1. 问题发生的典型场景

当我们将Docker从18.06升级到20.10版本后，某Python项目的CI/CD流水线突然报错。旧有容器启动时提示"OCI runtime create failed"，具体错误指向存储驱动不兼容。这类问题常见于：

  • 旧版本镜像使用aufs存储驱动
  • 新版本默认使用overlay2驱动
  • 容器运行时参数变更

示例Dockerfile触发问题的情况：

# 旧版本基础镜像（已停止维护）
FROM python:3.6-stretch

# 安装特定版本的库
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    libmysqlclient-dev=5.7* \  # 固定次要版本
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 使用旧式数据卷声明
VOLUME ["/var/lib/mysql"]

2. 核心排查方法论

2.1 版本兼容矩阵验证

访问Docker官方文档验证各组件版本关系：

  • Docker Engine与Containerd的版本对应
  • 存储驱动与内核版本的匹配性
  • 网络驱动与操作系统发行版的关系

2.2 回滚验证流程

# 查看可用版本列表
apt-cache madison docker-ce

# 执行降级操作（Ubuntu示例）
sudo apt-get install docker-ce=5:20.10.7~3-0~ubuntu-focal \
    docker-ce-cli=5:20.10.7~3-0~ubuntu-focal \
    containerd.io=1.4.6-1

2.3 增量升级策略

分阶段升级路线示例：

  1. 18.06 -> 19.03（跨越存储驱动变更）
  2. 19.03 -> 20.10（跨越cgroups版本变更）
  3. 20.10 -> 23.0（跨越compose规范变更）

3. 常见问题解决方案

3.1 网络配置冲突

升级后自定义bridge网络无法连通的问题处理：

# docker-compose.yml
version: '3.8'

services:
  webapp:
    networks:
      legacy_net:
        ipv4_address: 172.28.1.2  # 固定IP地址导致冲突

networks:
  legacy_net:
    driver: bridge
    ipam:
      config:
        - subnet: 172.28.0.0/16

解决方案步骤：

  1. 删除现有网络 docker network rm legacy_net
  2. 修改子网为不冲突的范围（如172.29.0.0/16）
  3. 重建容器时自动分配IP

3.2 存储驱动迁移

将aufs迁移到overlay2的完整流程：

# 停止Docker服务
sudo systemctl stop docker

# 备份原有数据
sudo cp -r /var/lib/docker /var/lib/docker.bak

# 修改配置文件
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "storage-driver": "overlay2",
  "storage-opts": [
    "overlay2.override_kernel_check=true"
  ]
}
EOF

# 启动服务并验证
sudo systemctl start docker
docker info | grep Storage

3.3 API版本适配

处理Docker Remote API版本不匹配的Python示例：

import docker

# 显式指定API版本
client = docker.DockerClient(
    base_url='unix://var/run/docker.sock',
    version='1.40'  # 与旧版本客户端保持兼容
)

try:
    print(client.images.list())
except docker.errors.APIError as e:
    print(f"API版本不匹配: {e.explanation}")

4. 关联技术深度整合

4.1 与Kubernetes的协同升级

当Docker升级到23.0+版本时，需同步验证CRI适配性：

# containerd配置调整（/etc/containerd/config.toml）
[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
  disable_hugetlb_controller = false
  sandbox_image = "registry.k8s.io/pause:3.7"

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd]
  default_runtime_name = "runc"

4.2 持续集成系统适配

GitLab Runner配置调整示例：

[[runners]]
  environment = ["DOCKER_DRIVER=overlay2"]
  [runners.docker]
    allowed_images = ["*/*"]
    extra_hosts = ["host.docker.internal:host-gateway"]

5. 技术方案选型分析

5.1 升级方案对比

方案类型 执行难度 停机时间 风险系数 适用场景
直接升级 低 短 高 测试环境验证
滚动升级 中 中 中 生产环境集群
蓝绿部署 高 无 低 关键业务系统

5.2 版本锁定策略优劣

优势：

  • 确保开发/生产环境一致性
  • 避免意外升级导致的兼容问题
  • 便于漏洞影响范围评估

劣势：

  • 无法获取安全更新
  • 逐渐累积技术债务
  • 增加后续升级难度

6. 实战注意事项

  1. 内核版本预检要求：
# 检查内核版本与模块
uname -r
lsmod | grep overlay
  1. 灰度验证流程设计：
  • 选取非关键业务容器
  • 监控系统资源占用变化
  • 记录API调用异常日志
  • 验证跨主机网络通信
  1. 回退方案必须包含：
  • 旧版本镜像仓库备份
  • 容器编排模板存档
  • 网络配置快照
  • 存储卷完整备份

7. 典型问题解决示例

7.1 文件权限异常处理

升级后出现"Permission Denied"的调试过程：

# 查看容器内文件属性
docker exec -it my_container ls -l /data

# 宿主机目录权限检查
ls -ld /var/lib/docker/volumes/my_volume/_data

# 启用用户命名空间映射
echo "{\"userns-remap\": \"default\"}" > /etc/docker/daemon.json

7.2 内存限制失效问题

新版cgroups配置差异导致的OOM异常：

# 错误的内存限制设置
deploy:
  resources:
    limits:
      memory: 4g  # 旧版本解析为4096MB
      cpus: "2.0"

修正方案：

deploy:
  resources:
    limits:
      memory: 4096m  # 显式指定单位
      cpus: "2.0"

8. 总结与建议

在经历多次Docker版本升级实践后，建议采用分阶段升级策略：

  1. 开发环境先行验证（1周）
  2. 预发布环境压力测试（2周）
  3. 生产环境分批次滚动升级（4周周期）

建立版本升级知识库应包含：

  • 组件依赖关系图谱
  • 版本变更追踪矩阵
  • 回退操作手册
  • 故障现象速查表