Гайд по Docker: что это такое, зачем его использовать и как с ним работать. Что такое docker и зачем он нужен?

Итог: мы создали наше приложение, упаковали его в образ Docker и запустили его. Конечно, это очень простой пример. Наша программа состоит всего из одной строки, а Docker-файл — из трех. Но он позволяет понять основы Docker, как он работает, как создавать образы и запускать контейнеры.

Что такое Docker: для чего он нужен и где используется

Docker — один из самых популярных инструментов контейнеризации. В этой статье мы объясним, что такое контейнеры, где они используются и как они могут быть полезны.

Managed Kubernetes поможет вам развернуть контейнерные приложения на инфраструктуре Selectel. Сосредоточьтесь на разработке, а мы позаботимся о нормальной работе кластера Kubernetes.

В конце — практическая часть: мы создаем небольшое приложение, упаковываем его в образ и запускаем. Все шаги демонстрируются на примере виртуальной машины Selectel Cloud Platform.

Контейнеры являются хорошей альтернативой аппаратной виртуализации. Они позволяют приложениям работать в изолированной среде, но потребляют гораздо меньше ресурсов.

Прежде всего, эта статья будет полезна тем, кто совсем не знаком с контейнерами или Docker. Мы рассмотрим самые базовые вещи, и наш пример создания приложения будет довольно простым. Но это позволит вам понять основы Docker, а затем перейти к более сложным вещам.

Что такое контейнеры

Прежде чем говорить о Docker, необходимо сказать несколько слов о технологии контейнеризации.

Контейнеры — это способ стандартизировать развертывание приложения и отделить его от общей инфраструктуры. Экземпляр приложения работает в изолированной среде, которая не влияет на базовую операционную систему.

Разработчикам не нужно беспокоиться о том, в какой среде работает их приложение, есть ли у него нужные настройки и зависимости. Они просто собирают приложение и объединяют все зависимости и настройки в единый образ. Затем этот образ можно запускать на других системах, не опасаясь, что приложение не будет работать.

Docker — это платформа для разработки, развертывания и запуска приложений в контейнерах. Docker позволяет создавать контейнеры, автоматизировать их запуск и развертывание, а также управлять их жизненным циклом. Он позволяет запускать несколько контейнеров на одной хост-машине.

Коммерциализация похожа на виртуализацию, но это не одно и то же. Виртуализация предполагает запуск полного хоста на супервизорном суперкомпьютере с собственным виртуальным оборудованием и операционной системой. Можно запустить другую операционную систему внутри операционной системы. В

Преимущества использования контейнеров Docker

У контейнеров нет такой проблемы, потому что они содержат все необходимое для запуска приложения. Профессионалы занимаются развитием, а не решением инфраструктурных проблем.

Docker решает проблемы зависимостей и рабочего окружения

Контейнер — это группа процессов, изолированных от основной операционной системы. Приложения выполняются только внутри контейнеров и не имеют доступа к базовой операционной системе. Это делает приложения более безопасными: они не могут случайно или намеренно повредить базовую систему. В случае сбоя или зависания приложения в контейнере базовая операционная система не затрагивается.

Контейнеры упрощают развертывание приложений. При классическом подходе для установки приложения необходимо выполнить несколько действий: запустить сценарий, изменить конфигурационные файлы и т.д. В этом процессе возможен человеческий фактор: пользователь запускает скрипт дважды, путает порядок или что-то перепутал. Контейнеры позволяют полностью автоматизировать этот процесс, поскольку они содержат все необходимые зависимости и рабочие процессы.

Контейнеры также упрощают развертывание на нескольких серверах. Чтобы развернуть одно и то же приложение на нескольких машинах, классический подход потребует повторения одних и тех же шагов. Контейнеры устраняют этот процесс и позволяют автоматизировать разработку.

Изоляция и безопасность

Контейнеры хорошо вписываются в архитектуру микросервисов. Это подход к разработке, при котором приложение делится на небольшие компоненты, максимально независимые друг от друга. Обычно ее сравнивают с монолитной архитектурой, где все части системы сильно взаимосвязаны.

