Docker – достаточно мощный инструмент, который пригодится каждому разработчику. Особенно это касается тех, кто часто «общается» с Линуксом. Специальное программное обеспечение, активно задействованное при работе с разнообразными приложениями.
Несмотря на полезность Докеров, не всем понятно, что представляет собой соответствующий объект. В данной статье будет раскрыта упомянутая тема. А еще каждый сможет разобраться в том, каким образом можно в считанные месяцы «с нуля» начать разбиваться в контейнерах Docker.
Даем определение
Docker – это специальное программное обеспечение для той или иной операционной системы. Некий набор инструментов для разработчика, задействованный для автоматизации развертки и управления приложения. Основное предназначение Докера – контейнеризация.
Его можно использовать при:
- доставке программного обеспечения;
- разработке приложений;
- запуске web-программ.
За все операции отвечает специальная среда. Она имеет поддержку контейнеризации. За счет контейнеров та или иная утилита начинает стабильно работать, а также с легкостью переносится из одной операционной системы в другую.
Немного о создании
Рассматриваемый «контейнер» изначально увидел свет в 2008 году, но его первые наработки появились в 90-х годах. Тогда контент не пользовался огромным спросом. Тестирование и разработка велась в «замкнутом пространстве». Доступ к подобным «контейнерам» имели только избранные программеры.
К 2013 году Docker получит статус «общего» контента. У его появился открытый исходный код. Работал контейнер под лицензией Apache версии 2.0. В основном проект предназначался для Linux. Лишь через 4 года он стал пользоваться спросом на других ОС.
Принцип функционирования
Контейнеры Docker нужно правильно и грамотно использовать. Соответствующий софт позволяет безопасно работать, «упаковывать» приложения и даже переносить их из системы в систему.
Основным предназначением Докера служит контейнеризация ПО. В его основе лежит своеобразная визуализация, позволяющая производить упаковку приложений по специальным изолированным средам. Каждая имеет название контейнера или «блока».
Докеры используют в зависимости от нужд разработчика. Можно встретить их в:
- облачных сервисах;
- центрах обработки информации;
- компьютерах и ноутбуках;
- прочих аппаратных устройствах.
Для того, чтобы приложение нормально работало, у каждого контейнера «в арсенале» будут собственные настройки и элементы. Это дает определенные преимущества. А именно – удается запустить несколько контейнеров на одном хосте.
Плюсы и минусы инструмента
Каждый разработчик перед тем, как работать с тем или иным инструментом, должен рассмотреть его сильные и слабые стороны. Docker необходимо тщательно изучить, иначе добиться успеха не получится. Несмотря на свою нынешнюю популярность, соответствующий контент имеет как плюсы, так и минусы.
Преимущества
Начать лучше с преимуществ. Среди них выделяют:
- Открытый исходный код. Разработчики делятся друг с другом собственными разработками на специализированных площадках.
- Низкий уровень потребления ресурсов. Изолированные пространства не предусматривают виртуализацию всей ОС. Они задействуют исключительно ядро хоста, после чего изолируют нужное приложение на уровне процессов.
- Скорость развертывания. Она достаточно быстрая. Можно использовать базовый образ Docker для дальнейшей работы.
- Простое скрытие процессов. Контейнеризация – то, что позволяет использовать всевозможные средства и способы обработки информации. Фоновые процессы легко скрываются от «посторонних глаз».
- Поддержка работы с небезопасными кодами. Технологии изолирования позволяют запускать совершенно разные машинные коды. За целостность приложений переживать не нужно. Связано это с тем, что за счет Докер контейнера осуществляется изоляция утилиты.
- Простое масштабирование. Проекты могут расширяться только за счет того, что пользователь решил устанавливать новые контейнеры.
- Простой и удобный запуск. Docker Run предоставляет возможность активации любой утилиты внутри изолированного пространства в пределах одного и того же хоста.
Не нужно забывать о том, что рассматриваемый инструментарий поддерживает оптимизацию файловой системы. Образ состоит из слоев, которые отвечают за оптимальное и эффективное использование ОС и ее файловых компонентов.
Недостатки
Управлять образами и контейнерами при определенной сноровке достаточно легко. Хотя кажется, что соответствующий софт не имеет недостатков, это вовсе не так.
