Информационные технологии – то, что пользуется огромным спросом в современном мире. Сегодня данная сфера стремительно развивается. Из-за этого разработчики и программисты получают уникальную возможность – совершенствоваться и создавать разнообразный уникальный софт, оснащенным мощным функционалом.
Некоторое время назад появилось совершенно новое понятие. Термин, о котором идет речь – docker. Не все понимают, что он собой представляет. Но для разработчиков и программистов соответствующий элемент играет важную роль.
В данной статье будет рассказано о том, что собой представляет соответствующий «контейнер», как он работает и пишется. В итоге каждый сможет понять, каким образом софт будет запускаться и за что отвечать. Предложенная информация полезна не только новичкам, но и тем, кто уже долгое время занят в соответствующей области.
Определение
Контейнер под названием Docker – это специальное программное обеспечение. Имеет открытый исходный код, благодаря чему может использоваться программерами и разрабами весьма активно. Задействуется при:
- разработке софта;
- запуске веб-утилит;
- доставки программ.
Все манипуляции осуществляются через среды, которые поддерживают так называются контейнеризацию.
Docker требуется для того, чтобы эффективно использовать разнообразные системы и их ресурсы, развертывать готовое ПО и его масштабирования. Данный контейнер гарантированно сохраняет стабильность работы утилиты при переносе в другие среды.
Немного истории
Docker Build – ПО, которое разрабатывается с 2008 года. Тогда о нем мало кто слышал. Тесты и совершенствование контента проводились в «закрытом пространстве».
В 2013 году Докер появился в Сети в качестве свободно распространяемого контейнера. Получил лицензию Apache 2.0. Часто о соответствующем контейнере слышат владельцы Linux. Для них Докер включили впервые в виде тестового программного обеспечения с дистрибутивом Red Hat Enterprise Linux. В 2017 году Docker стал более совершенным в плане коммерческого использования.
Сейчас контейнер работает в Линуксе с поддержкой cgroups и изоляции пространства имен. Для установки на других операционных системах требуется использовать специальное ПО типа Docker Machine и Kitematic.
Принцип работы
Docker Container работает по определенным принципам. Основное предназначение – контейнеризация программного обеспечения. Представлен некой визуализацией, позволяющей упаковывать софт по изолированным средам. Они носят название контейнеров.
Необходимо помнить, что соответствующие «элементы» функционируют в совершенно разных средах:
- локальные центры обработки данных;
- облака;
- персональные компьютеры;
- иные гаджеты.
Каждый контейнер имеет настройки и составляющие, необходимые для нормального функционирования задействованного приложения. Подобный прием позволяет одновременно запускать огромное количество контейнеров в пределах одного и того же хоста.
Сильные стороны
Docker Container – программное обеспечение для файловой системы или компьютера, обладающее определенным спектром сильных сторон. Принято выделять следующие преимущества «элемента»:
- Небольшое потребление ресурсов. «Блоки» не отвечают за виртуализацию всей операционной системы. Они используют только ядро хоста и изолируют задействованную утилиту на уровне процессов.
- Быстрое развертывание. Возможно использование готового базового образа на docker. Дополнительные компоненты не нужно задействовать. Пример – нет необходимости в постоянной установке и настройке from Ubuntu. Хватит одной инсталляции и создания образа. Далее из последнего будет осуществляться дальнейший запуск ПО. При необходимости пользователь может производить различные обновления.
- Удобство скрытия процессов. Контейнер предусматривает возможность использования разных методов обработки информации. Фоновые процессы скрываются с колоссальным успехом.
- Возможность работы с небезопасными кодами. Технологии изолирования дают возможность запуска любых кодификаций. Беспокоиться за последствия для операционной системы не придется.
- Легкое масштабирование. Любой проект без проблем расширяется путем внедрения новых контейнеров.
- Удобный запуск. Docker Run позволяет запускать внутри контейнера любое приложение в пределах хоста.
А еще данный компонент предусматривает оптимизацию файловой системы. Образ включает в себя слои, которые эффективно используют ОС и ее файловые компоненты.
Компоненты
Для тех, кто только начинает изучать docker, нужно знать определенные его составляющие и понятия. Особое внимание уделяют следующим терминам:
- Docker-daemon – контейнерный сервер, который входит в состав программных средств Докера. Управляет докер-объектами (сетью, образами, хранилищами, контейнерами). Связывается с другими демонами, чтобы осуществлять управление сервисами.