Ускорение и автоматизация развертывания приложений и масштабируемость

Это позволяет быстрее разрабатывать новые функции, поскольку при монолитной архитектуре изменение одной части может повлиять на всю остальную систему.

Docker Compose позволяет одновременно развертывать и настраивать несколько контейнеров. Например, веб-приложению необходимо развернуть стек LAMP: Linux + Apache, MySQL, PHP. Каждое из приложений представляет собой отдельный контейнер для Linux. Но в данном случае нам нужны все контейнеры вместе, а не только одно приложение. С помощью Docker Compose вы можете развернуть и настроить все приложения одной командой, а без этой команды нам пришлось бы развертывать и настраивать каждый контейнер отдельно.

Контейнеры приближают к микросервисной архитектуре

Упростите процесс развертывания, масштабирования и обслуживания контейнерной инфраструктуры с помощью Managed Kubernetes.

Docker — это популярное приложение, основанное на контейнерной технологии. С помощью Docker вы можете запускать контейнеры Docker с приложениями из предварительно созданных шаблонов — образов Docker (или Docker images).

Docker compose — одновременно развернуть несколько контейнеров

Контейнеризация — это технология, которая позволяет приложениям работать изолированно от операционной системы. Приложение установлено на некоторых

Создайте кластер любой конфигурации в несколько кликов

Теперь попробуем создать образ Docker на основе nginx:latest. Docker умеет создавать образ Docker, читая текстовые команды, записанные в файле Docker.

Что такое Docker

Вот пример простого файла Docker:

ОТ

nginx

последние

RUN

• Управлять изолированными приложениями
• Ускорять и автоматизировать развертывание приложений
• Доставлять приложения до серверов
• Масштабировать приложения
• Запускать на одном компьютере разные версии одной программы.

Как работает Docker

echo

Здравствуйте, мы создаем пользовательский docker-образ nginx:latest!

КОПИРОВАТЬ

nginx

1. Скачивает docker-образ — шаблон для создания Docker-контейнера — nginx:latest из публичного репозитория Docker Hub (если его не скачивали ранее). Docker-образ содержит все необходимое для запуска приложения: код, среду выполнения, библиотеки, переменные окружения и файлы конфигурации. На странице Nginx в Docker Hub можно найти Docker-образ nginx:latest, где latest — это тег (метка, снимок), который ссылается на самый свежий docker-образ и описывает его.
2. Запускает Docker-контейнер с помощью Docker-образа
3. Пробрасывает порт. Ранее мы объясняли, что процессы в Docker-контейнерах запускаются в изоляции от ОС, то есть все порты между ОС и Docker-контейнером закрыты. Для того, чтобы мы смогли обратиться к Nginx, нужно пробросить порт, что и делает опция -p 8080:80, где 80 — это порт Nginx внутри контейнера, а 8080 — порт в локальной сети ОС.

Как создать свой Docker-образ

пользовательский

Добро пожаловать

Страницаhtml:usrакцияnginxhtmlИндексhtml-Команда FROM определяет базовый (родительский) образ Docker и всегда вызывается первой. Команда COPY копирует файлы в контейнер Docker.-С помощью COPY можно заменить веб-страницу Nginx по умолчанию на эту страницу:-Добро пожаловать на пользовательскую страницу Nginx!.Более подробную информацию об этих и других командах Docker можно найти в официальной документации./Теперь, когда мы знаем, что делают эти команды, давайте создадим образ Docker из файла Docker:/Сборка Docker/html/Более подробную информацию об этих и других командах Docker можно найти в официальной документации./полный.Более подробную информацию об этих и других командах Docker можно найти в официальной документации.