Разработчики указывают на то, что Докер требует грамотного обращения. А еще – наличия элементарных навыков программирования, ведь внутри контейнера находится именно код. И его предстоит корректировать под собственные нужды.
В остальном минусов у подобного инструментария нет. Это – отличное решение, которое, в отличие от виртуальных машин, не требует особых ресурсов от используемого устройства.
Терминология – что нужно знать
Изучение любой утилиты осуществляется с учетом рассмотрения его составляющих. Docker контейнеры работают по определенным принципам, задействовав в процессе самые разные элементы.
Особое значение новичкам необходимо уделить внимание следующим терминам и понятиям:
- Демон. Сервер контейнерного типа, который включен в состав программных средств Docker. Является неким «центром управления» объектами – хранилищами, контейнерами, сетями, образами.
- Клиент. Пользовательский интерфейс, при помощи которого юзер может взаимодействовать с Daemon. Поддерживает работу одновременно с несколькими демонами.
- Образ – своеобразный файл, который содержит конфигурацию, зависимости, а также сведения, необходимые для обеспечения инициализации и развертки containers.
- DockerFile – документ, который программерам приходится часто использовать. Содержит правила и принципы сборки образа. Первая строка отвечает за так называемый базовый Image. Остальные команды ответственны за копирование файлов и инициализацию контента для создания среды разработки.
- Контейнер – исполняемый пакет рассматриваемого программного обеспечения. Работает без проблем на разных устройствах. Его можно назвать автономным. Содержит в себе все, что может потребоваться при работе с приложениями. Обработка кода возможна, когда присутствует исходный код, среда обработки, системные инструменты и библиотеки с настройками.
- Тома – процедуры эмуляции файловых систем. Носят название Volume. Создаются автоматически совместно с Docker контейнерами.
- Docker Hub – репозиторий, своеобразное хранилище электронных материалов. Задействуется для хранения образов с разным программным обеспечением.
- Реестры – созданные когда-то и зарегистрированные серверы. Нужны для хранения Docker Images.
- Host – виртуальная машина (среда), которая используется для запуска контейнеров с программным обеспечением.
- Сети – компоненты, применяемые для организации большого количества сетевых интерфейсов в программах контейнерного типа.
Существуют различные Docker-registry. Вот несколько примеров:
- Докер Центр – реестр подгрузки образов. Отвечает в полной мере за обеспечение и размещение соответствующих элементов с интеграцией GitHub и BitBucket.
- Azure. Изолированные области, задействованные при работе с Images и их элементами в директории Azure.
- DTR (доверенные реестры) – службы Докер-реестров. После выполнения оных происходит установка софта на локальных компьютерах и в корпорационных сетках.
Дополнительно рекомендуется рассмотреть иные важные аспекты, связанные с контейнированием. Этот процесс осуществляется в специальной среде. И она имеет собственное название.
Docker Engine
Существуют самые разные компоненты Докера. Основополагающую роль здесь играет ядро механизма контейнера. Он имеет название Docker Engine.
Это – движок, отвечающий за функционирование и обеспечение связей с Докер-объектами. Сюда принято относить образы, реестры и сами контейнеры.
Engine включает в себя более двух элементов:
- Сервер. Отвечает за установку демона (фоновой программы). Он используется для того, чтобы создать образ, а также управлять и корректировать его. Сюда же можно отнести модификацию томов и самих контейнеров.
- Клиент. Предусматривает возможность совершения разнообразных действий с серверами. Пример – создавать и вносить изменения в софт. Для реализации поставленной задачи применяются специальные команды. Их разработчик вводит через пользовательский интерфейс.
- Rest API. Предоставляет дополнительно набор функций для взаимодействия связки клиент-сервер. Это – уникальный программный механизм.
Если пользователь намерен освоить принципы создания образа Докера, а также хочет стать настоящим профессионалом в выбранном направлении, с движком придется работать тесно и упорно.
О работе «утилиты»
Для того, чтобы пользователь мог свободно использовать контейнер в своей работе, ему предстоит изучить основы написания программных кодов, а также информатики и даже математики. А еще – по каким принципам и схемам среди доступных можно использовать Докер контейнеры.
