Разберем по косточкам, ведь Docker – это мощный инструмент, и огромное количество информации по работе с ним вряд ли уместится в брошюрку.

Что такое Docker?

Это ПО с открытым кодом, принцип работы которого проще всего сравнить с транспортными контейнерами. Только подумайте, ведь когда-то транспортные компании сталкивались с похожими проблемами:

1. Как перевозить разные (несовместимые) типы товаров вместе (например, продукты питания с химикатами или стекло с кирпичом)?
2. Как обрабатывать пакеты разных размеров одним и тем же транспортным средством?

С введением контейнеров стало возможным перевозить вместе кирпичи и стекло, химикаты и еду, а также многое другое. Груз разного размера может быть распределен по стандартизированным контейнерам, которые загружаются/выгружаются одним и тем же транспортным средством.

Но вернемся же к контейнерам. Когда вы разрабатываете приложение, вам нужно предоставить код вместе со всеми его составляющими, такими как библиотеки, сервер, базы данных и т. д. Вы можете оказаться в ситуации, когда приложение работает на вашем компьютере, но отказывается включаться на устройстве другого пользователя.

Эта проблема решается через создание независимости ПО от системы.

В чем отличие от виртуализации?

Изначально виртуализация была призвана избавить от подобных проблем, но в ней есть существенные недостатки:

• медленная загрузка;
• возможная плата за предоставление дополнительного пространства;
• не все виртуальные машины (VM) поддерживают совместимое использование;
• поддерживающие VM часто требуют сложной настройки;
• образ может быть слишком большим, так как «дополнительная ОС» добавляет гигабайт пространства в проект поверх операционной системы, а в большинстве случаев на сервер ставится несколько VM, которые занимают еще больше места.

Докер же просто разделяет ядро ОС на все контейнеры (Docker container), работающие как отдельные процессы. Это не единственная подобная платформа, но, бесспорно, одна из самых популярных и востребованных.

Какие очевидные плюсы?

К его преимуществам относятся:

1. Ускоренный процесс разработки. Нет необходимости устанавливать вспомогательные инструменты вроде PostgreSQL, Redis, Elasticsearch: их можно запускать в контейнерах.
2. Удобная инкапсуляция приложений.
3. Понятный мониторинг.
4. Простое масштабирование.

Поддерживаемые платформы

Докер работает не только на его родной ОС, Linux, но также поддерживается Windows и macOS. Единственное отличие от взаимодействия с Linux в том, что на macOS и Windows платформа инкапсулируется в крошечную виртуальную машину. На данный момент Докер для macOS и Windows достиг значительного уровня удобства в использовании.

Кроме того, существует множество дополнительных приложений, таких как Kitematic или DockerMachine, которые помогают устанавливать и использовать Докер на платформах, отличных от Linux.

Установка

Здесь можно посмотреть подробную инструкцию по установке. Если вы работаете с Докером на ОС Linux, вам нужно выполнить несколько несложных действий и повторно войти в систему:

Терминология

1. Контейнер – это исполняемый экземпляр, который инкапсулирует требуемое программное обеспечение. Он состоит из образов. Его можно легко удалить и снова создать за короткий промежуток времени.

2. Образ – базовый элемент каждого контейнера. В зависимости от образа, может потребоваться некоторое время для его создания.

3. Порт – это порт TCP/UDP в своем первоначальном значении. Чтобы все было просто, предположим, что порты могут быть открыты во внешнем мире или подключены к контейнерам (доступны только из этих контейнеров и невидимы для внешнего мира).

4. Том – описывается как общая папка. Тома инициализируются при создании контейнера и предназначены для сохранения данных, независимо от жизненного цикла контейнера.

5. Реестр – это сервер, на котором хранятся образы. Сравним его с GitHub: вы можете вытащить образ из реестра, чтобы развернуть его локально, и так же локально можете вносить в реестр созданные образы.

6. Docker Hub – публичный репозиторий с интерфейсом, предоставляемый Докер Inc. Он хранит множество образов. Ресурс является источником «официальных» образов, сделанных командой Докер или созданных в сотрудничестве с разработчиком ПО. Для официальных образов перечислены их потенциальные уязвимости. Эта информация открыта для любого зарегистрированного пользователя. Доступны как бесплатные, так и платные аккаунты.

Пример 1: Hello World

Пришло время запустить наш первый контейнер:

Консольный вывод:

• docker run – это команда запуска контейнера.
• ubuntu – образ, который вы запускаете (например, образ операционной системы Ubuntu). Когда вы его указываете, Докер сначала анализирует элемент в разрезе хоста.
• /bin/echo ‘Hello world’ – команда, которая будет запускаться внутри нового контейнера. Данный контейнер просто выводит «Hello world» и останавливает выполнение.

Теперь попробуем создать интерактивную оболочку внутри контейнера:

• -t присваивает псевдо-tty или терминал внутри нового контейнера.
• -i позволяет создавать интерактивное соединение, захватывая стандартный вход (STDIN) контейнера.
• —rm требуется для автоматического удаления контейнера при выходе из процесса. По умолчанию контейнеры не удаляются.

Если вы хотите, чтобы контейнер работал после окончания сеанса, вам необходимо его «демонизировать»:

• —name daemon назначает имя новому контейнеру. Если вы его не укажете, имя сгенерируется и назначится автоматически.
• -d запускает контейнер в фоновом режиме («демонизирует» его).

