Що таке Docker? Розгортання цієї популярної платформи додатків

Ви часто можете чути від розробників фразу “Але, у мене це працює!” Це так поширено, що стало мемом у світі розробників.

Це тому, що зі збільшенням складності коду, локальні розробницькі середовища віддаляються від налаштування серверного середовища. Їхні локальні машини отримують бібліотеки та програми, які можуть бути недоступні на серверах — що призводить до коду з незадоволеними залежностями на сервері.

Було потрібно рішення для контейнеризації, щоб стандартизувати середовища на різних пристроях, і ось, з’явився Docker.

Docker змінив спосіб створення, доставки та виконання додатків. Слово “Docker” стало синонімом ефективності, портативності та масштабованості.

У цьому посібнику ми краще зрозуміємо, що таке Docker, як він працює, і як він може бути корисним для вас у повсякденних розробницьких процесах.

Почнемо, чи не так?

Що таке Docker?

У своїй основі, Docker — це відкрита платформа, яка дозволяє розробникам автоматизувати розгортання, масштабування та управління застосунками за допомогою технології контейнеризації. Він надає стандартизований спосіб упакування програмного забезпечення разом з його залежностями в єдиний блок, який називається контейнер.

Контейнери — це легкі, самостійні середовища, які містять все, що необхідно для роботи додатку: включаючи операційну систему, код, середовище виконання, системні інструменти, бібліотеки та налаштування. Вони забезпечують послідовний та відтворюваний спосіб розгортання додатків у різних середовищах, від розробки до тестування та виробництва.

Контейнеризація

Контейнеризація — це техніка, яка дозволяє пакувати додатки та запускати їх у ізольованих контейнерах. Контейнеризація пропонує кілька переваг у порівнянні з традиційними методами розгортання, такими як:

• Узгодженість: З контейнерами ваші програми працюють узгоджено у різних середовищах, що усуває проблеми сумісності та знижує ризик помилок виконання.
• Ефективність: Вони використовують ресурси ефективніше, ніж віртуальні машини, оскільки використовують ядро та ресурси хост системи, що призводить до швидшого запуску та зниження навантаження.
• Масштабованість: Ви легко можете реплікувати та масштабувати контейнери горизонтально, дозволяючи програмам обробляти збільшені навантаження шляхом їх розподілу між декількома контейнерами.
• Переносність: Програму легко переміщати між середовищами розробки, тестування та виробництва без необхідності змін.

Роль Docker у контейнеризації

Однак, до появи Docker, контейнеризація була складною і вимагала глибоких технічних знань для ефективного впровадження. Docker ввів стандартизований формат для пакування додатків та їх залежностей у портативні образи контейнерів.

Розробники можуть легко визначити середовище виконання програми, включаючи операційну систему, бібліотеки та конфігураційні файли, використовуючи декларативну мову під назвою Dockerfile. Цей Dockerfile є блакитною копією для створення Docker images, які є незмінними знімками програми та її залежностей.

Як тільки створено образ Docker, його можна легко ділитися та розгортати в різних середовищах. Docker надає централізований онлайн-репозиторій під назвою Docker Hub, де розробники можуть зберігати та розповсюджувати свої контейнерні образи, сприяючи співпраці та можливості повторного використання.

Docker також ввів інтерфейс командного рядка (CLI) та набір API, які спрощують процес створення, запуску та управління контейнерами. Розробники можуть використовувати прості команди для створення контейнерів з образів, запуску та зупинки контейнерів, а також взаємодії з контейнеризованими додатками.

Ключові компоненти Docker

Тепер давайте розглянемо ключові компоненти Docker, щоб краще зрозуміти базову архітектуру цієї технології контейнеризації.

1. Docker Containers

Як ви вже могли здогадатися, контейнери є основою Docker. Контейнери, створені за допомогою Docker, є легкими, автономними та виконуваними пакетами, які включають усе необхідне для запуску програмного забезпечення. Контейнери ізольовані один від одного та від системи хоста, забезпечуючи відсутність втручань у їхні операції.

