Tutorial Docker per principianti: nozioni di base, Archiarchitettura, Contenitori

Docker è una delle piattaforme di containerizzazione più popolari utilizzate nella moderna DevOps e flussi di lavoro cloud. Questo tutorial Docker per principianti spiega cos'è Docker, come funziona l'architettura Docker, come installare Docker su Ubuntue i comandi di base utilizzati per gestire immagini e container.

Cos'è Docker?

docker Docker è una piattaforma di sviluppo software per la virtualizzazione che consente l'esecuzione di più sistemi operativi sullo stesso host. Aiuta a separare l'infrastruttura dalle applicazioni, permettendo così di rilasciare il software più rapidamente. A differenza degli hypervisor, utilizzati per creare macchine virtuali (VM), Docker esegue la virtualizzazione a livello di sistema utilizzando unità chiamate container Docker.

I container Docker vengono eseguiti sopra il sistema operativo host, come mostrato nell'immagine sottostante. Ciò migliora sia l'efficienza che la sicurezza. È inoltre possibile eseguire un numero maggiore di container rispetto alle macchine virtuali sulla stessa infrastruttura, poiché i container utilizzano meno risorse.

A differenza delle VM, che possono comunicare direttamente con l'hardware host (ad esempio, un adattatore Ethernet che crea più adattatori virtuali), i container Docker vengono eseguiti in un ambiente isolato al di sopra del sistema operativo host. Anche se il tuo host è in esecuzione Windows, puoi correre Linux immagini all'interno dei contenitori con l'aiuto di Hyper-V, che crea automaticamente una piccola macchina virtuale per virtualizzare l'immagine di base.

Ora che sapete cos'è Docker, vediamo i motivi principali per cui i team lo scelgono.

Perché usare Docker?

Ecco i principali motivi per utilizzare Docker:

• Docker è un software utilizzato per la virtualizzazione, che consente la creazione di più sistemi operativi da eseguire sullo stesso host.
• Docker è un'applicazione client-server, il che significa che i client comunicano con un server.
• Le immagini Docker fungono da "codice sorgente" per i container; le si utilizzano per la creazione.
• Docker supporta due tipi di registri: pubblici e privati.
• I container sono le unità organizzative di Docker. In parole semplici, un'immagine è un modello e un container è una copia di quel modello, quindi è possibile eseguire più container dalla stessa immagine.

Questi vantaggi derivano dal modo in cui Docker è stato progettato. La sezione seguente illustra l'architettura di Docker e i suoi componenti principali.

docker Architectura

Ora, in questo tutorial sui container Docker, esaminiamo i componenti principali dell'architettura Docker.

Motore Docker

Docker è un'applicazione client-server, il che significa che abbiamo dei client che inoltrano le richieste a un server. Il demone Docker, chiamato dockerd, è il motore Docker che rappresenta il server. Il demone e i client possono essere eseguiti sullo stesso host o su un host remoto e comunicano tramite un binario client da riga di comando e un'interfaccia completa. API RESTful che interagisce con dockerd.

Immagini Docker

Le immagini Docker sono il "codice sorgente" dei nostri container; le utilizziamo per crearli. Le immagini possono avere software preinstallato, il che velocizza la distribuzione. Sono portatili ed è possibile utilizzare immagini esistenti o crearne di proprie.

Registri Docker

Docker memorizza le immagini che creiamo nei registri. Esistono registri pubblici e privati. Docker ha un registro pubblico chiamato Hub Docker, dove puoi anche archiviare immagini in modo privato. Docker Hub ha milioni di immagini che puoi iniziare a utilizzare immediatamente.

Contenitori di Docker

I container sono le unità organizzative di Docker e uno dei suoi concetti fondamentali. Quando creiamo un'immagine e la eseguiamo, la eseguiamo all'interno di un container. L'analogia con il container viene utilizzata per via della portabilità del software che vi viene eseguito: è possibile spostarlo, "spedirlo", modificarlo, gestirlo, crearlo o eliminarlo, proprio come le navi cargo gestiscono i container reali.

