Что такое Docker

Docker — это программная платформа, предназначенная для создания, распространения и запуска приложений в контейнерах. С её помощью разработчики могут собирать контейнеры, автоматизировать их запуск и развертывание, а также управлять всем жизненным циклом приложений. Docker позволяет одновременно запускать несколько контейнеров на одном сервере или хост-компьютере, эффективно используя его ресурсы.

Docker – что это такое

Как мы уже сказали выше, Docker — это платформа, которая позволяет создавать, распространять и запускать приложения в контейнерах. Данный инструмент необходим разработчикам и представлен в двух вариантах:

• Бесплатная версия с лицензией Apache.
• Платная версия Enterprise Edition.

Контейнеризация представляет собой технологию, которая позволяет упаковать приложение вместе со всеми его зависимостями, библиотеками и настройками в единый исполняемый образ. Контейнер запускается в изолированной среде, не затрагивая основную операционную систему.

Она может напоминать виртуализацию, но между ними есть важные различия. При виртуализации создается полноценная виртуальная машина с собственной операционной системой и эмуляцией оборудования. Контейнеризация же использует ядро основной ОС, без необходимости имитировать аппаратные ресурсы. По этой причине контейнеры легче, запускаются быстрее и потребляют гораздо меньше ресурсов, чем виртуальные машины, но имеют некоторые ограничения. Об этом расскажем ниже.

Принцип работы Docker

Docker представляет собой приложение с архитектурой клиент–сервер, что означает наличие двух основных компонентов: сервера и клиента.

Сервер, который также называют Docker Engine или демоном (daemon), — это фоновый процесс, отвечающий за управление контейнерами. Он выполняет все ключевые операции: создание, запуск, остановку и удаление контейнеров. По сути, демон является «двигателем» всей системы.

Клиент — это интерфейс командной строки, через который пользователь взаимодействует с Docker. С его помощью разработчик отправляет команды демону, который затем выполняет соответствующие действия.

Клиент и сервер могут работать как на одном компьютере, так и на разных. Если работа проходит на разных устройствах, то клиент подключается к удалённому демону через API или сокеты, что позволяет управлять контейнерами на других серверах из любой точки.

Виртуализация vs контейнеризация

Контейнеры и виртуальные машины — это технологии, которые предназначены для изоляции приложений и их окружений. Несмотря на одну цель, они имеют разные принципы работы и особенности.

Docker использует изоляцию на уровне операционной системы, позволяя запускать приложения в контейнерах. Контейнеры разделяют одно ядро с хостовой системой. Виртуальные машины создают полностью независимые виртуальные компьютеры: каждый со своей операционной системой и выделенными ресурсами. Благодаря этому контейнеры Docker значительно легче и компактнее, чем машины. Они быстро запускаются, занимают меньше памяти и потребляют меньше вычислительных ресурсов, что делает их идеальными для масштабируемых и динамичных сред. Плюс виртуальных машин: они обеспечивают более высокий уровень изоляции. Каждая из них работает независимо, в том числе от операционной системы хоста.

Таким образом, контейнеры Docker — это лёгкое и быстрое решение для запуска приложений в изолированной среде, тогда как виртуальные машины обеспечивают полную изоляцию за счёт полной виртуализации и самостоятельной операционной системы.

Компоненты для контейнеризации

Docker функционирует с несколькими ключевыми элементами, каждый из которых выполняет свою роль в процессе контейнеризации:

• Dockerfile — это текстовый файл с набором инструкций, на основе которых создаётся образ. В нём указываются все необходимые зависимости, команды и параметры, определяющие, что именно должно входить в будущий контейнер.
• Docker Image (образ) — это статичный, неизменяемый файл, из которого впоследствии запускается контейнер. Он содержит всё необходимое для работы приложения.
• Docker Registry — это хранилище (публичное или частное), где размещаются образы Docker. Из него можно загружать готовые образы или сохранять собственные.
  При выполнении команды docker run система сначала проверяет наличие нужного образа локально. Если его нет, Docker автоматически находит его в реестре и загружает на устройство.
• Docker Container — это уже запущенный экземпляр образа, то есть полноценное приложение, работающее в изолированной среде.

Иными словами, пользователь выбирает нужный образ, запускает его через клиент Docker, а платформа самостоятельно разворачивает его в контейнер — готовую рабочую среду для выполнения приложения.