- CLI (клиент) – интерфейс пользовательского взаимодействия с Docker-демоном. Клиент и Демон – важнейшие компоненты «движка» Docker Engine. Клиент способен поддерживать связь сразу с несколькими демонами.
- Образ – файл, который включает зависимость, сведения, параметры, конфигурации и так далее для дальнейшеро развертывания и инициализации контейнеров.
- Файл – описание принципов и правил сборки образа. Там первая строчка отвечает за базовый образ. Остальные команды копируют файлы и установку приложений для создания среды разработки того или иного типа.
- Docker контейнер – исполняемый пакет ПО, который отличается легкостью и автономностью. Предусматривает все, что нужно для запуска утилиты. Выполнение кодификации возможно при наличии исходного кода, среды обработки, системных инструментов, настроек и библиотек.
- Volume (том) – процедура эмуляции файловой системы для дальнейшего осуществления операций чтения и записи. Автоматически создается контейнером.
- Реестр – сервер, который был заранее зарезервирован. Используется для того, чтобы хранить docker-образы.
- Хаб – репозиторий, хранилище информации. Предназначается для хранения образов с разным ПО. Если есть готовые элементы, утилита будет разрабатываться быстрее.
- Хост – виртуальные машины (среды), задействованные для запуска контейнеров с ПО.
- Сети – некие компоненты, применяемые для организации сетевых интерфейсов в пределах утилит контейнерного характера.
Вот несколько примеров Docker-registry:
- Центр Докер – реестр, который используется для подгрузки docker-image. Отвечает за обеспечение и размещение оных, а также интеграцию GitHub и BitBucket.
- Контейнеры Azure. Используются для работы с образами и их компонентами в директориях Azure.
- Доверенный реестр Докер (DTR) – служба docker-реестра. Используется для установки на локальном компьютере или сети корпорации.
После того, как пользователь разобрался с терминологией и понял, что такое docker hub и другие контейнерные элементы, можно рассмотреть другие важные аспекты тематики.
Движок
Перед тем, как устанавливать Докер и активно пользоваться им, стоит учесть, что собой представляет Docker Engine. Так называют ядро механизма рассматриваемого контейнера.
Движок будет отвечать за функционирование и обеспечение связей с основными докер-объектами. К ним относят образы, контейнеры и реестры.
У этого движка есть определенные элементы:
- Сервер. Должен отвечать за выполнение инициализации демона (так можно назвать фоновую программу), который задействован для управления и корректировки контейнеров, томов, образов.
- REST API. Добавляет функции взаимодействия клиента с демоном. Представлен своеобразным программным механизмом.
- Клиент. Позволяет выполнять юзерам различные действия с серверами. Для реализации поставленной задачи используются команды. Они набираются программером или человеком через интерфейс CLI.
Без движка освоить рассматриваемый элемент не получится. Начать изучение Докера рекомендуется именно с «ядра».
Как работает «утилита»
Пользователи, решившие освоить Docker, должны в большинстве случаев разбираться в информатике и программировании. А еще им предстоит выяснить, какие принципы и схемы работы доступны каждому.
Базируется работа Докера на принципе клиент-серверной архитектуры. Она опирается на взаимодействие клиентов с веб-серверами (хостами). Первый будет отправлять запросы на получение информации, второй – отвечать на них и производить отправку.
Схема
Теперь важно рассмотреть схему работы изучаемого механизма. На самом деле все не так трудно для понимания. Докер Build работает так:
- Пользователь через клиентский интерфейс отдает команды демону. Последний развернут заранее на хосте.
- Опираясь на команду, которая задается клиентом, происходит выполнение операций с образами. Манипулятором является демон. В основе лежат инструкции и указания, прописанные в Dockerfile. Пример – автоматическая сборка оных осуществляется через «докер built» (все на английском).
- Происходит работа образа, расположенного в контейнере.
Пример работы образа: запуск docker-image через docker run (команду) или удаление контейнера при помощи docker kill.
Образ
Вбить команду docker и смотреть, как она реализуется – недостаточно для нормального понимания контейнирования. Образы в этой системе – некие шаблоны, предназначенные для чтения (и только для него). Имеют определенные инструкции для формирования «блока хранения». Состоит из слоев, скомбинированных Докером в единый образ через вспомогательные файловые системы UnionFS. Это помогает избавиться от нерациональности при использовании дисковой памяти.