In termini semplici, un'immagine è un modello e un contenitore è una copia di quel modello. Puoi avere più contenitori (copie) della stessa immagine.

L'interazione tra questi diversi componenti mostra come funziona la tecnologia dei container Docker. Comandi come `docker pull` e `docker run`, che tratteremo in seguito, consentono di gestire questo flusso di lavoro.

Tenendo presente l'architettura, installiamo Docker in modo che possiate provare voi stessi questi componenti.

Come installare Docker su Linux/Ubuntu

Di seguito è riportata una procedura dettagliata per l'installazione di Docker su Linux/Ubuntu:

Passo 1) Per installare Docker, sono necessari i pacchetti DEB del team Docker. Innanzitutto, alcuni prerequisiti Ubuntu Sono necessari alcuni pacchetti. Utilizzare il comando seguente per installarli.

$ sudo apt-get install \
apt-transport-https \
ca-certificates curl \
software-properties-common

*il segno “\” non è necessario viene utilizzato per la nuova riga, volendo è possibile scrivere il comando senza utilizzare “\” in una sola riga.

Passo 2) Aggiungi la chiave GPG ufficiale di Docker con l'impronta digitale. Utilizza il seguente comando Docker per inserire la chiave GPG.

$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

Passo 3) Successivamente, aggiungi il repository Docker APT utilizzando il comando seguente.

$ sudo add-apt-repository \
"deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) \
stable"

Potrebbe esserti richiesto di confermare che desideri aggiungere il repository e che la chiave GPG venga aggiunta automaticamente al tuo host. Il comando lsb_release dovrebbe popolare il Ubuntu versione di distribuzione del tuo host.

Passo 4) Dopo aver aggiunto la chiave GPG, aggiorna le sorgenti APT utilizzando il comando Docker riportato di seguito.

$ sudo apt-get update

Ora è possibile installare il pacchetto Docker.

Passo 5) Una volta aggiornate le sorgenti APT, inizia l'installazione dei pacchetti Docker su Ubuntu utilizzando il comando Docker riportato di seguito.

$ sudo apt-get install docker-ce

Il comando sopra riportato installa Docker e altri pacchetti necessari. Prima di Docker 1.8.0, il nome del pacchetto era lxc-docker, mentre tra Docker 1.8 e 1.13 il nome del pacchetto era docker-engine.

NOTA: Docker per Windows richiede Windows 10 Pro o Enterprise versione 14393 o Windows Server 2016 RTM, da eseguire.

Come utilizzare Docker utilizzando i comandi Docker di base

Ecco come utilizzare Docker con alcuni comandi Docker di base.

Il comando più elementare da eseguire dopo aver installato Docker è docker info, come accennato in precedenza.

$ sudo docker info

Dovresti ottenere un risultato simile al seguente.

Come mostrato nell'esempio Docker precedente, possiamo visualizzare informazioni sui container Docker: quanti sono in esecuzione, in pausa o arrestati e quante immagini sono state scaricate. Ora procediamo a scaricare la nostra prima immagine.

$ sudo docker pull alpine

Con questo comando, indichiamo a Docker di scaricare l'immagine alpine, prelevandola dal registro pubblico nella versione più recente, che è impostata di default.

*alpine è un'immagine Docker minima basata su Alpine Linux con un indice del pacchetto completo e una dimensione di soli 5 MB.

Se vogliamo eseguire l'immagine come container, utilizziamo il seguente comando.

$ sudo docker run -i -t alpine /bin/bash

Eseguendo il comando, accediamo direttamente al terminale Alpine. Il flag -i mantiene aperto lo STDIN del container anche quando non si è connessi ad esso; questo input standard persistente è una delle componenti necessarie per una shell interattiva. Il flag -t rappresenta l'altra componente e indica a Docker di assegnare una pseudo-tty al container. Insieme, questi due flag ci forniscono una shell interattiva nel nuovo container. Usciamo dal container con un semplice comando exit.