Давайте посмотрим, какие контейнеры у нас есть на данный момент:

Консольный вывод:

• docker ps – команда для перечисления контейнеров.
• -a показывает все контейнеры (без -a ps покажет только запущенные контейнеры).

ps показывает нам, что у нас есть два контейнера:

• gifted_nobel (имя для этого контейнера генерировалось автоматически) – первый контейнер, который мы создали с набранным «Hello world».
• daemon – третий контейнер, который мы создали и «демонизировали».

Примечание: второй контейнер (с интерактивной оболочкой) отсутствует, потому что мы устанавливаем параметр -rm, в результате чего этот контейнер автоматически удаляется после выполнения.

Давайте проверим журналы и посмотрим, что делает контейнер-демон прямо сейчас:

Консольный вывод:

• docker logs получают журналы контейнера.
• -f следит за выходом журнала.

Теперь давайте остановим контейнер-демон:

Проверяем его остановку:

Консольный вывод:

Контейнер остановлен. Давайте запустим его снова:

Убедимся, что он запущен:

Консольный вывод:

Теперь остановим его и удалим все контейнеры вручную:

Чтобы удалить все контейнеры, мы можем использовать следующую команду:

• docker rm – команда удаления контейнера.
• -f (для rm) должен остановить контейнер, если он работает (принудительное удаление).
• -q (для ps) – это вывод только идентификаторов контейнера.

Пример 2: Nginx

Начиная с этого примера, вам понадобятся дополнительные файлы, которые вы можете найти в репозитории GitHub. Как вариант, загрузите образцы файлов по ссылке.

Пришло время создать и запустить более важный контейнер, такой как Nginx.

Измените каталог на examples/nginx:

Консольный вывод:

• -p – отображение портов HOST PORT: CONTAINER PORT.
• -v отвечает за HOST DIRECTORY:CONTAINER DIRECTORY.

Теперь проверьте этот URL-адрес в своем веб-браузере.

Еще мы можем попробовать изменить /example/nginx/index.html (который добавляется в каталог /usr/share/nginx/html внутри контейнера) и обновить страницу.

Получим информацию о контейнере test-nginx:

Эта команда отображает системную информацию об установке Докер. Она включает версию ядра, количество контейнеров и образов, открытые порты и т. д.

Пример 3: запись Dockerfile

Чтобы создать образ, сперва вам нужно создать Dockerfile: это текстовый файл с инструкциями и аргументами. Краткое описание инструкций, которые мы собираемся использовать в примере:

• FROM – задать базовый образ
• RUN – выполнить команду в контейнере
• ENV – задать переменную среды
• WORKDIR – установить рабочий каталог
• VOLUME – создать точку монтирования для тома
• CMD – установить исполняемый файл для контейнера

Более подробная информация здесь.

Давайте создадим образ, который получит содержимое сайта и сохранит его в текстовом файле. Нам нужно передать URL-адрес через переменную SITE_URL. Результирующий файл будет помещен в каталог, установленный как том:

Dockerfile готов, пришло время создать образ.

Создание образа

Перейдите к examples/curl и выполните следующую команду:

Консольный вывод:

• docker build создает новый образ локально.
• -t устанавливает в образе метку имени.

Теперь у нас есть новый образ, и мы можем его увидеть в списке существующих:

Консольный вывод:

Мы можем создавать и запускать контейнер из образа. Давайте попробуем сделать это с параметрами по умолчанию:

Чтобы просмотреть результаты, сохраненные в файле:

Попробуем с facebook.com:

Чтобы просмотреть результаты, сохраненные в файле:

Рекомендации по созданию образов

• Избегайте установки ненужных пакетов – они будут потреблять дополнительное дисковое пространство.
• Используйте кэш.
• Будьте осторожны с объемами. Вы должны помнить, какие данные в томах. Поскольку тома являются постоянными и не «умирают» с контейнерами – следующий контейнер будет использовать данные из тома, которые были созданы предыдущим контейнером.
• Используйте переменные среды (в RUN, EXPOSE, VOLUME). Это сделает ваш Dockerfile более гибким.

Соединение между контейнерами

Docker compose — это единственный правильный способ подключения контейнеров друг к другу.

Пример 4: Python + Redis

В этом примере мы подключим контейнеры Python и Redis.

Перейдем к examples/compose и выполним команду:

Консольный вывод

Текущий пример увеличит счетчик просмотров в Redis. Откройте ссылку и убедитесь в этом.

Использование docker-compose – это тема для целого учебника. Чтобы начать работу, вы можете поиграться с некоторыми образами из Docker Hub, а если хотите создать свои собственные – следуйте рекомендациям, перечисленным выше. Единственное, что можно добавить с точки зрения использования docker-compose – всегда давайте явные имена вашим томам. Это простое правило избавит вас от проблемы в будущем.

В этом случае redis_data будет именем внутри файла docker-compose.yml.

Смотрим выполнение тома:

Консольный вывод:

Без явного имени тома будет UUID. И вот пример:

В заключение

Докер стал одним из важнейших инструментов современного разработчика. Да, он имеет некоторые ограничения и требования в зависимости от архитектуры вашей системы, но немного усидчивости – и мир контейнеров обязательно будет приручен!