Работа рассматриваемого инструмента основывается на принципе архитектуры «клиент-сервер». Она предусматривает взаимодействие клиентов с хостами. Первый время от времени отправляет запросы на получение данных, второй – дает на них ответы, а также производит дальнейшую отправку.
Схема
На картинке ниже представлена наглядная схема работы рассматриваемого механизма. Она основывается на отдельных элементарных шагах.
Стоит запомнить следующий принцип работы контейнеров Docker:
- Через клиентский интерфейс человек отдает те или иные команды Daemon. Соответствующий элемент заранее находится в развернутом состоянии непосредственно на хосте.
- Демон активируется, реагируя на пользовательские манипуляции. Запускаются процессы, которые соответствуют посланным командам. Они осуществляются относительно образов. В качестве манипулятора выступает Daemon. В качестве основы берется DockerFile. Там хранятся все необходимые инструкции, принципы и правила.
- После того, как отправлены все команды, образ в контейнере начинает работать.
В качестве наглядного примера можно рассмотреть запуск Image при помощи команды Docker Run или процесс удаления контейнера. Для второй операции используют «запрос» Kill.
Как работает образ
Процессы контейнирования требуют хорошей проработки. Не достаточно просто запускать в контейнерах команды, чтобы «все нормально работало». Поэтому приходится учитывать, каким макаром работает каждый элемент механизма.
Образы, которые сделаете в процессе задействования Docker – это готовые шаблоны с пометкой «только для чтения». В них имеются инструкции для формирования хранилищ. Включают в себя слои, которые при помощи Докера собираются в один образ через вспомогательные файловые системы. Такой вариант избавляет от нерационального распределения и использования имеющейся дисковой памяти.
Параметры образа содержатся в DockerFile. Чтобы в режиме работы можно было использовать несколько Images, необходимо привлекать к операциям реестры и Docker-registry. Они предоставляют «список» готовых образов с внешних репозиториев, а также несут ответ за дальнейшее хранение в хостовых реестрах.
Внимание: для модификации Images достаточно корректировать исключительно необходимые файлы, а не весь объект. Такой результат получается за счет наличия слоев у образов. На сервер будут загружаться только те «документы», в которые разработчик вносил необходимые ему изменения.
О работе контейнеров
Стоит обратить внимание на то, что в рабочей сфере Докер рассматривается как объект, функционирующий комплексно. Каждый его элемент достоит отдельной «главы» при изучении. Docker Container базируется на основе Images. Запуск осуществляется напрямую из ядра Ubuntu (или другого Линукса). Такой прием – средство оптимизации использования аппаратных ресурсов.
Процесс функционирования изолированных областей Docker выглядит следующим макаром:
- Происходит определение контейнеров Docker.
- Каждое изолированное пространство получает поле имен. Оно будет уникальным.
- Имена – это то, что отвечает за предоставление доступа к контейнерам.
- Ограничения на процессы внутри изолированного пространства устанавливаются при помощи «значения» namespace.
При работе с движками задействуются контрольные группы – crgoups. Приложение получает ограничения по ресурсным наборам. Контрольные группы организовывают обмен аппаратными возможностями с контейнерами, на которые дополнительно устанавливаются разнообразные ограничительные «меры».
Движок объединяет пространство имен, контрольные группы, а также файловые системы. В результате получается формат container. Разработчики подумывают над внедрением новых форматов. Они будут реализовываться через интегрирование BSD или Solaris.
Процессы после запуска
Многие интересуются, что будет происходить после того, как изолированное пространство окажется запущенным. Алгоритм окажется следующим:
- Пользователь запускает Докер образ.
- Движок начинает поиск соответствующего объекта. Если он имеет локальное предназначение, происходит создание нового изолированного пространства. Иначе Image подгружается из Хаба.
- Система создает контейнер из полученного образа.
- Файловой системе присваивается определенная разметка.
- Осуществляется добавление слоев записи и создание сетевого интерфейса.
- Происходит присваивание (с предварительным поиском) такого элемента, как IP адрес.
- Заданный процесс проходит стадию обработки.
- Активируется захват «ввод-вывод» утилиты.
Докер контейнеры и его составляющие могут корректироваться. Для этого используются специальные команды. Но это только один из возможных вариантов развития событий. Управление Docker производится и через специальные элементы.
Вторую часть статьи читайте здесь.