Ora, in questo tutorial sulle basi di Docker, possiamo provare a eseguire un Ubuntu immagine.

$ sudo docker run -it ubuntu /bin/bash

Notate che Docker verifica la presenza dell'immagine localmente e, se non la trova, la scarica automaticamente dalla libreria di immagini. Anche in questo caso, abbiamo una shell interattiva in esecuzione. Possiamo anche assegnare un nome ai container durante l'esecuzione.

$ sudo docker run –-name our_container -it ubuntu /bin/bash

Quindi usciamo di nuovo. Possiamo anche eseguire un container creato in precedenza senza una shell interattiva.

$ sudo docker start container_name

E arrestiamo il container scrivendo docker stop container_name.

$ sudo docker stop container_name

Se vogliamo visualizzare tutti i container in esecuzione, è sufficiente eseguire il seguente comando.

$ docker ps

Per tutti i container, aggiungiamo "-a" alla fine dello stesso comando, ad esempio `docker ps -a`. Questo comando mostra l'ID del container, l'immagine che utilizza, la data di creazione, il suo stato di esecuzione, le porte esposte e un nome generato casualmente per una gestione più semplice.

Quando eseguiamo i container, spesso vogliamo sapere quante risorse stanno utilizzando. A tale scopo, possiamo utilizzare il seguente comando.

$ docker stats

È inoltre possibile visualizzare le immagini scaricate localmente, insieme alle relative informazioni.

$ sudo docker images

Il comando nell'esempio Docker sopra riportato visualizza ogni immagine Docker con un tag che mostra la versione dell'immagine, un ID univoco dell'immagine, la data di creazione e la dimensione dell'immagine.

Per capire perché i container rappresentano un miglioramento così significativo, è utile esaminare l'evoluzione della virtualizzazione.

Cos'è la virtualizzazione?

In passato, la distribuzione di un servizio era un processo lento e complesso. Gli sviluppatori scrivevano il codice, che poi veniva distribuito dal team operativo su macchine bare-metal, dove era necessario prestare attenzione alle versioni delle librerie, alle patch e ai compilatori del linguaggio affinché il codice funzionasse. In caso di bug o errori, il processo ricominciava da capo: gli sviluppatori risolvevano il problema e il team operativo procedeva a una nuova distribuzione.

Le cose sono migliorate con la creazione degli hypervisor. Gli hypervisor eseguono più macchine virtualio macchine virtuali (VM) sullo stesso host, che possono essere in esecuzione o spente. Le VM hanno ridotto notevolmente i tempi di attesa per la distribuzione del codice e la correzione dei bug, ma la vera svolta è stata rappresentata dai container Docker.

La popolarità di Docker è anche trainata dagli strumenti di orchestrazione che gestiscono i container su larga scala, come kubernetesPrima di proseguire, ecco un breve riepilogo dei comandi Docker più importanti.

Comandi Docker importanti

Di seguito sono riportati i comandi Docker importanti:

Comando	Descrizione
informazioni sulla finestra mobile	Comando di informazione
tiro del docker	Scarica un'immagine
docker run -i -t nome_immagine /bin/bash	Esegui l'immagine come contenitore
la finestra mobile avvia our_container	Avvia contenitore
finestra mobile stop nome_contenitore	Arrestare il contenitore
docker ps	Elenco di tutti i container in esecuzione
statistiche della finestra mobile	Informazioni sul contenitore
immagini docker	Elenco delle immagini scaricate
Pulizia Docker	Uccidi tutti i contenitori in esecuzione.

Leggi anche questi Domande e risposte al colloquio di lavoro Docker Adatto sia ai neolaureati che ai professionisti esperti.

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