Сприймайте контейнери як окремі квартири у висотній будівлі. Кожна квартира має свій простір, комунальні послуги та ресурси, але всі вони використовують одну і ту ж інфраструктуру будівлі.

2. Docker зображення

Якщо контейнери – це квартири, то Docker зображення – це креслення. Зображення є тільки для читання шаблоном, який містить набір інструкцій для створення контейнера. Воно включає код програми, середовище виконання, бібліотеки, змінні середовища та конфігураційні файли. Ви можете знайти багато готових Docker зображень на Docker Hub, про який ми раніше говорили.

Зображення створюються за допомогою серії шарів. Кожен шар представляє зміну в зображенні, таку як додавання файлу або встановлення пакета. Коли ви оновлюєте зображення, потрібно перебудовувати лише змінені шари, що робить процес ефективним і швидким.

3. Dockerfiles

Dockerfiles — детальні інструкції для створення образів Docker.

Dockerfile — це простий текстовий файл, який містить низку інструкцій щодо створення образу Docker. Він вказує базовий образ для початку, команди, які потрібно виконати, файли для копіювання та змінні середовища, які потрібно встановити.

Ось простий приклад Dockerfile:

FROM ubuntu:latest
RUN apt update && apt install -y python
COPY app.py /app/
WORKDIR /app
CMD ["python", "app.py"]

У цьому прикладі ми починаємо з останнього образу Ubuntu, встановлюємо Python, копіюємо файл app.py до директорії /app, встановлюємо робочу директорію на /app та вказуємо команду для виконання при запуску контейнера.

Які переваги використання Docker?

Docker пропонує численні переваги, які роблять його популярним вибором серед розробників та організацій:

Спрощена розробка додатків

Розробка є простою. Упаковуючи програми та їх залежності у контейнери, Docker дозволяє розробникам працювати над різними частинами програми незалежно. Це забезпечує гладку спільну роботу всього. Тестування також спрощується, і проблеми можна виявити раніше в циклі розробки.

Покращена портативність

Додатки стають більш портативними. Контейнери можуть працювати стабільно в різних середовищах, чи то на локальній машині розробника, в тестовому середовищі або на продуктивному сервері. Це усуває проблеми сумісності та полегшує розгортання додатків на різних платформах.

Покращена ефективність

Docker підвищує ефективність. Контейнери є легкими та швидко запускаються, що робить їх ефективнішими, ніж традиційні віртуальні машини. Це означає, що ви можете краще використовувати свої ресурси та швидше розгортати додатки.

Краща масштабованість

Масштабування додатків стає простішим із Docker. Ви можете легко запускати кілька контейнерів на різних хостах для обробки збільшеного трафіку або навантаження. Таким чином, масштабування додатків значно спрощується.

Оптимізоване тестування та розгортання

Docker спрощує тестування та розгортання. Образи Docker можна легко версіонувати та відслідковувати, що спрощує управління змінами та відкат у разі потреби. Docker також добре працює з системами безперервної інтеграції та доставки (CI/CD), які автоматизують процес збірки та розгортання.

Які існують випадки використання Docker?

Docker широко використовується у різних галузях і сценаріях використання. Давайте розглянемо деякі поширені сценарії, де Docker демонструє найкращі результати.

Архітектура мікросервісів

Docker є відмінним рішенням для створення та розгортання додатків на основі мікросервісів. Мікросервіси – це малі, незалежно розгортані сервіси, які працюють разом, формуючи більший додаток. Кожен мікросервіс може бути упакований у окремий контейнер Docker, що сприяє незалежній розробці, розгортанню та масштабуванню.

Наприклад, електронний комерційний застосунок може бути розділений на мікросервіси, такі як сервіс каталогу продуктів, сервіс кошика для покупок, сервіс обробки замовлень та сервіс оплати. Кожен з цих сервісів може бути розроблений та розгорнутий незалежно за допомогою контейнерів Docker, що робить загальний застосунок набагато більш модульним та зручним для підтримки.