полный

30585fbbebc6: Вытягивание

полный

18f4ffdd25f4: Вытягивание

полный

$9dc932c8fba2: Вытянуть полностью-tполный-f600c24b8ba39: Вытягивание полноеполныйДайджест: sha256:0b970013351304af46f322da1263516b188318682b2ab1091862497591189ff1 Κατάσταση: Загрузить последнее изображение.полныйnginx:latestполныйechoполныйRUN.полный05ffd060061f Здравствуйте, мы создаем пользовательский Docker-образ nginx:latest! Удаление промежуточного контейнера 05ffd060061fполный704121601a45 Успешная сборка 704121601a45 Успешная метка nginx_custom:latestДавайте объясним, какие команды мы использовали в этом коде:Для неопытных разработчиков важно знать, как работает Docker, его основные компоненты и взаимосвязи между ними.---**>**Движок Docker (Docker "engine") - это ядро механизма Docker. Движок" отвечает за работу и связь между основными объектами Docker (реестр, образы и контейнеры).nginxhtml---**>**Рабочее пространство изолировано с помощью технологии пространства имен. Для каждого изолированного пространства (контейнера) создается уникальное пространство имен, обеспечивающее доступ к нему. Каждый процесс, запущенный внутри контейнера, ограничен пространством имен.Linux через механизм Docker использует несколько иную технологию - группы управления ( cgroups ), которая ограничивает приложение определенной группой ресурсов. Cgroups делят доступные аппаратные ресурсы с контейнерами, которые дополнительно ограничены в плане использования памяти, прав доступа к другим ресурсам и т.д.Файл Docker - это тоже сценарий, но с немного другим проектом. Работа файла Docker выглядит следующим образом:---**>**Например, один файл Docker может отвечать за WordPress и содержать все команды для простой установки движка. Еще один файл Docker может содержать инструкции для базы данных MySQL, рассказывающие, как установить и распределить ресурсы.---**>**👉 В файле Docker указано, какую операционную систему выбрать и как установить программное обеспечение. Сценарий docker-compose.yml показывает, как скомпоновать несколько файлов Docker так, чтобы они работали как один.

После того, как у нас есть сценарий и нужные файлы Docker, запустить WordPress на сервере — дело трех минут (команды Linux):

Преимущества использования Docker

1. Минимальное потребление ресурсов — контейнеры не виртуализируют всю операционную систему (ОС), а используют ядро хоста и изолируют программу на уровне процесса. Последний потребляет намного меньше ресурсов локального компьютера, чем виртуальная машина.
2. Скоростное развертывание — вспомогательные компоненты можно не устанавливать, а использовать уже готовые docker-образы (шаблоны). Например, не имеет смысла постоянно устанавливать и настраивать Linux Ubuntu. Достаточно 1 раз ее инсталлировать, создать образ и постоянно использовать, лишь обновляя версию при необходимости.
3. Удобное скрытие процессов — для каждого контейнера можно использовать разные методы обработки данных, скрывая фоновые процессы.
4. Работа с небезопасным кодом — технология изоляции контейнеров позволяет запускать любой код без вреда для ОС.
5. Простое масштабирование — любой проект можно расширить, внедрив новые контейнеры.
6. Удобный запуск — приложение, находящееся внутри контейнера, можно запустить на любом docker-хосте.
7. Оптимизация файловой системы — образ состоит из слоев, которые позволяют очень эффективно использовать файловую систему.

После этого на нашем сервере появился собственный Docker, запускающий виртуальный контейнер с нашей сборкой. Для остального интернета это выглядит так, как будто мы установили все это на сервере, но на самом деле все это работает внутри виртуальной машины.

