Docker-Karteikarten

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Docker ist eine Plattform für die Anwendungscontainerisierung, die von Solomon Hykes erstellt wurde. Es ist ein Werkzeug, das mit Blick auf Standardisierung, Portabilität und Isolierung von Anwendungsumgebungen entwickelt wurde. Docker zeichnet sich durch seine Leichtigkeit und Effizienz aus und ermöglicht das einfache Verpacken, Verteilen und Ausführen von Anwendungen zusammen mit ihren Abhängigkeiten in verschiedenen Umgebungen. Dieses System bietet fortschrittliche Funktionen für Containerverwaltung und Orchestrierung, die Entwicklern und Administratoren Werkzeuge für die effiziente Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Anwendungen bieten. Docker unterstützt auch die Mikroservice-Architektur und kontinuierliche Integration und ermöglicht schnelle und wiederholbare Softwareentwicklungs- und Bereitstellungsprozesse, während es eine hohe Leistung beibehält.

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Was sind die Hauptunterschiede zwischen einem Container und einer virtuellen Maschine?

Container und virtuelle Maschinen (VMs) unterscheiden sich sowohl in Architektur als auch in Leistung.

1. Architektur:
Eine virtuelle Maschine enthält ein vollständiges Betriebssystem mit eigener Kernel, Anwendungen und Bibliotheken, die auf einem Hypervisor ausgeführt werden. Der Hypervisor verwaltet die Aufteilung der Hardware-Ressourcen durch die VM. Da die virtuelle Maschine ein vollständiges Betriebssystem enthält, ist sie in Bezug auf die Datenträgergröße größer.

Auf der anderen Seite teilen Container den Kernel des Betriebssystems, auf dem sie ausgeführt werden, und enthalten nur die Anwendungen und ihre Abhängigkeiten. Sie werden von einem Container-Engine, wie Docker, verwaltet. Container sind kleiner und haben geringere Überkopfkosten, da sie kein vollständiges Betriebssystem benötigen.

2. Leistung:
Virtuelle Maschinen haben größere Überkopfkosten, da sie ein vollständiges Betriebssystem ausführen müssen. Dies wirkt sich auf die Leistung aus, sowohl beim Starten als auch beim Ausführen.

Container haben geringere Überkopfkosten, sind leichter und schneller zu starten, und die Bereitstellung ist auch einfacher, da sie leicht zwischen Umgebungen verschoben werden können.

Schließlich haben sowohl Container als auch virtuelle Maschinen ihren Platz in der Anwendungsentwicklung, und beide Technologien werden oft gemeinsam in Anwendungsarchitekturen eingesetzt. Allerdings macht das Fehlen separater Betriebssysteme Container weniger isoliert und potenziell weniger sicher als virtuelle Maschinen.

Was ist ein Docker-Image und wie wird es verwendet?

Ein Docker-Image, auch bekannt als Docker-Image, ist eine unveränderliche Datei, die konfigurierte Software enthält. Ein Docker-Image wird auf der Basis eines Dockerfile erstellt, das Anweisungen zur Erstellung des Images liefert.

Die Hauptkomponente eines Docker-Images sind Schichten. Jede Zeile der Anweisungen in Dockerfile erzeugt eine neue Schicht. Die Schichten sind übereinander gestapelt und bilden so das endgültige Image.

Ein Docker-Image wird verwendet, um einen Docker-Container zu betreiben. Ein Container ist eine Instanz eines laufenden Image-Prozesses. Im Gegensatz zu einem Image hat ein Container einen Zustand und kann modifiziert werden.

Da Docker-Images unveränderlich sind und alle notwendigen Abhängigkeiten enthalten, können sie problemlos zwischen verschiedenen Systemen und Servern übertragen werden. Dadurch sind Anwendungen, die auf Docker-Images laufen, immer identisch, unabhängig von der Umgebung, was das Testen und die Bereitstellung vereinfacht.

Eines der wichtigsten Prinzipien von Docker ist das sogenannte "build once, run anywhere", was bedeutet, dass ein einmal erstelltes Image auf jedem System ausgeführt werden kann, das Docker unterstützt.

Wie verwendet Docker Schichten in Container-Images?

Docker nutzt das Konzept der Schichten, um Containerbilder zusammenzustellen. Jede Anweisung in einer Dockerfile erstellt eine neue Schicht im Bild, die Dateien zur vorherigen Schicht hinzufügt, modifiziert oder entfernt.

Docker Schichten sind schreibgeschützt, was bedeutet, dass sie nach ihrer Erstellung nicht mehr geändert werden können. Wenn ein Container gestartet wird, fügt Docker eine beschreibbare Schicht auf die gestapelten Schichten hinzu. Alle Änderungen im Container, wie das Speichern neuer Dateien, das Ändern bestehender Dateien oder das Löschen von Dateien, werden in dieser beschreibbaren Schicht vorgenommen.

Dank der Verwendung des Schichtsystems kann Docker Bilder effizient teilen und speichern. Wenn Bilder abgerufen werden, holt Docker jede Schicht, die es noch nicht in seinem Cache hat. Wenn Bilder erstellt und gespeichert werden, verwendet Docker Schichten, die bereits verfügbar sind, was erheblich Platz spart.

Der untenstehende Code zeigt, wie jede Anweisung in einer Dockerfile eine neue Schicht erstellt:

# Verwendung des Basisbildes
FROM python:3.8

# Erstellt eine Schicht
RUN pip install flask 

# Fügt eine weitere Schicht hinzu.
COPY . /app

In diesem Beispiel verwenden wir das python:3.8-Bild als Basisschicht. Dann fügen wir weitere Schichten hinzu, indem wir das Flask-Paket installieren und Dateien kopieren. Jeder dieser Vorgänge fügt dem Bild eine neue Schicht hinzu.

Was ist eine Dockerfile und wofür wird sie verwendet?

Ein Dockerfile ist eine Textdatei, die Anweisungen (Befehle) enthält, die automatisch ausgeführt werden, wenn wir ein Docker-Image erstellen. In dieser Datei ordnen wir sequenziell alle notwendigen Informationen zum Erstellen des Bildes an.

Wenn wir ein Bild mit einem Dockerfile erstellen möchten, müssen wir den folgenden Befehl in einem spezifischen Ordner ausführen:

docker build .

In diesem Fall zeigt der Punkt an, dass der Baukontext (d. h. der Ort, an dem Docker nach dem Dockerfile sucht) der aktuelle Standort (Ordner) ist, in dem wir uns befinden.

Die Schönheit dieser Lösung besteht darin, dass wir nach der Definition des Bildes im Dockerfile es vollständig auf jedem Server neu erstellen können, auf dem Docker installiert ist. Unabhängig von der Konfiguration des Hosts stellen wir die Wiederholbarkeit unserer Entwicklungs- und Produktionsumgebungen sicher.

Hier ist ein Beispiel für den Inhalt eines Dockerfiles:

# Das verwendete Basisbild
FROM python:3

# Setzen des Arbeitsverzeichnisses im Container
WORKDIR /usr/src/app

# Kopieren der Anforderungsdateien und Installation von Abhängigkeiten
COPY requirements.txt ./
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# Kopieren des Rests des Codes zum Arbeitsverzeichniss
COPY . .

# Veröffentlichen des Ports, auf dem unsere Anwendung ausgeführt wird
EXPOSE 8080

# Der Befehl, der beim Start des Containers ausgeführt wird
CMD [ "python", "./app.py" ]

Die Anwendung sollte nun unter localhost:8080 verfügbar sein.