Безперервна інтеграція та доставка (CI/CD)

Docker відіграє важливу роль у забезпеченні практик безперервної інтеграції та доставки (CI/CD). CI/CD – це підхід до розробки програмного забезпечення, який підкреслює часту інтеграцію, автоматизоване тестування та безперервне розгортання змін у коді.

За допомогою Docker ви можете створити узгоджене та відтворюване середовище для побудови, тестування та розгортання додатків. Ви можете визначити весь стек додатків, включаючи залежності та конфігурації, у Dockerfile. Цей Dockerfile потім може бути контрольований за версіями і використаний як частина вашого CI/CD пайплайну.

Наприклад, ви можете налаштувати Jenkins pipeline, який автоматично створює Docker образ щоразу, коли зміни коду відправляються до Git репозиторію. Потім pipeline може проводити автоматичні тести проти Docker контейнера і, якщо тести пройдені, розгортати контейнер у продукційне середовище.

Локальні середовища розробки

Docker також широко використовується для створення локальних розробницьких середовищ. Замість ручного налаштування та конфігурації розробницького середовища на кожному комп’ютері розробника, ви можете використовувати Docker для забезпечення послідовного та ізольованого середовища.

Скажімо, ви розробляєте веб-додаток, який потребує певної версії бази даних та веб-сервера. Ви можете визначити ці залежності у файлі Docker Compose. Розробники тоді можуть використовувати Docker Compose для запуску всього середовища розробки однією командою, так що у всіх буде однакове налаштування.

Мета полягає у виключенні ручної настройки та конфігурації, зменшенні ризику проблем, специфічних для середовища, та наданні розробникам можливості зосередитися на написанні коду, а не на вирішенні невідповідностей у середовищі.

Модернізація додатків

Docker є цінним інструментом для модернізації застарілих додатків. Багато організацій мають старі додатки, які важко підтримувати та розгортати через їх монолітну архітектуру та складні залежності.

За допомогою Docker ви можете контейнеризувати застарілі програми та розділити їх на менші, більш керовані компоненти. Ви можете почати з визначення різних сервісів у монолітному додатку та упакувати їх у окремі Docker контейнери. Таким чином, ви можете поступово модернізувати архітектуру програми без повного переписування.

Контейнеризація застарілих додатків також спрощує їх розгортання та масштабування. Замість того, щоб мати справу зі складними процедурами встановлення та конфліктами залежностей, ви просто розгортаєте контейнеризований додаток у будь-якому середовищі, що підтримує Docker.

Як використовувати Docker

Тепер, коли ми знаємо основні компоненти, давайте дізнаємося, як працює Docker:

1. Встановіть Docker

Щоб встановити Docker, відвідайте офіційний сайт Docker та завантажте відповідний інсталятор для вашої операційної системи. Docker надає інсталятори для Windows, macOS та різних дистрибутивів Linux.

Після того, як ви завантажили інсталятор, слідуйте інструкціям з інсталяції Docker. Процес інсталяції є простим і не повинен зайняти багато часу.

2. Створення та використання Docker-образів

Перед тим як створювати власний образ Docker, подумайте, чи вже існуючий готовий образ відповідає вашим потребам. Багато поширених програм та сервісів мають офіційні образи, доступні на Docker Hub, GitHub Container Registry або інших реєстрах контейнерів. Використання готового образу може заощадити ваш час та зусилля.

Якщо ви вирішите створити власний образ Docker, вам знадобиться Dockerfile. Цей файл визначає кроки для створення образу згідно з вашими вимогами. Ось як слід діяти:

• Використання готових образів: Шукайте існуючий образ на Docker Hub, GitHub Container Registry або у приватному репозиторії вашої організації. Ви можете завантажити образ за допомогою команди docker pull <image_name>:<tag>, замінивши <image_name> та <tag> на конкретну назву та версію бажаного образу.
• Створення власного образу: Якщо готовий образ не відповідає вашим потребам, ви можете створити власний. Спочатку напишіть Dockerfile, заснований на ваших вимогах. Потім побудуйте свій образ за допомогою наступної команди:

docker build -t my-app .

