Containerization

Это первая статья в цикле Знакомство с Docker. Если вы раньше не работали с Docker, мы расскажем, что он из себя представляет.

Что такое Docker?

Docker - это инструмент DevOps для контейнеризации сервисов и процессов... Подождите... Подождите... Подождите! Что такое DevOps? Что такое контейнеризация? Какие услуги и процессы я могу контейнеризовать? Начнём с самого начала.

DevOps можно понимать как концепцию, объединяющую группы разработчиков и администраторов. Проще говоря, разработчики - это люди, которые пишут код, создают приложение, а администраторы - это инженеры, которые отвечают за доставку приложения, распределения ресурсов для него, резервного копирования данных, проверки качества, мониторинга и т. д. Таким образом, DevOps инженер - специалист, который создаёт мост между ними.

Контейнер - это не более чем процесс, который выполняется изолированно в операционной системе. У него есть собственная сеть, собственная файловая система и выделенная память. Вы можете подумать, а почему бы просто не использовать виртуальную машину? Что ж, виртуальная машина - это отдельная ОС, сильно загруженная множеством других процессов, которые могут вам никогда не понадобиться, вместо виртуализации всей операционной системы для запуска одной службы вы можете виртуализировать службу. Точнее говоря, вы можете создать легкую виртуальную среду для одной службы. Этими службами могут быть серверы Nginx, NodeJS или приложения angular. И Docker помогает нам в этом.

Название Docker происходит от слова док (dock). Док используется для погрузки и разгрузки грузов на кораблях. Здесь можно провести простую аналогию, груз может быть контейнерами, а корабль может быть нашей операционной системой. Все товары в составе груза изолированы от товаров другого груза и самого корабля. Точно так же в Docker процесс одного Docker контейнера (Docker Container) изолирован от процесса другого контейнера и самой операционной системы.

Как работает контейнеризация

Docker использует технологию Linux Containers (LXC) и механизмы ядра Linux. Поскольку у docker-контейнера нет собственной операционной системы, он полагается на хостовую операционную систему. Контейнер, созданный в Linux, может быть запущен в любом дистрибутиве Linux, но не может работать в Windows, и то же самое касается образа, созданного в Windows. Docker расширяет возможности LXC, но также использует контрольные группы (cgroups), которые позволяют ядру хоста разделять использование ресурсов (ЦП, память, дисковый ввод-вывод, сеть и т. д.) на уровни изоляции, называемые пространствами имён (namespaces).

Как создать Docker контейнер?

Чтобы создать Docker контейнер, нам нужно сначала создать архив, содержащий все файлы и зависимости, необходимые для нашего проекта. Этот архив называется Docker образом (Docker Image). Важно помнить, что после создания Docker образа его уже нельзя изменить или модифицировать.

Большое количество готовых образов можно найти в DockerHub, общедоступном репозитории Docker, который позволяет вам делиться своими образами или использовать образы, созданные другими людьми. Вы также можете создавать свои собственные образы и помещать их в свой частный репозиторий (например, Harbor). В дальнейшем этот образ будет использован для создания контейнеров. Один и тот же образ можно использовать для создания одного или нескольких контейнеров, используя Docker-CLI. А что такое Docker CLI спросите вы?

Рассмотрим архитектуру Docker,

Docker демонслушает запросы Docker API и управляет всеми объектами Docker, такими как образы, контейнеры, сети и тома. Это основная служба Docker, которая необходима для работы контейнеров и других компонентов Docker. Если Docker демон перестанет работать, так же перестанут работать все запущенные контейнеры.
Docker демон также предоставляет REST API. Различные инструменты могут использовать его для взаимодействия с демоном. Вы также можете создать приложение, для работы с Docker REST API.
Docker-CLIэто инструмент командной строки, который позволяет вам общаться с демоном Docker черезREST API.

Сеть Docker

Docker предусматривает несколько режимов работы сети. Подробнее о работе сети можно прочитать в нашей статье Сеть контейнеров это не сложно.

Host networks -Контейнер Docker будет использовать сеть хоста, соответственно он не будет изолирован с точки зрения сети, это не коснётся изоляции контейнера в целом, например изоляции процессов и файловой системы.
Bridge networks - Позволяет изолировать ваши приложения, но они могут взаимодействовать между собой и принимать трафик снаружи, если включено сопоставления портов (port forwarding).
Overlay networks - Оверлейные сети соединяют вместе несколько демонов Docker и позволяют службам Docker Swarm взаимодействовать друг с другом. Docker Swarm (аналог Kubernetes) может использоваться, если у вас несколько серверов с Docker.
Macvlan networks - Позволяет назначить MAC-адрес контейнеру, чтобы он отображался как физическое устройство в вашей сети.
None -Сеть отсутствует, соответственно вы не сможете подключиться к контейнеру.

И всё же, почему стоит использовать Docker?

Как разработчик вы можете легко упаковать свой проект со всеми его зависимостями и файлами, создать для него образ, и при этом быть уверенными, что он будет работать в любом дистрибутиве Linux.
Ваше приложение легко развернуть, так как образ докера, созданный в Linux, может работать в любом дистрибутиве Linux, процедура запуска также не изменится от выбора дистрибутива.
Вы можете ограничить потребляемые контейнером ресурсы - ЦП и память, это позволит запустить больше контейнеров на одном сервере.
Возможность запуска нескольких контейнеров из одного образа, позволит сэкономить место на диске и в репозитории образов.
Вы можете написать сценарий, который, будет отслеживать состояние контейнера и автоматически запускать новый, при возникновении проблем.
Вы можете передать ваш образ коллегам из команды тестирования, они смогут создать несколько экземпляров приложения (контейнеров) из этого образа и выполнять необходимые тесты.

Вместо заключения

Это только первая статья из цикла знакомство с Docker. В следующих статьях мы расскажем о работе с командной строкой Docker и создании собственных образов.