Что такое Docker? Разбор этой популярной платформы приложений

Вы часто можете слышать от разработчиков фразу: «Но у меня на компьютере это работает!» Это настолько распространено, что стало мемом в мире разработчиков.

Это происходит потому, что по мере усложнения кода, локальные среды разработки всё больше отдаляются от настройки среды сервера. Их локальные машины оказываются с библиотеками и программами, которых может не быть на серверах — что приводит к коду с невыполненными зависимостями на сервере.

Для стандартизации среды на различных устройствах потребовалось решение контейнеризации, и вот, появился Docker.

Docker изменил способ создания, доставки и выполнения приложений. Слово «Docker» стало синонимом эффективности, портативности и масштабируемости.

В этом руководстве мы лучше поймем, что такое Docker, как он работает и как он может быть полезен вам в вашей повседневной разработке.

Начнем, хорошо?

Что такое Docker?

В своей основе Docker — это открытая платформа, которая позволяет разработчикам автоматизировать развертывание, масштабирование и управление приложениями с использованием технологии контейнеризации. Она предоставляет стандартизированный способ упаковки программного обеспечения вместе с его зависимостями в единую единицу, называемую контейнером.

Контейнеры — это легковесные, самодостаточные среды, которые содержат все необходимое для работы приложения: включая операционную систему, код, среду выполнения, системные инструменты, библиотеки и настройки. Они обеспечивают последовательный и воспроизводимый способ развертывания приложений в различных средах, от разработки до тестирования и производства.

Контейнеризация

Контейнеризация — это методика, позволяющая упаковывать приложения и запускать их в изолированных контейнерах. Контейнеризация предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами развертывания, такими как:

• Согласованность: С помощью контейнеров ваши приложения работают стабильно в различных средах, что исключает проблемы совместимости и снижает риск ошибок во время выполнения.
• Эффективность: Они более эффективны по ресурсам по сравнению с виртуальными машинами, так как используют ядро и ресурсы хост-системы, что приводит к более быстрому времени запуска и меньшим накладным расходам.
• Масштабируемость: Вы можете легко копировать и масштабировать контейнеры горизонтально, позволяя приложениям обрабатывать увеличенную нагрузку, распределяя ее между несколькими контейнерами.
• Портативность: Приложение можно легко перемещать между средами разработки, тестирования и производства без необходимости модификаций.

Роль Docker в контейнеризации

Однако, до появления Docker, контейнеризация была сложной и требовала глубоких технических знаний для эффективной реализации. Docker внедрил стандартизированный формат для упаковки приложений и их зависимостей в переносимые контейнерные образы.

Разработчики могут легко определять среду выполнения приложения, включая операционную систему, библиотеки и файлы конфигурации, используя декларативный язык, называемый Dockerfile. Этот Dockerfile является чертежом для создания Docker образов, которые представляют собой неизменяемые снимки приложения и его зависимостей.

После создания образа Docker его можно легко делиться и развертывать в различных средах. Docker предоставляет централизованный онлайн-репозиторий под названием Docker Hub, где разработчики могут хранить и распространять свои контейнерные образы, способствуя сотрудничеству и повторному использованию.

Docker также ввел интерфейс командной строки (CLI) и набор API, которые упрощают процесс создания, запуска и управления контейнерами. Разработчики могут использовать простые команды для создания контейнеров из образов, запуска и остановки контейнеров, а также взаимодействия с контейнеризированными приложениями.

Ключевые компоненты Docker

Теперь давайте рассмотрим ключевые компоненты Docker, чтобы лучше понять основную архитектуру этой технологии контейнеризации.

1. Docker Containers

Как вы, вероятно, догадались, контейнеры находятся в самом сердце Docker. Контейнеры, созданные с помощью Docker, легковесные, автономные и исполняемые пакеты, которые включают все необходимое для запуска программного обеспечения. Контейнеры изолированы друг от друга и от хост-системы, обеспечивая то, что они не мешают работе друг друга.

Думайте о контейнерах как о отдельных квартирах в высотном здании. Каждая квартира имеет своё пространство, коммунальные услуги и ресурсы, но все они используют одну и ту же инфраструктуру здания.

2. Docker образы

Если контейнеры — это квартиры, то Docker-образы — это чертежи. Образ — это шаблон только для чтения, содержащий набор инструкций для создания контейнера. Он включает в себя код приложения, среду выполнения, библиотеки, переменные среды и файлы конфигурации. Вы можете найти множество готовых Docker-образов на Docker Hub, о котором мы ранее говорили.

Изображения создаются с использованием серии слоев. Каждый слой представляет собой изменение в изображении, например, добавление файла или установку пакета. Когда вы обновляете изображение, необходимо перестроить только измененные слои, что делает процесс эффективным и быстрым.