Ця команда вказує Docker створити образ під міткою my-app, використовуючи поточний каталог (.) як контекст збірки. Потім він буде доступний у вашому Docker середовищі для створення контейнерів.

3. Запуск Docker контейнера

Як тільки у вас з’явиться образ Docker, ви можете використовувати його для створення та запуску контейнерів. Для запуску контейнера використовуйте команду docker run, за якою слідує назва образу та будь-які додаткові параметри.

Наприклад, щоб запустити контейнер на основі зображення my-app, яке ми створили раніше, ви можете використовувати наступну команду:

docker run -p 8080:80 my-app

Ця команда запускає контейнер на основі зображення my-app та відображає порт 8080 на хост-системі на порт 80 всередині контейнера.

4. Зв’язок між контейнерами

Контейнери за замовчуванням ізольовані, але іноді потрібно, щоб вони взаємодіяли один з одним. Docker надає можливості мережевого зв’язку, які дозволяють контейнерам безпечно спілкуватися.

Ви можете створити мережу Docker за допомогою команди Docker network create. Потім підключіть контейнери до цієї мережі. Контейнери в одній мережі можуть спілкуватися між собою, використовуючи назви контейнерів як назви хостів.

Наприклад, припустимо, що у вас є два контейнери: веб-додаток і база даних. Ви можете створити мережу під назвою my-network і підключити обидва контейнери до неї:

docker network create my-network
docker run --name web-app --network my-network my-app
docker run --name database --network my-network my-database

Тепер контейнер веб-додатку може спілкуватися з контейнером бази даних за допомогою назви хоста database.

5. Основні команди Docker

Ось деякі базові команди Docker, які ви часто будете використовувати:

• docker pull: Завантажує вказаний образ Docker з Docker Hub
• docker run: Запускає контейнер на основі вказаного образу
• docker build: Створює образ Docker з Dockerfile
• docker ps: Показує список усіх запущених контейнерів
• docker images: Показує список усіх доступних образів Docker
• docker stop: Зупиняє роботу запущеного контейнера
• docker rm: Видаляє зупинений контейнер
• docker rmi: Видаляє образ Docker

Це лише кілька прикладів багатьох доступних команд Docker. Зверніться до документації Docker для отримання повного переліку команд та інструкцій щодо їх використання.

6. Docker Hub

Docker Hub — це публічний реєстр, який містить велику колекцію образів. Він служить центральним репозиторієм, де розробники можуть знаходити та ділитися образами Docker.

Ви можете переглянути Docker Hub, щоб знайти попередньо побудовані образи для різних застосунків, фреймворків та операційних систем. Ці образи можна використовувати як вихідну точку для ваших застосунків або як довідку для створення ваших Dockerfiles.

Щоб використати зображення з Docker Hub, просто скористайтеся командою docker pull, за якою слідує назва зображення. Наприклад, щоб завантажити останнє офіційне зображення Python, ви можете запустити:

docker pull python:latest

Ця команда завантажує образ Python з Docker Hub і робить його доступним для використання на вашій локальній системі.

7. Освоєння Docker Compose: Структурування вашої розробки

Оскільки ви продовжуєте досліджувати та інтегрувати Docker у ваш робочий процес розробки, настав час представити потужний інструмент у екосистемі Docker: Docker Compose. Docker Compose спрощує управління багатоконтейнерними застосунками Docker, дозволяючи вам визначати та запускати ваш стек програмного забезпечення за допомогою простого YAML файлу.

Що таке Docker Compose?

Docker Compose — це інструмент, розроблений для допомоги розробникам та системним адміністраторам оркеструвати кілька контейнерів Docker як єдину службу. Замість ручного запуску кожного контейнера та налаштування мереж та томів через командний рядок, Docker Compose дозволяє визначити конфігурації всього стека в одному, легко читабельному файлі під назвою docker-compose.yml.

Основні переваги Docker Compose:

• Спрощена конфігурація: Визначте середовище Docker у файлі YAML, вказуючи сервіси, мережі та об’єми чітко та стисло.
• Зручність використання: За допомогою однієї команди ви можете запускати, зупиняти та відновлювати сервіси, оптимізуючи ваші процеси розробки та розгортання.
• Узгодженість у різних середовищах: Docker Compose забезпечує однакову роботу ваших контейнерів та сервісів Docker у розробці, тестуванні та виробничих середовищах, знижуючи ризики під час розгортання.
• Ефективність розробки: Сконцентруйтеся більше на створенні ваших додатків, а не на турботі про базову інфраструктуру. Docker Compose керує оркестрацією та мережею ваших контейнерів, дозволяючи вам зосередитися на програмуванні.

Використання Docker Compose:

1. Визначте середовище вашого додатку: Створіть файл docker-compose.yml у кореневій директорії вашого проекту. У цьому файлі ви визначите сервіси, які складають ваш додаток, щоб вони могли працювати разом у ізольованому середовищі.
2. Запустіть ваші сервіси: З командою docker-compose up, Docker Compose запустить та виконає ваш додаток повністю. Якщо це перший запуск команди або ваш Dockerfile змінився, Docker Compose автоматично збудує ваш додаток, завантажуючи необхідні образи та створюючи визначені сервіси.
3. Масштабуйте та керуйте: Легко масштабуйте ваш додаток, запускаючи кілька інстанцій сервісу. Використовуйте команди Docker Compose для управління життєвим циклом вашого додатку, перегляду статусу працюючих сервісів, потокового виводу логів та виконання одноразових команд на ваші сервіси.

Інтеграція Docker Compose у ваші практики розробки не тільки оптимізує ваш робочий процес, але й узгоджує середовища розробки вашої команди. Це узгодження є важливим для зменшення проблем “це працює на моєму комп’ютері” та підвищення загальної продуктивності.

Використовуйте Docker Compose для оптимізації ваших робочих процесів у Docker та підвищення рівня ваших розробок. З Docker Compose ви не просто програмуєте; ви компонуєте майбутнє ваших додатків з точністю та легкістю.

Докеризуйте свій шлях до успіху в розробці з DreamCompute

Ми пройшли шляхом трансформації світу Docker, вивчаючи, як він елегантно вирішує знамениту проблему “Але воно працює на моєму комп’ютері!” та поглиблюючись у його численні переваги та застосування. Вміння Docker в контейнеризації забезпечує безперебійну та стабільну роботу ваших проектів у будь-якому середовищі, звільняючи вас від надто частих розчарувань через розбіжності у середовищах та проблеми з залежностями.

Docker надає вам можливість подолати поширені проблеми, коли код поводиться непередбачувано на різних машинах. Він дозволяє вам присвятити вашу енергію тому, в чому ви відмінно розбираєтесь — створенню видатного коду та розробці чудових додатків.

Як для досвідчених розробників, так і для тих, хто лише розпочинає свій кодинговий шлях, Docker є незамінним інструментом у вашому наборі інструментів для розробки. Сприймайте його як надійного союзника, який спрощує процес розробки та підвищує стійкість ваших додатків.

Занурюючись глибше в обширний екосистему Docker та взаємодіючи з його жвавою спільнотою, ви відкриєте безліч можливостей для використання можливостей Docker та вдосконалення ваших практик розробки.

Чому б не покращити ваш досвід використання Docker, розмістивши ваші додатки на DreamCompute від DreamHost? DreamCompute пропонує гнучке, безпечне та високопродуктивне середовище, спеціально адаптоване для запуску Docker контейнерів. Це ідеальна платформа для забезпечення процвітання ваших додатків у Docker, підтримувана надійною інфраструктурою та безперервною масштабованістю.

Розпочніть свої пригоди з Docker, маючи поруч DreamCompute. Створюйте, відправляйте та запускайте свої додатки з неперевершеною впевненістю, підтримувані всеосяжними можливостями Docker та міцною основою DreamCompute.