Параметры образа прописываются в Dockerfile. Чтобы много раз применять Image, требуется использование реестра образов или doker-registry. Они позволяют заканчивать готовые образы с внешних депозиториев сервисов и хранить их в реестре хоста. Лучше всего задействовать официальные реестры компании Docker Trusted Registry.
Тут уместны комментарии, которые дают опытные разработчики. Когда нужно получить файл, скачивать рекомендуется только необходимые слои. Если программер захотел доработать софт и модифицировать образ, останется внести корректировки только в желаемые файлы. После того, как произойдет загрузка только тех слоев на сервер, которые обладают модификациями.
Контейнеры
Docker работает комплексно. Чтобы понимать, какие изменения происходят в процессе реализации «пакета», важно рассматривать каждую его составляющую. Containers базируется на основе образов. Они запускаются из ядра Linux напрямую. Это позволяет рационально использовать ресурсы компьютера или иного задействованного устройства.
Процесс работы контейнеров типа Docker проводится так:
- Определяются «блоки хранения».
- Для каждого изолированного пространства создается уникальное поле имен.
- Имена отвечают за обеспечение доступа к контейнерам.
- Ограничения на процессы внутри «элемента» устанавливаются за счет технологии namespace.
В случае с движком используются иные технологии. Они называются «контрольными группами» — cgroups. Приложение просто ограничивается набором ресурсов. Контрольные группы отвечают за обмен аппаратных возможностей с контейнерами, на которые дополнительно инициализируются те или иные ограничения (права доступа, использование памяти и так далее).
Движки Docker объединяют пространства имен, контрольные группы и файловые системы UnionFS, выдавая в конечном итоге формат контейнера. Далее создатели рассматриваемой сферы планируют внедрить поддержку иных форматов через интеграцию BSD Jails или Solaris Zones.
Процесс при запуске контейнеров
Не совсем понятно, что произойдет, если мы запустим контейнер. Можно провести элементарный тест (только опытными программерами) и посмотреть поэтапно за выполняемыми операциями.
Алгоритм в container будет осуществляться следующим образом:
- Запускается Docker образ.
- Движок проверяет существование оного. Если он локальный, используется для создания нового контейнера. В противном случае производится загрузка с Docker Hub.
- Создается контейнер из образа.
- Файловая система получает разметку.
- Добавляются слои записи.
- Создается сетевой интерфейс.
- Ищется и присваивается IP-адрес.
- Осуществляется запуск указанного процесса.
- Происходит захват ввода и вывода приложения.
С помощью команды того или иного типа пользователь сможет осуществлять управление Docker. Главное знать, какие именно операции прописывать. Но для управления может быть задействован иной элемент.
Compose
Речь идет о таком компоненте как Docker Compose. Созданный нами контейнер управляется командами. А их группы – специальным пакетным менеджером. Это и есть Compose.
Не пользуется большим спросом. Пользователю проще работать с командами через интерфейс и командную строку. Но иногда его задействование является обоснованным.
Docker Compose – это менеджер, который используется при создании сложных программ и утилит с большим количеством процессов и сервисов. Для «обычного» софта предпочтительно задействовать «обычный докер».
Swarm
Swarm – утилита, которая сохранит хосты в единый кластер. Host, который входит в состав приложения, называется узлом (node). Он бывает двух типов: управляющим и рабочим. Стоит обратить внимание на то, что кластер может иметь только один управляющий «узел».
Docker Swarm – довольно простое программное обеспечение. Им сможет пользоваться даже новичок.
Что умеет
Софт, описанный выше, обладает определенным спектром возможностей:
- Управление характеристиками нагрузки. Здесь проводится оптимизация рассылки запросов между хостами. Обеспечивается равномерное распределение нагрузки.
- Динамическое управление. Позволяет добавлять в builds swarm-кластера новых составляющих. Перезапуск оных не требуется.
- Масштабирование. Отвечает за creating и deleting докер-образов. Они используются при автоматическом создании контейнеров в будущем.
- Восстановление «узлов» после сбоев и ошибок. Работоспособность каждого host все время находится под контролем управляющего. Если кластер дает сбой, начинается его восстановление с дальнейшим перезапуском.
Это основные принципы работы докера сварм. Есть также функция Rolling-update. Отвечает за обновление контейнеров. Процесс осуществляется в определенной последовательности и с задержками для запуска других «пространств хранения». Параметры прописываются в настройках. При сбое обновления выводится ошибка. Процедура начинается с самого начала.