3. Dockerfiles

Dockerfiles — это подробные инструкции по созданию образов Docker.

Dockerfile — это простой текстовый файл, который содержит серию инструкций о том, как создать образ Docker. Он указывает базовый образ для начала, команды для выполнения, файлы для копирования и переменные среды для установки.

Вот простой пример Dockerfile:

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

В этом примере мы начинаем с последнего образа Ubuntu, устанавливаем Python, копируем файл app.py в директорию /app, устанавливаем рабочую директорию /app и указываем команду для выполнения при запуске контейнера.

Каковы преимущества использования Docker?

Docker предлагает множество преимуществ, которые делают его популярным выбором среди разработчиков и организаций:

Упрощенная разработка приложений

Разработка становится простой. Docker позволяет упаковывать приложения и их зависимости в контейнеры, что дает разработчикам возможность работать над различными частями приложения независимо друг от друга. Это гарантирует, что все будет работать гладко вместе. Тестирование также упрощается, и проблемы могут быть обнаружены на ранних стадиях разработки.

Улучшенная портативность

Приложения становятся более портативными. Контейнеры могут стабильно работать в различных средах, будь то локальная машина разработчика, тестовая среда или производственный сервер. Это устраняет проблемы совместимости и упрощает развертывание приложений на различных платформах.

Повышенная эффективность

Docker повышает эффективность. Контейнеры легкие и быстро запускаются, что делает их более эффективными, чем традиционные виртуальные машины. Это означает, что вы можете получить больше от своих ресурсов и быстрее развертывать приложения.

Лучшая масштабируемость

Масштабирование приложений становится проще с Docker. Вы можете легко запускать множество контейнеров на разных хостах для обработки увеличенного трафика или рабочей нагрузки. Таким образом, масштабирование приложений значительно упрощается.

Упрощенное тестирование и развертывание

Docker упрощает тестирование и развертывание. Образы Docker могут быть легко версионированы и отслеживаемы, что упрощает управление изменениями и откат в случае необходимости. Docker также хорошо работает с системами непрерывной интеграции и непрерывной доставки (CI/CD), которые автоматизируют процесс сборки и развертывания.

Каковы случаи использования Docker?

Docker широко используется в различных отраслях и сценариях применения. Давайте рассмотрим некоторые распространенные сценарии, где Docker показывает себя лучше всего.

Архитектура микросервисов

Docker отлично подходит для создания и развертывания приложений на основе микросервисов. Микросервисы — это небольшие, независимо развертываемые сервисы, которые работают вместе, формируя более крупное приложение. Каждый микросервис может быть упакован в отдельный контейнер Docker, что позволяет независимо разрабатывать, развертывать и масштабировать его.

Например, приложение для электронной коммерции может быть разделено на микросервисы, такие как сервис каталога продуктов, сервис корзины покупок, сервис обработки заказов и сервис платежей. Каждый из этих сервисов может быть разработан и развернут независимо с использованием контейнеров Docker, что делает всё приложение гораздо более модульным и удобным для поддержки.

Непрерывная интеграция и доставка (CI/CD)

Docker играет важную роль в обеспечении непрерывной интеграции и доставки (CI/CD). CI/CD — это подход к разработке программного обеспечения, который акцентирует внимание на частой интеграции, автоматизированном тестировании и непрерывной доставке изменений в коде.

С помощью Docker вы можете создать стабильную и воспроизводимую среду для сборки, тестирования и развертывания приложений. Вы можете определить весь стек приложений, включая зависимости и конфигурации, в Dockerfile. Этот Dockerfile затем может быть контролируемым версиями и использоваться как часть вашего CI/CD пайплайна.

Например, вы можете настроить Jenkins pipeline, который автоматически создает Docker образ всякий раз, когда в Git репозиторий вносятся изменения кода. После этого pipeline может запускать автоматические тесты на Docker контейнере и, если тесты пройдены успешно, развертывать контейнер в производственной среде.

/wp:shortcode —>

Локальные среды разработки

Docker также широко используется для создания локальных сред разработки. Вместо того чтобы вручную настраивать среду разработки на каждой машине разработчика, вы можете использовать Docker для обеспечения единообразной и изолированной среды.

Представьте, вы разрабатываете веб-приложение, которому требуется определённая версия базы данных и веб-сервера. Вы можете определить эти зависимости в файле Docker Compose. Разработчики затем смогут использовать Docker Compose для запуска всей разработочной среды одной командой, так что у всех будет одинаковая настройка.

Цель — устранить необходимость ручной настройки и конфигурации, снизить риск возникновения проблем, специфичных для окружения, и позволить разработчикам сосредоточиться на написании кода, а не на устранении несоответствий в среде.

Модернизация приложений

Docker — ценный инструмент для модернизации устаревших приложений. Многие организации имеют старые приложения, которые сложно поддерживать и развертывать из-за их монолитной архитектуры и сложных зависимостей.

