Was ist Docker?

Grundlegendes

• Eine Freie Software zur Isolierung von Anwendungen mit Hilfe von Containervirtualisierung.
• Es vereinfacht die Bereitstellung von Anwendungen, weil sich Container, die alle nötigen Pakete enthalten, leicht als Dateien transportieren und installieren lassen.
• Container gewährleisten die Trennung und Verwaltung der auf einem Rechner genutzten Ressourcen.
• Das umfasst: Code, Laufzeitmodul, Systemwerkzeuge, Systembibliotheken – alles was auf einem Rechner installiert werden kann.
• Es können mehrere Prozesse isoliert und damit unabhängig voneinander ausgeführt werden.
• Dies ermöglicht eine einfaches Aktualisierung des Containers ohne andere Container zu gefährden.
• In der idealen Welt läuft in einem Docker Container nur ein Prozess.
• Wenn ein weitere Prozess benötigt wird, sollte dieser in ein anderen Container ausgelagert werden.
• Dies wird aber nicht immer eingehalten.

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Grundlagen

• Es basiert auf Linux-Techniken wie Cgroups und Namespaces, um Container zu realisieren.
• Anfänglich wurde die LXC-Schnittstelle des Linux-Kernels verwendet
• Die Docker-Entwickler haben mittlerweile eine eigene Programmierschnittstelle namens libcontainer entwickelt
• Diese steht auch anderen Projekten zur Verfügung.
• Als Speicher-Backend verwendet Docker das Overlay-Dateisystem "aufs", ab Version 0.8 unterstützt die Software aber auch "btrfs".
• Prinzipiell ist Docker auf die Virtualisierung mit Linux ausgerichtet.
• Es kann allerdings auch mittels Hyper-V oder VirtualBox auf Windows und HyperKit oder VirtualBox auf macOS verwendet werden.
• Die Ressourcentrennung alleine mit den Docker zugrunde liegenden Techniken wie Namespaces und Cgroups gilt nicht als völlig sicher.
• Mir Red Hat Unterstützung wurde eine sicherheitsrelevante Kernel-Erweiterung für SELinux implementiert
• Diese sichert die Container auf der Ebene des Host-Systems zusätzlich ab.

Vorteile

• Skalibarkeit
• Isoliert
• Fertige Systeme
• Gute Updatefähigkeit

Begriffe

Image

• Ein Speicherabbild eines Containers.
• Das Image selbst besteht aus mehreren Layern, die schreibgeschützt sind und somit nicht verändert werden können.
• Ein Image ist portabel, kann in Repositories gespeichert und mit anderen Nutzern geteilt werden.
• Aus einem Image können immer mehrere Container gestartet werden.

Container

• Aktive Instanz eines Images bezeichnet.
• Er wird also gerade ausgeführt und ist beschäftigt.
• Sobald der Container kein Programm mehr ausführt, wird der Container automatisch beendet.

Layer

• Ein Layer ist Teil eines Images und enthält einen Befehl oder eine Datei, die dem Image hinzugefügt wurde.
• Anhand der Layer kann die ganze Historie des Images nachvollzogen werden.

Dockerfile

• Eine Textdatei, die mit verschiedenen Befehlen ein Image beschreibt.
• Diese werden bei der Ausführung abgearbeitet und für jeden Befehl wird ein einzelner Layer angelegt.

Repository

• Ein Repository ist ein Satz gleichnamiger Images mit verschiedenen Tags, zumeist Versionen.

Registry

• Eine Registry, wie zum Beispiel Docker Hub oder Artifactory, dient der Verwaltung von Repositories.

libcontainer

• Eine Schnittstelle zu den Grundfunktionen von Docker.

libswarm

• Eine Schnittstelle, um Docker-Container zu steuern.

libchan

• Ermöglicht eine einfache („light weighted“) Kommunikation zwischen Prozessteilen und Prozessen.

Zyklen

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Handling

Portforwarding

• Der Docker Host nimmt die Anfragen auf den Ports entgegen.
• Er leitet sie zu dem entsprechenden Container.
• Solange man keinen Reverse Proxy einrichtet kann pro Host Port nur ein Container bedient werden.

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Volumes

• Die Daten in einem Container sind nur solange vorhanden wie der Container existiert.
• Bei einem Update würden die Daten verloren gehen.
• Man lagert Daten die die wichtig sind auf das Dateisystem des Docker Host aus.
• So hat man immer die richtige Datensätze.

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Vorgang bei der in Betriebnahme

• Suchen eines passenden Docker Image
• Dokumentation lesen
• Docker Image runter laden und mit entsprechenden Optionen als Container laufen lassen

Was ist zu beachten?

• Wenn der Container gelöscht oder geupdated wird, gehen die Daten verloren.
• Wichtiger dynamische Daten sollte man ausserhalb des Containers "legen".
  • Daten werden auf das Hostssystem gelegt, bei Docker Swarm auf ein NFS Share
• Ports (Schnittstellen) müssen von aussen ereichbar sein.
  • Möglichkeit 1: Portforwarding
  • Möglichkeit 2: Traefik

Begriffe

• Host

Rechner auf dem die Docker Container laufen.

• Image

Ein auf einen Verwendungszweck zu geschnittene "Softwarepaket" welches man in der Regel von Docker Hub runter lädt.

• Container

Wenn man ein Image "startet" wirde es zu einem Container. Man kann ein Image auch 2 man "starten" dann werden 2 Container aus dem selben Image. Vergleichbar mit Variable und Instanz der Progammiersprachen.

• Volumen

Daten die man ausserhalb des Container legt und die bei einem Container Update erhalten bleiben sollen.

• Ports

Schnittstellen zu den Prozessen. Hier gibt es den Port im Container und den auf dem Host. Diese müssen miteinander irgendwie "verbunden" werden.