Инициализация Docker
Создать образ докера и пользоваться контейнированием можно на любой операционной системе, включая Windows. Всего существуют две сборки:
- Community Edition (бесплатная версия);
- Enterprise Edition (платная).
Среди наиболее популярных «разработок» докеров выделяют первый вариант. Он отлично подойдет новичкам. Во втором есть дополнительные функции.
Для инициализации Docker Build и его компонентов требуется:
- Перейти по ссылке и выбрать ОС.
- Запустить файл.
- Следовать указаниям мастера установки.
Для проверки, какой building инициализирован (и установлен ли он вообще), сделаем следующее (на примере Windows 10):
- Вызвать командную строку.
- Написать в появившемся поле docker.
- Нажать на «Выполнить».
Если все нормально, появится окно, в котором прописана информация о докере. Теперь в качестве теста требуется удостовериться в доступности Docker Compose. Для этого выполняется команда «docker-compose».
Внимание: при использовании linux «композ» устанавливается отдельно.
DokerFile – это
ДокерФайл – это не просто документ с параметрами контейнера. На любом сайте или облаке можно поделиться задействованной средой. Той, в которой запускался код. Это помогает при воспроизведении на различных машинах.
Dockerfile – документ конфигурации, который описывает пошаговое создание среды (created file) утилиты разработчика. Здесь описываются:
- команды;
- образы;
- настройки.
Именно «докерфайл» обрабатывается движком, который отвечает за создание образов.
Создание
Для того, чтобы пользоваться Докером, требуется создать Dockerfile. Обычно образы create автоматически. Но есть и ручное создание.
Чтобы им воспользоваться, необходимо задействовать команду docker commit. А для автоматизации процесса, как было сказано выше, используется build.
Команды
В процессе использования Докеров разработчику предстоит пользоваться разнообразными командами. Вот несколько из них:
- docker create -t -i eon01/infinite —name infinite – создание контейнера;
- docker run -it —name infinite -d eon01/infinite – первый запуск;
- docker rename infinite infinity – переименование;
- docker rm infinite – удаление;
- run apt-get – запуск;
- docker ps – вывод запущенных контейнеров;
- apt-get install – инициализация.
Внимание: если требуется загрузить докер-образы из регистров, нужно использовать утилиту docker pull.
Созданием docker контейнеров занимаются именно разработчики. Обычные пользователи не имеют доступа к подобным возможностям. Перечисленных операций новичкам хватит. Если посетить этот адрес, можно увидеть все команды для Докера.
Как применяются
Чтобы поставить точку в выбранной области, важно не только хорошо разобраться в Docker. А еще и понять, каким образом их используют. Вот несколько примеров тестирования и задействования, которые помогут разобраться в ситуации:
- Доставка приложений с высокой скоростью (команды build и push). Отвечает за организацию коллективной работы над проектом. Программеры смогут работать удаленно на локальных компьютерах. Фрагменты кода пересылаются контейнерами для тестов.
- Развертывание и масштабирование. Каждый «блок» работоспособен на локальных ПК, серверах, облаках. Загружаются на порт (хостинг) для тестирования. После позволяют создавать (run), останавливать (stop) и запускать (start), а также возобновлять остановленные контейнеры (pause/unpause).
- Множественные нагрузки. Это – запуск большого количества «блоков» на одном и том же устройстве. Достигается за счет «легкости» Докеров.
- Диспетчер процессов. Позволяет отслеживать процессы в Docker через ps и top.
- Поиск с максимальным комфортом. Для реализации поставленной задачи используется search.
Докер работает стабильно, предусматривает обновления и защиту от сбоев. И пользоваться ими не так трудно. Синтаксис этого «элемента» подвластен даже новичкам.
Как разбираться в Докере
Если посмотреть на Докер поверхностно, создастся впечатление, что освоить данную область трудно. На самом деле это не так.
Многие разработчики при помощи самообразования разобрались в том, каким образом работает Докер. В сети полно сопутствующей литературы и туториалов. Но для более быстрого и надежного решения рекомендуется закончить специализированные курсы. Они есть и очные, и дистанционные. Например, прокачать навыки администрирования Linux на базовом и продвинутом уровне можно в OTUS.
Отдельный модуль по работе с Докером есть и на курсе «DevOps-практики и инструменты»:
