Развитие информационных технологий привело в тому, что программисты начали создавать контент, который отличается расширенным функционалом. Так появились совершенно новые понятия, о которых прежде никто не слышал.
Яркий тому пример – Docker. Для разработчиков соответствующая «составляющая» крайне важна. Но не каждый юзер понимает «с ходу» о чем идет речь.
В данной статье будет рассказано все о Докерах, его контейнерах и образах. В результате каждый пользователь сможет разобраться, за что конкретно соответствующий «софт» несет ответ. Информация полезна не только новичкам, но и опытным разрабам.
Определение понятия
Контейнер, который называется Docker – специализированное программное обеспечение с открытым исходным кодом. Может использоваться программерами совершенно свободно. Применяется на практике достаточно часто.
В основном Докер используется при:
- создании приложений «с нуля»;
- внедрении веб-контента;
- доставки софта.
Все операции необходимо осуществлять через специальные среды. Они поддерживают так называемую контейнеризацию.
Docker контейнер – программное обеспечение, придуманное для эффективного применения ресурсов и систем, развертки программного обеспечения и масштабирования софта. Соответствующий элемент отвечает за стабильную работу контента при его перенесении в другие среды.
Исторические данные
Контейнер разрабатывался с 2008 года. В те годы о Docker Build мало кто слышал. Разработку осуществлялась в закрытом пространстве.
Лишь к 2013 году рассматриваемый элемент появился в Сети под лицензией Apache 2.0. С тех пор он распространяется в Сети свободно и имеет открытый код. Изначально о контейнерах слышали владельцы и разработчики Linux. Позже они распространились на другие ОС. С 2017 года контейнеры можно использовать для коммерческих целей без существенных затруднений.
На Linux даже сегодня подобное программное обеспечение работает без проблем, поддерживая crgoups и изоляцию пространства имен. Для того, чтобы воспользоваться контейнером на других ОС, требуется задействовать дополнительные приложения вроде Kitematic.
О принципах работы
Перед тем, как создать новый контейнер, важно понимать, каким образом они вообще работают. Главным предназначением ПО является контейнеризация софта посредством визуализации. В процессе задействования инструмента нужно упаковать приложение по специальным изолированным средам. Это и есть контейнеры, «блоки».
Докер работает в разных областях:
- облачные сервисы;
- персональные компьютеры и ноутбуки;
- центры обработки информации локального характера;
- прочие устройства.
У каждого контейнера должны быть собственные настройки и элементы. Они требуются для нормального функционирования выбранной утилиты. За счет соответствующего результата получается запускать несколько контейнеров на одном и том же хосте.
Преимущества и недостатки
Докер позволяет «упаковывать» программы и переносить их в разные среды. Но, как и любые другие инструменты, он имеет как сильные, так и слабые стороны. О них должен знать каждый разработчик.
Преимущества
Docker Container – программное обеспечение для файловых систем или компьютеров. У него выделяют следующие преимущества:
- Свободное использование и открытый код. Доступен софт всем желающим. И даже новичок сможет разобраться в принципах контейнеризации.
- Ресурсопотребление. Оно не слишком большое. «Блоки» не будут отвечать за виртуализацию всей ОС.
- Скорость развертывания. Можно использовать базовый образ на Docker.
- Удобство скрытия процессов. Докер предусматривает возможность задействования разнообразных способов обработки данных. А фоновые процессы удается скрыть в несколько кликов.
- Право на работу с небезопасными кодификациями. Изолирование предусматривает запуск небезопасных кодов без вреда для операционной системы.
- Масштабирование «в несколько кликов». Расширение осуществляется, если активировать создание образов и контейнеров.
Docker Run легко запускается в хосте. Также имеется оптимизация файловой системы. Образы включают в себя слои, которые предельно эффективно используют операционную систему и ее ресурсы.
Недостатки
Минусов при запуске контейнера практически нет. Единственный момент, на который необходимо обратить внимание – это то, что «рядовой» пользователь вряд ли сможет с легкостью разобраться со спецификой ПО.
Для того, чтобы работать с Докерами, требуются навыки программирования. Также важно понимать и знать команды Docker. Лишь в этом случае с контейнеризацией не возникнет никаких проблем.
Внимание: для программиста или разработчика упомянутого минуса не будет, даже если «сотрудник» только начал свою карьеру.
Необходимые термины
Рассматривая упомянутую тему, требуется изучить и запомнить некоторые ключевые понятия. А именно:
- Контейнер – исполняемый экземпляр, отвечающий за инкапсуляцию приложения. Включает в себя так называемые образы. Его достаточно просто удалить или создать за небольшой отрезок времени.
- Образ (Docker Image)– базовый элемент того или иного контейнера. Создается за разное количество времени.
- Порт – порт TCP/UDP в исходном значении. Подключаются к «блокам» или находятся во внешнем мире.
- Реестр – сервер, используемый для хранения образов. Напоминает GitHub.
- Том – общая папка. Устанавливается на устройство при создании контейнеров. Используются для того, чтобы хранить информацию, независимо от жизненного цикла Докера.
- Docker Hub – репозиторий с интерфейсом публичного типа. Предусматривает огромное количество образов и контейнеров. Чем-то отдаленно напоминает «магазин шаблонов и образов».
- Демон – сервер контейнеров, который входит в программные средства Докера. Осуществляет управление объектами.
- Клиент – пользовательский интерфейс для взаимодействия с Докер-демоном. Включает в себя Docker Build, Docker Pull, Docker Run.
- DockerFile – файл, в котором хранятся правила и принципы сборки образа. Первая строчка здесь – это ссылка на базовый вариант. Последующие команды отвечают за копирование документов, инициализацию приложений ради создания определенной среды разработки.
Картинка выше поможет понять, из чего состоит Докер. Без этого нет никакого смысла в создании образов, а также проведении контейнеризацию.
Движок
Теперь, когда ключевые понятия рассмотрены, стоит обратить внимание на то, что разработка и создание задействованных «утилит» ведется в специальной среде. Она называется движком. Речь идет о Docker Engine.
Подобный элемент отвечает за связь между ключевыми объектами Докера: образами, реестром и контейнерами. Включает в себя:
- Сервер. Он добавляет демон (фоновую программу), которая будет использоваться при модификации и задействовании контейнеров, томов и образов.
- REST API. Специальный механизм, на который возложена ответственность за взаимодействия клиента и демона.
- Клиент. То, что позволяет осуществлять взаимодействие с серверами через команды. Последние вводятся в CLI-интерфейсе.
Принцип работы Докер-движка предельно простой:
- Сначала пользователь отдает через интерфейс демону на хосте команду.
- В зависимости от поданного «сигнала» Daemon осуществляет выполнение операций с Docker Images на основе инструкций из DockerFile.
- Организовывается работа образа непосредственно в «изолированном блоке».
Если разобраться с командами и принципами их использования, никаких проблем с контейнированием не возникнет. Готовые элементы всегда можно посмотреть и отыскать с DockerHub. Но некоторые создают собственный контент для реализации тех или иных задач. На это требуется не так много времени.
О работе образов
Docker-Image является шаблоном, который имеет пометку «только для чтения». В нем хранятся готовые инструкции, используемые для того, чтобы создать новенький «изолированный блок». Включает в себя слои, которые комбинируются в единый образ посредством вспомогательной файловой системой. Она носит название UnionFS. Параметры устанавливаются в ДокерФайл.
Для того, чтобы многократно применять образ, требуется задействовать реестр. Из него скачиваются готовые варианты с внешнего репозитория сервиса. Хранение осуществляется через хост. Лучше всего производить загрузку из официальных источников. Пример – реестр Docker Trusted Registry.
При необходимости можно скачивать конкретные слои. Пример – программер захотел доработать ПО и провести модификацию образа, внеся корректировки в несколько документов. После того, как произойдет загрузка, на сервер отправят только слои с модификациями.
О работе контейнеров
Контейнер, который хотим использовать для работы, будет строиться на основе Docker-образов. Запускаются непосредственно из ядра Linux Ubuntu (и не только). За счет этого обеспечивается меньшее ресурсопотребление при виртуализации.
Изоляция обеспечивается за счет технологий namespace. Каждое изолированное пространство получает уникальную область имен, отвечающих за предоставление доступа.
Если речь идет о Docker Engine, используется иной подход:
- «В центре внимания» находятся контрольные группы – crgoups.
- Приложение ограничивают определенным набором ресурсов.
- Контрольные группы отвечают за обмен ресурсов с контейнерами, дополнительно устанавливаемыми.
Движок также объединяет контрольные группы с пространством имен и файловой системой в формат контейнера.
Что будет при запуске контейнера
Важно также понимать, что происходит с приложениями, запущенными на этом контейнере. При запуске «изолированного блока» будут реализовываться следующие операции:
- Запускается Docker Image.
- Движок проводит проверку на существование образа. При наличии оного используется соответствующий контейнер Docker. В противном случае он загружается из Docker Hub.
- Происходит создание контейнера.
- Файловая система получает разметку. На данном этапе добавляются недостающие слои для записи.
- Осуществляется создание сетевого интерфейса.
- Присваивается IP-адрес.
- Запускается заданный процесс.
Далее Docker проводит захват ввода и вывода приложения. Посредством специальных команд можно управлять объектами рассматриваемого софта.
Создание Image
Чтобы Докер Containers работали исправно, их необходимо правильно использовать. А еще – уметь управлять и создавать Images. Это не так трудно, как кажется изначально. Даже с начинающими навыками программирования удастся добиться желаемого результата.
Чтобы создать образ, требуется выбрать способ реализации поставленной задачи. Действовать можно вручную или через DockerFile. Иногда предусматривается автоматизация операции. Тогда система создает новый образ самостоятельно.
Собственными руками
В этом случае обработка изолированной среды ведется по принципу «обычного компьютера». Пользователь:
- устанавливает пакеты;
- пишет файлы;
- фиксирует команды и запускает их;
- получает на выходе образ, который используется в виде шаблона.
Попробуем сделать Alpine Image. Это – Linux Image небольшого масштаба. Добавим файл «Yeah», который содержит в себе текст «It Works!». Для этого требуется зайти в корневой каталог и открыть его.
Для того, чтобы осуществить creating file, достаточно добавить следующую запись c использованием echo:
Теперь предстоит открыть контейнер vibrant_spenc с docker ps –all. Выглядеть это будет так:
Далее в директории создаем новый Docker Image для vibrate_spence. Для отметки добавим комментарий «mine, mine, mine».
Далее удалим Docker контейнер и создам новую изолированную среду. В нем будет изначально присутствовать файл «Yeah».
Но это – только один из возможных вариантов. Через Docker File справиться с поставленной задачей тоже можно.
Decker File в помощь
Так выглядит минимальный ДокерФайл для Python:
Здесь стоит обратить внимание на следующие моменты:
- Run apt-get отвечает за обновление системных библиотек.
- Далее произошла установка make и build.
- Осуществлена проверка версии Питона на актуальность.
- Был задан рабочий каталог и файл requirements.txt скопирован в контейнер.
- Pip произвел установку всех библиотек.
- Остальной код скопирован в контейнер, проведена проверка на целостность с последующим запуском main.py.
Docker File будет работать, если структура каталога кодификации имеет следующий вид:
Остается только сменить App-name на нужную утилиту.
О командах
Чтобы был виден более заметный результат работы с Docker, требуется уточнить некоторые команды. По мере их обработки пользователь заметит те или иные изменения.
Типичная операция – docker container start. В ходе операции будет выполнен запуск Докера. Чтобы провести created нового контейнера, можно использовать запись:
Docker container run new_container.
Команды имеют определенные опции и аргументы. Вот список основных «задач», которые задают пользователи при работе с рассматриваемым объектом:
- docker stop – останавливает контейнер;
- create – создание нового изолированного пространства из выбранного image;
- run – создание и запуск контейнера;
- inspect – выводит подробную информацию о «блоке»;
- logs – осуществляет вывод cmd (выводит в консоль логи);
- expose – подсказка для пользователей относительно того, какие порты предоставлены сервисом;
- kill – отключает контейнер, игнорируя сохранение корректировок.
Есть еще docker rm. Команда удаляет выбранный контейнер. Но он предварительно должен быть отключен.
Внимание: apt-get install – набор утилит для установки пакетов в Linux, который может пригодиться при работе с Докерами.
Как лучше узнать Докеры
Для того, чтобы понимать, что такое id Image from Docker, а также какие макаром происходит работа внутри контейнера, стоит внимательно изучить соответствующую тему.
Стать настоящим специалистом в подобной области помогают специализированные курсы. Они проводятся как очно, так и дистанционно. После того, как создастся группа желающих, образовательный центр предоставит программу обучения. В результате пользователь сможет изучить Docker поверхностно или углубленно. В конце выдается сертификат, подтверждающий соответствующие навыки и знания.