С помощью Docker вы можете контейнеризировать устаревшие приложения и разбить их на более мелкие, управляемые компоненты. Вы можете начать с определения различных служб внутри монолитного приложения и упаковывать их в отдельные контейнеры Docker. Таким образом, вы можете постепенно модернизировать архитектуру приложения без полной переписи.

Контейнеризация устаревших приложений также упрощает их развертывание и масштабирование. Вместо того чтобы иметь дело со сложными процедурами установки и конфликтами зависимостей, вы просто развертываете контейнеризованное приложение в любой среде, которая поддерживает Docker.

Как использовать Docker

Теперь, когда мы знаем основные компоненты, давайте исследуем, как работает Docker:

1. Установить Docker

Чтобы установить Docker, посетите официальный сайт Docker и загрузите подходящий установщик для вашей операционной системы. Docker предоставляет установщики для Windows, macOS и различных дистрибутивов Linux.

После загрузки установщика следуйте инструкциям по установке Docker. Процесс установки прост и не должен занять много времени.

2. Создание и использование образов Docker

Перед созданием собственного образа Docker подумайте, возможно, уже существует предварительно созданный образ, который соответствует вашим требованиям. Многие распространенные приложения и сервисы имеют официальные образы, доступные на Docker Hub, GitHub Container Registry или других реестрах контейнеров. Использование предварительно созданного образа может сэкономить вам время и усилия.

Если вы решите создать собственный образ Docker, вам понадобится Dockerfile. Этот файл определяет шаги по созданию образа в соответствии с вашими требованиями. Вот как следует поступить:

• Использование готовых образов: Ищите существующий образ на Docker Hub, GitHub Container Registry или в частном репозитории вашей организации. Вы можете загрузить образ с помощью команды docker pull <image_name>:<tag>, заменив <image_name> и <tag> на конкретное имя и версию нужного образа.
• Создание собственного образа: Если готовый образ не соответствует вашим требованиям, вы можете создать свой. Сначала напишите Dockerfile на основе ваших требований. Затем создайте свой образ с помощью следующей команды:

docker build -t my-app .

Эта команда говорит Docker создать образ с тегом my-app, используя текущий каталог (.) в качестве контекста сборки. Затем он будет доступен в вашем окружении Docker для создания контейнеров.

3. Запуск контейнера Docker

Как только у вас появится образ Docker, вы можете использовать его для создания и запуска контейнеров. Для запуска контейнера используйте команду docker run, за которой следует имя образа и любые дополнительные параметры.

Например, чтобы запустить контейнер на основе созданного ранее образа my-app, можно использовать следующую команду:

docker run -p 8080:80 my-app

Эта команда запускает контейнер на основе образа my-app и сопоставляет порт 8080 на хост-системе с портом 80 внутри контейнера.

4. Общение между контейнерами

Контейнеры изолированы по умолчанию, но иногда необходимо, чтобы они общались друг с другом. Docker предоставляет сетевые возможности, которые позволяют контейнерам безопасно общаться.

Вы можете создать сеть Docker с помощью команды Docker network create. Затем подключите контейнеры к этой сети. Контейнеры в одной сети могут общаться друг с другом, используя имена контейнеров в качестве имен хостов.

К примеру, предположим, что у вас есть два контейнера: веб-приложение и база данных. Вы можете создать сеть под названием my-network и подключить к ней оба контейнера:

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

Теперь контейнер веб-приложения может взаимодействовать с контейнером базы данных, используя имя хоста database.

5. Основные команды Docker

Вот несколько основных команд Docker, которые вы будете часто использовать:

• docker pull: Загружает указанный образ Docker из Docker Hub
• docker run: Запускает контейнер на основе указанного образа
• docker build: Создает образ Docker из Dockerfile
• docker ps: Показывает список всех запущенных контейнеров
• docker images: Показывает список всех доступных образов Docker
• docker stop: Останавливает запущенный контейнер
• docker rm: Удаляет остановленный контейнер
• docker rmi: Удаляет образ Docker

Это лишь несколько примеров множества доступных команд Docker. Обратитесь к документации Docker для ознакомления с полным списком команд и инструкциями по их использованию.

6. Docker Hub

Docker Hub — это публичный реестр, в котором хранится огромная коллекция образов. Он служит центральным хранилищем, где разработчики могут находить и делиться образами Docker.

Вы можете просматривать Docker Hub, чтобы найти готовые образы для различных приложений, фреймворков и операционных систем. Эти образы можно использовать в качестве отправной точки для ваших приложений или в качестве справочника для создания ваших Dockerfiles.