Какие задачи решает Docker

Рассмотрим основные задачи, которые решает Docker:

• Docker дает возможность быстро перенести ваше приложение на другую систему с помощью терминала. При его использовании отпадает необходимость вручную настраивать базу данных, веб-сервер и другие компоненты, которые необходимы для корректного запуска и работы вашего ПО.
• Позволяет осуществить запуск приложения изолированно от всей системы. Каждый контейнер работает в собственной среде и не конфликтует с другими программами. Таким образом, ваша программа становится полностью автономной, и исключаются ошибки зависимости.
• В Docker можно контролировать ресурсы ПК, которые использует ваша программа при запуске, путем изоляции процесса. Настраивая контейнер, вы можете ограничить объем памяти, количество ядер CPU и другие параметры, используемые в процессе.
• Повышенный уровень безопасности. Иногда код может быть небезопасным для остальных программ, но Docker легко решает эту проблему. Его функционал позволяет тестировать код без вреда для работоспособности остального программного обеспечения.
• Docker идеально подходит для комфортной работы с микросервисной архитектурой. Современные сложные приложения все чаще строятся по принципу микросервисной архитектуры, где функции большого приложения разделяются на маленькие независимые модули. В Docker каждый микросервис можно поместить в отдельный контейнер и работать с ним изолированно, не затрагивая остальные.
• Благодаря ускоренным циклам разработки можно быстро переключаться между проектами, а процесс непрерывной интеграции и доставки (CI/CD) становится проще и надежнее, так как сборка и тестирование происходят в идентичных средах.
• Когда приложение состоит из большого количества контейнеров, управлять ими вручную становится проблематично. В таких случаях используются платформы оркестрации, такие как Kubernetes, многие возможности которых завязаны на контейнеризации Docker. Они автоматизируют разворачивание контейнеров, их настройку, мониторинг и самовосстановление.

Плюсы и минусы Docker

К минусам Docker можно отнести следующее:

• Изначально Docker был разработан для Linux, поэтому при работе с ним на Windows или MacOS пользователи сталкиваются с определенными трудностями. Корректная работа с Docker на других операционных системах, кроме Linux, возможна только после установки виртуальной машины, которая будет содержать ядро Linux.
• Для работы с Docker при работе с большим количеством контейнеров необходимо применять дополнительные инструменты оркестрации, которые сами по себе сложны в изучении и настройке. Также в целом, начиная работу с Docker стоит учитывать то, что данное ПО обладает высоким порогом вхождения и для его продуктивного использования нужны специфические знания.
• Docker идеально подходит для приложений, которые не хранят свои данные внутри контейнера, однако, при работе с базами данных или файловыми хранилищами надо иметь в виду, что информация, которая хранится внутри контейнера является временной и удаляется вместе с ним. Организация постоянного хранения данных требует дополнительных усилий.

Плюсы Docker:

• Docker решает ту проблему, когда у одного пользователя на его компьютере все прекрасно запускается, а у другого программа никак не работает. Он упаковывает все данные в переносимый контейнер, который гарантированно запустится и будет работать одинаково в любой системе.
• Каждый контейнер работает в изолированном пространстве. Благодаря этому приложения не конфликтуют между собой, и если происходит сбой в одном контейнере, это не влияет на работоспособность других.
• Из-за того, что контейнеры не эмулируют целую операционную систему, а используют ядро Linux, они становятся очень легковесными и быстрыми. Таким образом, открытие большого количества контейнеров занимает меньше времени.

FAQ

Чем Docker лучше виртуальной машины?

Docker гарантирует полную идентичность сред на всех этапах, от разработки до выпуска приложения. В отличие от виртуальной машины, контейнер не будет тратить большое количество ресурсов на эмуляцию полноценной ОС, за счет чего работа с Docker становится быстрой и комфортной.

Что происходит с данными внутри контейнера?

Данные, которые будут созданы внутри контейнера, являются временными и удаляются вместе с ним, но это не означает полное отсутствие возможности работать с постоянными данными. Для этого используются дополнительные инструменты, такие как Docker Volumes, которые позволяют хранить данные за пределами контейнера.

Вывод

• Docker — это программная платформа, предназначенная для создания, распространения и запуска приложений в контейнерах.
• Docker представляет собой приложение с архитектурой клиент–сервер, что означает наличие двух основных компонентов: сервера и клиента.
• Контейнеры и виртуальные машины — это технологии, которые предназначены для изоляции приложений и их окружения.
• Контейнеры Docker — это легкое и быстрое решение для запуска приложений в изолированной среде, тогда как виртуальные машины обеспечивают полную изоляцию за счет полной виртуализации и самостоятельной операционной системы.