1. Docker -демон (Docker-daemon) — сервер контейнеров, входящий в состав программных средств Docker. Демон управляет Docker-объектами (сети, хранилища, образы и контейнеры). Демон также может связываться с другими демонами для управления сервисами Docker.
2. Docker -клиент (Docker-client / CLI) — интерфейс взаимодействия пользователя с Docker-демоном. Клиент и Демон — важнейшие компоненты «движка» Докера (Docker Engine). Клиент Docker может взаимодействовать с несколькими демонами.
3. Docker -образ (Docker-image) — файл, включающий зависимости, сведения, конфигурацию для дальнейшего развертывания и инициализации контейнера.
4. Docker -файл (Docker-file) — описание правил по сборке образа, в котором первая строка указывает на базовый образ. Последующие команды выполняют копирование файлов и установку программ для создания определенной среды для разработки.
5. Docker -контейнер (Docker-container) — это легкий, автономный исполняемый пакет программного обеспечения, который включает в себя все необходимое для запуска приложения: код, среду выполнения, системные инструменты, системные библиотеки и настройки.
6. Том (Volume) — эмуляция файловой системы для осуществления операций чтения и записи. Она создается автоматически с контейнером, поскольку некоторые приложения осуществляют сохранение данных.
7. Реестр (Docker-registry) — зарезервированный сервер, используемый для хранения docker-образов. Примеры реестров:
   • Центр Docker — реестр, используемый для загрузки docker-image. Он обеспечивает их размещение и интеграцию с GitHub и Bitbucket.
   • Контейнеры Azure — предназначен для работы с образами и их компонентами в директории Azure (Azure Active Directory).
   • Доверенный реестр Docker или DTR — служба docker-реестра для инсталляции на локальном компьютере или сети компании.

   Что такое Docker Engine

   Это так же быстро, как разогреть замороженную пиццу: просто положите ее в подходящую микроволновую печь, и блюдо готово.

   

   Элементы Docker Engine

   1. Сервер выполняет инициализацию демона (фоновой программы), который применяется для управления и модификации контейнеров, образов и томов.
   2. REST API — механизм, отвечающий за организацию взаимодействия Докер-клиента и Докер-демона.
   3. Клиент — позволяет пользователю взаимодействовать с сервером при помощи команд, набираемых в интерфейсе (CLI).

   Как работает Docker

   Экономия времени на разработку не является главным вопросом, хотя Docker значительно облегчает жизнь разработчиков.

   

   Схема работы

   1. Пользователь отдает команду с помощью клиентского интерфейса Docker-демону, развернутому на Docker-хосте. Например, скачать готовый образ из реестра (хранилища Docker-образов) с помощью команды docker pull. Взаимодействие между клиентом и демоном обеспечивает REST API. Демон может использовать публичный (Docker Hub) или частный реестры.
   2. Исходя из команды, заданной клиентом, демон выполняет различные операции с образами на основе инструкций, прописанных в файле Dockerfile. Например, производит их автоматическую сборку с помощью команды docker build .
   3. Работа образа в контейнере. Например, запуск docker-image, посредством команды docker run или удаление контейнера через команду docker kill .

   Как работают образы

   Основная цель этой технологии — возможность масштабирования и одновременного запуска десятков или сотен контейнеров для обработки нагрузки на веб-сайт или сервис. Например, можно запустить несколько контейнеров базы данных одновременно, когда запросов к базе данных слишком много.

   Предполагается, что один контейнер будет выполнять одну функцию. По этой причине для создания сложной среды необходимо несколько изображений.

   

   Вы можете загрузить и настроить их вручную или использовать Docker Compose, инструмент для управления несколькими образами и приложениями с несколькими контейнерами.

   Как работают контейнеры

   Программа позволяет управлять несколькими образами и контейнерами в одном. С помощью Docker Compose вы можете создать YAML-файл для определения сервисов и запускать и останавливать все одной командой. Инструмент может ускорить развертывание: Для приложений с несколькими контейнерами их количество может достигать нескольких десятков.

   Когда вы останавливаете и перезапускаете контейнер, часть содержащейся в нем рабочей информации может быть потеряна. Чтобы избежать этого, разработчики стараются создавать приложения с минимальным объемом хранения в контейнерах. Однако не всегда можно обойтись без хранилища, и контейнер изолируется от основной системы. Существует несколько способов сделать это.

   

   Тома Docker. Эти тома являются способом хранения, рекомендованным разработчиками платформы. В них хранятся файлы и другие данные. Тома можно подключать к различным контейнерам, выбирать специальные драйверы и хранить информацию не на хосте, а в облаке или на удаленном сервере.

   Что такое докер-файл

   В Linux местоположение томов по умолчанию — /var/lib/docker/volumes/. Другие программы могут получить к ним доступ только через контейнер, но не напрямую. Для создания и управления томами используются инструменты Docker: команда docker volume create, указание тома при создании контейнера в Dockerfile или docker-compose.yml.

   1. Сказать, какая операционная система будет виртуально запускаться при запуске.
   2. Установить и настроить какую-то программу в этой операционной системе.

   Гора. Более простым способом реализации удаленного хранения является монтирование папок непосредственно с хоста в контейнер. Эта опция используется для передачи файлов конфигурации или во время разработки. Разработчик может написать код в среде хоста, а затем перенести его в контейнер.

   

   Tmpfs и именованные конвейеры. Это название специального файлового хранилища, которое есть только в системах Linux. Обычно он используется не для хранения файлов, а для обеспечения безопасности. Tmpfs — это временное хранилище. Как только контейнер останавливается, данные теряются. Доступ к Tmpfs очень быстрый, поэтому хранилище используется для оптимизации контейнера.

   

   Как запускать

   Именные лидеры — это именные каналы. Через них работать с Docker могут только пользователи Windows.

   1. Установить докер на сервере: sudo apt install -y docker-ce .
   2. Закачать туда нужные скрипты и файлы.
   3. Запустить скрипт docker-compose.yml: docker compose up -d .

   С помощью Docker вы можете перенести приложение со всеми его зависимостями на другую систему с помощью нескольких команд в терминале. Установка зависимостей вручную занимает больше времени. Вы также можете использовать Docker для быстрого развертывания интерфейса с определенными конфигурациями. Существуют «системные контейнеры», которые содержат дистрибутивы операционных систем.

   С помощью Docker приложение может работать отдельно от всей системы, не конфликтуя с другими программами. Программа становится почти автономной и не вызывает ошибок зависимости.

   А для чего всё это?

   Еще одна особенность Docker — совместное использование ресурсов различными приложениями. Неизолированные процессы могут конкурировать за память и вычислительную мощность процессора. Отдельные программы не делают этого друг с другом. Docker позволяет более эффективно использовать ресурсы и избегать конфликтов.

   Если код приложения контейнера окажется небезопасным, это не нанесет вреда главному серверу. Если контейнер настроен правильно, активность кода не влияет на хост-систему. Даже серьезная ошибка не повлияет на работу других служб и программ.

   Docker Compose: множественные образы

   Архитектура микросервисов — это тип организации программного обеспечения, при котором функции большого приложения разделяются на небольшие независимые программные модули. Они взаимодействуют друг с другом посредством протоколов, но в целом работают независимо друг от друга. Docker хорошо подходит для реализации такого типа архитектуры: каждый микросервис упаковывается в отдельный контейнер, который можно настраивать и тестировать, запускать или останавливать отдельно от других.

   Технологии коммерциализации помогают быстрее программировать. Меньше времени требуется на настройку среды и развертывание приложений на различных платформах. В результате повышается производительность всей команды.

   

   Платформы оркестровки используются для автоматизации большинства процессов сложных контейнерных приложений. Многие специфические функции программного обеспечения связаны с контейнеризацией и функциями Doc

   Как хранятся данные в Docker

   Это еще одна проблема для платформ оркестровки. Многие из них поддерживают автоматическое масштабирование систем для различных мест и сред. Примером такой платформы является Kubernetes, которая часто используется в сочетании с Docker.

   Автоматическое масштабирование помогает быстро оптимизировать домен для увеличения нагрузки. Если сайт неожиданно получает больше трафика, чем обычно, система перераспределяет ресурсы и корректирует услуги.

   Docker доступен для Linux, Windows и Mac. Чтобы загрузить установочный файл, щелкните по ссылке и выберите соответствующую версию. Подробные инструкции по установке можно найти в официальной документации.

   Давайте поговорим о работе с «первым контейнером». Это почти аналогично «Hello, World» для Docker: загрузка и развертывание популярного образа из репозитория. Обычно используется дистрибутив Linux:

   Задачи, которые решает Docker

   Развертывание среды или приложения

   Изолированный запуск

   Контроль ресурсов

   Повышение безопасности

   Работа с микросервисами

   Ускорение цикла разработки

   Управление сложными системами

   Масштабирование

   Как начать работу с Docker