Для использования изображения с Docker Hub, просто используйте команду docker pull за которой следует имя изображения. Например, чтобы загрузить последнее официальное изображение Python, вы можете выполнить:

docker pull python:latest

Эта команда загружает образ Python с Docker Hub и делает его доступным для использования на вашей локальной системе.

7. Освоение Docker Compose: Оптимизация вашей разработки

Продолжая изучение и интеграцию Docker в ваш рабочий процесс разработки, пришло время представить мощный инструмент в экосистеме Docker: Docker Compose. Docker Compose упрощает управление много-контейнерными приложениями Docker, позволяя вам определять и запускать ваш стек программного обеспечения с использованием простого YAML-файла.

Что такое Docker Compose?

Docker Compose — это инструмент, предназначенный для помощи разработчикам и системным администраторам в управлении несколькими контейнерами Docker как единой службой. Вместо того чтобы вручную запускать каждый контейнер и настраивать сети и тома через командную строку, Docker Compose позволяет вам определить конфигурации всего стека в одном, легко читаемом файле с именем docker-compose.yml.

Основные преимущества Docker Compose:

• Упрощенная конфигурация: Определите вашу среду Docker в файле YAML, указывая сервисы, сети и тома ясным и кратким образом.
• Простота использования: С помощью одной команды вы можете запускать, останавливать и перестраивать сервисы, оптимизируя процессы разработки и развертывания.
• Согласованность в разных средах: Docker Compose гарантирует, что ваши контейнеры и сервисы Docker работают одинаково в средах разработки, тестирования и производства, уменьшая неожиданности во время развертываний.
• Эффективность разработки: Сосредоточьтесь больше на создании ваших приложений, а не на заботе о базовой инфраструктуре. Docker Compose управляет оркестровкой и сетевыми взаимодействиями ваших контейнеров, позволяя вам концентрироваться на программировании.

Использование Docker Compose:

1. Определите окружение вашего приложения: Создайте файл docker-compose.yml в корневой директории вашего проекта. В этом файле вы определите службы, которые составляют ваше приложение, чтобы они могли работать вместе в изолированной среде.
2. Запустите свои службы: С помощью команды docker-compose up, Docker Compose запустит и выполнит работу всего вашего приложения. Если это первый запуск команды или ваш Dockerfile был изменен, Docker Compose автоматически соберет ваше приложение, загрузит необходимые образы и создаст определенные вами службы.
3. Масштабирование и управление: Легко масштабируйте ваше приложение, запуская несколько экземпляров службы. Используйте команды Docker Compose для управления жизненным циклом вашего приложения, просмотра статуса работающих служб, вывода журнала и выполнения разовых команд на ваших службах.

Интеграция Docker Compose в ваши разработки не только оптимизирует рабочий процесс, но и тесно согласует среды разработки вашей команды. Такое согласование критически важно для уменьшения проблем «работает на моем компьютере» и повышения общей продуктивности.

Используйте Docker Compose для оптимизации ваших рабочих процессов с Docker и совершенствования ваших методов разработки. С Docker Compose вы не просто программируете; вы создаете будущее ваших приложений с точностью и легкостью.

Докеризируйте свой путь к успеху в разработке с DreamCompute

Мы путешествовали по трансформационному миру Docker, раскрывая, как он изящно решает знаменитую дилемму «Но у меня это работает!» и погружаясь в его многочисленные преимущества и применения. Мастерство контейнеризации Docker обеспечивает бесперебойную и стабильную работу ваших проектов в любой среде, освобождая вас от слишком распространённых разочарований, связанных с различиями в средах и дилеммами зависимостей.

Docker позволяет вам преодолеть распространенные проблемы, когда код ведет себя непредсказуемо на разных машинах. Он позволяет вам сосредоточиться на том, в чем вы действительно хороши — создании замечательного кода и разработке выдающихся приложений.

Как для опытных разработчиков, так и для тех, кто только начинает свое путешествие в мире программирования, Docker является незаменимым инструментом в вашем наборе разработчика. Считайте его вашим надежным союзником, который упрощает процесс разработки и повышает устойчивость ваших приложений.

Погружаясь в обширную экосистему Docker и взаимодействуя с его активным сообществом, вы обнаружите бесконечные возможности для использования возможностей Docker и улучшения ваших практик разработки.

Почему бы не улучшить ваш опыт использования Docker, разместив ваши приложения на DreamCompute от DreamHost? DreamCompute предлагает гибкую, безопасную и высокопроизводительную среду, специально адаптированную для запуска контейнеров Docker. Это идеальная платформа для успешной работы ваших приложений в Docker, поддерживаемая надежной инфраструктурой и бесшовной масштабируемостью.

Начните свои приключения с Docker, имея поддержку DreamCompute. Создавайте, распространяйте и запускайте свои приложения с непревзойденной уверенностью, поддерживаемые всесторонними возможностями Docker и надежной основой DreamCompute.