. Ví dụ: nếu image của bạn có tên là “myimage”, bạn có thể sử dụng lệnh docker run myimage để bắt đầu container từ image đó.

Đây là một ví dụ đơn giản về Dockerfile cài đặt Node.js và tạo một ứng dụng web "Hello world" đơn giản:
# Sử dụng Node.js runtime chính thức làm image gốc
FROM node:14-alpine

# Đặt thư mục làm việc thành /app
WORKDIR /app
# Sao chép package.json và package-lock.json vào thư mục làm việc
COPY package*.json ./
# Cài đặt bất kỳ phụ thuộc nào
RUN npm install
# Sao chép phần còn lại của mã ứng dụng vào thư mục làm việc
COPY . .
# Đặt container để chạy lệnh "npm start" khi nó khởi động
CMD [ "npm", "start" ]

Docker Compose là gì và cách sử dụng nó?

Chúng ta có thể sử dụng Docker mà không cần Docker Compose. Docker Compose không phải là một công cụ bắt buộc để sử dụng Docker, nhưng nó có thể là một công cụ hữu ích để quản lý các ứng dụng Docker nhiều container.

Docker Compose đơn giản hóa quá trình xác định và chạy các ứng dụng Docker nhiều container bằng cách cho phép bạn xác định các dịch vụ, mạng và volume cho ứng dụng của mình trong tệp YAML và sử dụng một lệnh duy nhất để bắt đầu và dừng ứng dụng của bạn. Điều này có thể hữu ích cho các ứng dụng phức tạp yêu cầu nhiều container, mạng và volume.

Nếu không có Docker Compose, bạn sẽ cần khởi động và dừng thủ công từng container cũng như tự mình quản lý các kết nối và phần phụ thuộc của chúng. Điều này có thể tốn thời gian và dễ bị lỗi, đặc biệt đối với các ứng dụng lớn hơn.

Docker Compose là một công cụ cho phép bạn chạy các ứng dụng Docker với nhiều container. Bạn có thể viết một tệp YAML chỉ định các dịch vụ, mạng và ổ đĩa mà ứng dụng của bạn cần, sau đó sử dụng một lệnh để bắt đầu và dừng ứng dụng của bạn.

Để sử dụng Docker Compose, trước tiên bạn cần viết tệp YAML cho ứng dụng của mình. Tệp này sẽ có các dịch vụ mà ứng dụng của bạn sử dụng, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu hoặc máy chủ web và bất kỳ mạng hoặc ổ đĩa nào được yêu cầu. Sau khi ghi tệp YAML, bạn có thể sử dụng lệnh docker-compose để bắt đầu và dừng ứng dụng của mình.

Ví dụ: nếu tệp YAML của bạn có tên là “docker-compose.yml”, thì bạn có thể chạy ứng dụng của mình bằng lệnh docker-compose up. Điều này sẽ tạo và chạy tất cả các dịch vụ trong tệp YAML của bạn. Sau đó, bạn có thể dừng ứng dụng của mình bằng cách sử dụng lệnh docker-compose down.

Docker Compose cũng cho phép bạn mở rộng quy mô ứng dụng của mình bằng cách chạy nhiều bản sao hơn của một dịch vụ. Ví dụ: nếu bạn có một máy chủ web trong tệp YAML của mình, bạn có thể chạy nhiều bản sao của máy chủ đó bằng cách sử dụng lệnh docker-compose up --scale web=3, lệnh này sẽ chạy ba dịch vụ máy chủ web .

Tóm lại, Docker Compose giúp xác định và chạy các ứng dụng Docker với nhiều container dễ dàng hơn, giúp bạn quản lý và mở rộng quy mô các ứng dụng phức tạp.

Tôi cung cấp cho bạn một ví dụ về tập tin Docker Compose bên dưới. Nếu muốn tìm hiểu thêm về cú pháp cụ thể và các tùy chọn được sử dụng trong tập tin, bạn có thể tham khảo tài liệu chính thức của Docker Compose tại https://docs.docker.com/compose/compose-file/03-compose-file/.

version: '3'

services:
  web:
    build: .
    command: bundle exec unicorn -c config/unicorn.rb -E production
    environment:
      RAILS_ENV: production
      RACK_ENV: production
      SECRET_KEY_BASE: ${SECRET_KEY_BASE}
      DATABASE_URL: postgres://vulehuan:${POSTGRES_PASSWORD}@db/vulehuan_production
      REDIS_URL: redis://redis:6379/0
      SOLR_URL: http://solr:8983/solr/vulehuan_production
      RAILS_SERVE_STATIC_FILES: 'true'
    expose:
      - "3000"
    volumes:
      - /home/vulehuan:/home/vulehuan
    user: vulehuan
    networks:
      - vulehuan_network
    depends_on:
      - db
      - redis
      - solr
    env_file:
      - .env.production
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.http.routers.vulehuan.rule=Host(`vulehuan.com`)"
      - "traefik.http.routers.vulehuan.entrypoints=websecure"
      - "traefik.http.routers.vulehuan.tls=true"
      - "traefik.http.routers.vulehuan.tls.certresolver=le"
  db:
    image: postgres:latest
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: ${POSTGRES_PASSWORD}
      POSTGRES_USER: vulehuan
      POSTGRES_DB: vulehuan_production
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data/
    networks:
      - vulehuan_network
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "443:443"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
    networks:
      - vulehuan_network
  redis:
    image: redis:latest
    command: redis-server
    volumes:
      - redis_data:/data
    networks:
      - vulehuan_network
  solr:
    image: solr:latest
    command: solr-create -c vulehuan_production
    volumes:
      - solr_data:/opt/solr/server/solr/vulehuan_production/data
    networks:
      - vulehuan_network
volumes:
  postgres_data:
  redis_data:
  solr_data:
networks:
  vulehuan_network:
    driver: bridge

Phần kết luận

Tóm lại, công nghệ ảo hóa đã cách mạng hóa cách chúng ta phát triển và triển khai phần mềm. Docker, một nền tảng container hóa phổ biến, mang lại nhiều lợi ích so với các máy ảo truyền thống, chẳng hạn như cải thiện hiệu quả, tính di động và khả năng mở rộng. Mặc dù các máy ảo có thể sử dụng nhiều tài nguyên và khởi động chậm, nhưng Docker container rất nhẹ và có thể được mở rộng nhanh chóng. Ngoài ra, Docker cung cấp các công cụ để quản lý container, image và mở rộng ứng dụng, khiến nó trở thành một công cụ mạnh mẽ để phát triển phần mềm hiện đại. Để bắt đầu với Docker, chúng ta có thể làm theo một vài bước cơ bản để tạo và chạy container, đồng thời tận dụng Dockerfile và Docker Compose để tự động hóa quy trình. Cuối cùng, điều quan trọng là phải xem xét các biện pháp bảo mật tốt nhất khi làm việc với Docker, vì các container có thể đặt ra những thách thức bảo mật riêng. Nhìn chung, Docker là một công cụ có giá trị dành cho các nhà phát triển và quản trị viên hệ thống, đồng thời đáng để khám phá đối với bất kỳ ai đang tìm cách cải thiện hiệu quả và khả năng mở rộng ứng dụng.