使用 Docker 容器快速開發物聯網應用

---

Docker 容器

Docker 是一個開源的程式設計平臺，它將軟體包建立和執行為標準化的容器單元。它提供了將單個應用程式與基礎設施隔離的能力，使開發人員能夠輕鬆地在不同階段移動、部署、更新和刪除應用程式。

從根本上說，Docker 是一個工具容器，它提供了一個單一的程式設計介面，並透過簡單的命令和自動化技術來構建高度可靠的容器化應用程式。

許多製造企業正在開展利用現代物聯網的數字化轉型專案——例如，電力和水資源分配以及其他現代工業控制系統。這些系統旨在並行執行許多應用程式，以及許多裝置和硬體平臺。

開發人員可以透過使用 Docker 和容器化方法，大幅減少編寫程式碼到生產環境部署之間的延遲和工作量。每個 Docker 容器都在隔離環境中執行一個虛擬化的應用程式。當容器出現故障或內部應用程式崩潰時，其他容器將繼續執行而不會受到干擾。此功能還使開發人員能夠快速應用安全修復和更新，從而最大限度地減少在整合大量物聯網裝置和應用程式期間出現異常錯誤或不一致的系統衝突。

幫助您創建出色的物聯網解決方案的功能

安全性

安全性是物聯網中的一個主要方面。根據 Gartner 的說法，透過容器部署的應用程式比在裸機作業系統上部署的應用程式更安全。這是因為，即使容器的安全性受到損害，也不會影響主機作業系統上執行的其他容器，因為每個容器的基礎上應用程式和客戶機都是隔離的。

以下是與容器安全相關的幾個要點：

• 資源隔離 - 容器在 PID、組織和其他名稱空間級別提供更好的安全隔離。從構建的角度來看，每個容器都獲得自己的一組資源，從處理到網路堆疊。

• 受限庫和工具 - 容器包含應用程式所需的軟體包。這使得攻擊面最小化，並且限制了駭客使用的 Linux 作業系統工具的訪問許可權。

• 安全掃描 - Docker 還透過 Docker Cloud 和 Docker Hub 提供安全掃描服務。這些服務可以檢查您的容器是否存在安全漏洞。

簡單快速的物聯網應用程式部署

使用 Docker 容器，您無需擔心在作業系統上設定應用程式所需的底層環境。

容器透過包含執行所需的所有內容（程式碼、執行時、系統工具、系統庫——任何可以在伺服器作業系統上安裝的內容）的完整檔案系統來封裝軟體。

• 跨物聯網裝置的應用程式可移植性 - 應用程式及其所有環境（例如感測器特定的庫）可以打包到一個容器中，獨立於 Linux 分發版本的宿主版本、平臺分發或部署模型。

• 簡單的應用程序升級 - 要更新您的應用程式，您需要做的就是：在 Dockerfile 中進行更改，並用新映像替換舊容器。要回滾，只需用舊映像替換新映像即可。容器使修復軟體錯誤變得非常簡單。

• 簡單性和更快的設計 - 使用者可以獲取他們的配置，將其放入程式碼中，並在沒有任何問題的情況下進行部署。由於 Docker 可用於各種環境，因此基礎設施的要求通常與應用程式的環境無關。

• 軟體版本控制和元件重用 - 容器允許您控制新程式碼版本中軟體錯誤引起的問題。您可以跟蹤容器的版本，檢查差異或回滾到以前的版本。容器重用來自初始層的元件，這使得更新過程變得非常輕量級和快速。

• 共享 - 您可以使用遠端儲存庫在網路中共享您的容器。有一些服務提供商為此目的提供了一個庫。設計您自己的私有容器儲存庫也是可能的。

多雲平臺

Docker 最大的優勢之一是可移植性。您可以本地建立您的物聯網應用程式，並在您首選的公共雲基礎設施中進行部署。Docker 容器可以在任何雲實例中執行，前提是主機作業系統支援 Docker。在過去幾年中，所有主要的雲計算提供商（包括 Amazon、Google 和 Microsoft）都採用了 Docker 的可用性並添加了各自的支援。

以下是部分以某種形式或方式支援 Docker 容器的公共雲提供商：

• Docker Cloud - Docker 的官方雲服務，用於叢集配置、託管登錄檔服務、持續部署 Docker 應用程式等等。

• Amazon EC2 容器服務 - Amazon EC2 容器服務 (ECS) 是一種高度可擴充套件、高效能的容器編排服務，支援 Docker 容器，並允許您輕鬆地在 Amazon EC2 例項的託管叢集上執行應用程式。

• Microsoft Azure 容器服務 - 選擇最適合您需求的工具和架構，以進行 Docker 容器編排和擴充套件操作。使用基於 Mesos 的 DC/OS、Kubernetes 或使用 Docker Swarm 和 Compose 來獲得純粹的 Docker 體驗。

• Google 針對 Docker 容器的容器引擎 - 由 Google 託管的單點 Kubernetes 叢集。Container Engine 是一個強大的叢集管理器和編排框架，用於執行您的 Docker 容器。

• Oracle 容器雲服務 - 它提供了一種簡單快速的方法來建立企業級容器基礎設施。

微服務

Docker 容器為微服務提供了極佳的平臺。在物聯網領域，與單體應用程式堆疊相比，微服務驅動的架構更有效。輕量級和原子化的微服務可以輕鬆地處理最小的資源開銷。

以下是將物聯網微服務執行在 Docker 上的一些優勢：

• 可擴充套件性 - 微服務架構支援水平和垂直擴充套件框架，從而為物聯網組織帶來長期優勢。

• 程式語言無關 - 每個微服務都可以使用不同的程式語言（如 Java、C、C++、Python 等）開發，而不管它們是否透過 Web API（REST/SOAP）或訊息代理（MQTT、AMQP 等）進行通訊。

• 簡單的故障排除 - 由於微服務故障，與單體應用程式相比，隔離和解決問題變得更加容易。考慮到我們部署物聯網應用程式的規模，這可能是最有用的功能之一。

結論

Docker 容器具有快速簡單的部署和較小的容器映像佔用空間等特性，可能是物聯網的關鍵推動力。使用微服務架構開發的物聯網應用程式將從 Docker 中受益最大。