Was ist Docker-Container? Funktion, Komponenten, Vorteile & Entwicklung

„Docker“ ist ein Platform Set as a Service (PaaS)-Produkt, das dazu bestimmt ist, Software in Form von Paketen bereitzustellen, die als Container bezeichnet werden. Es verwendet Virtualisierungsstandards auf Betriebssystemebene, wobei der Kernel mehrere Instanzen von isoliertem Benutzerbereich wie Containern, Partitionen, Zonen, virtuellen Kerneln usw. zulässt.

Diese verhalten sich wie echte Computer, die simulieren, wie Programme in ihnen ausgeführt werden. Auf einem normalen Betriebssystem sehen wir die Ressourcen, auf denen das Computerprogramm läuft. In Containern können wir den Inhalt und die dem Container zugeordneten Geräte nur dann sehen, wenn die Programme darin ausgeführt werden.

Für mehrere Entwickler in der Branche ist Docker heute der akzeptierte Standard für die Entwicklung und gemeinsame Nutzung containerisierter Anwendungen über den Desktop und die Cloud. Container sind eine standardisierte Einheit von Software. Entwickler verwenden es, um eine App von ihrer Umgebung zu isolieren. Aufgrund ihrer leichten Eigenschaften können mehrere Docker-Container (normalerweise mehr als acht Container pro Host) gleichzeitig auf einem einzelnen Server oder einer VM ausgeführt werden.

Docker ist für Entwickler gedacht, um leichtgewichtige und portable Software-Container zu erstellen. Die Containerpakete erleichtern die vereinfachte Anwendungsentwicklung, -bereitstellung und -tests. Sie haben Docker ursprünglich für Linux OS entwickelt. Es läuft jedoch jetzt auf einer Reihe von Betriebssystemen: Linux, Windows, Datacenter, Cloud, Serverless usw.

Evolution

Docker, ein Open-Source-Projekt, wurde 2013 gestartet. Docker Inc. entwickelte es weiter, um Cloud-Native zu übernehmen, was zu einem Trend zu Containerisierung und Microservices im Softwarebereich führte. Docker veröffentlichte 2017 seine „Enterprise Edition“.

Moderne Softwareentwicklung steht vor der Herausforderung, die Anwendungen auf einem gemeinsamen Host oder Cluster zu verwalten. Es besteht die Notwendigkeit, die Anwendungen voneinander zu trennen, um Interferenzen und Interoperabilität in Bezug auf Betrieb oder Wartung zu vermeiden. Die Zuordnung der Pakete, Bibliotheken, Binärdateien und anderer Softwarekomponenten, die für die Ausführung einer Anwendung erforderlich sind, wird als entscheidend für die Verwaltung der Anwendungsentwicklung angesehen.

Der herkömmliche Ansatz, um dieses Problem anzugehen, war die Verwendung von virtuellen Maschinen (VMs). Virtuelle Maschinen zur Emulation eines Computersystems.

Top Read: Ideen und Themen für Docker-Projekte

Leistungen

Diese VMs behalten Anwendungen auf derselben Hardware bei, trennen sie jedoch virtuell. Sie zielen darauf ab, Konflikte zwischen Softwarekomponenten zu kontrollieren und Hardwareressourcen zu minimieren. Im Laufe der Zeit sind VMs jedoch in Bezug auf die Speichergröße sperrig geworden, da sie ein natives Betriebssystem erfordern.

Was die ständig steigenden Speicheranforderungen betrifft, so ist es schwierig geworden, diese zu warten und zu aktualisieren, da Implementierungen spezialisierte Hardware, Software oder eine Kombination aus beidem umfassen können.

Im Folgenden sind einige der Vorteile von Docker-Containern aufgeführt:

• Umgebungsstandardisierung – Die Produktionsumgebung kann gemeinsam genutzt werden, um sie zu entwickeln, zu testen oder zu warten.
• Schnellere und konsistente Konfiguration – Die Image-Konfiguration erleichtert unprivilegierten Benutzern die schnelle Ausführung.
• Schnellere Einführung von DevOps – Unterstützung in den wichtigsten Automatisierungsphasen: Bereitstellung, Betrieb und Optimierung.
• Sichere Notfallwiederherstellung – Der reduzierte Widerstand im DR bei minimaler Wiederherstellungszeit.

Muss gelesen werden: Docker-Gehalt in Indien

Operation

Jeder Container wird von einem einzelnen Betriebssystemkernel ausgeführt und verbraucht daher weniger Ressourcen als virtuelle Maschinen. Container, die dicht auf derselben Hardware gepackt sind, teilen sich den zugrunde liegenden Kernel des Betriebssystems mit mehreren Anwendungen und isolieren dennoch die Ausführungsumgebungen voneinander. Container verbrauchen weitaus weniger Ressourcen als VMs und sind schnell.

Sehen wir uns nun die Operation im Kontext von Linux an. Ein Docker verpackt eine Anwendung und ihre Abhängigkeiten in einen virtuellen Container und ermöglicht es ihr, auf jedem Linux-Server in verschiedenen Konfigurationen wie lokalen Räumlichkeiten, in einer öffentlichen oder privaten Cloud ausgeführt zu werden. Docker nutzt die gemeinsam genutzte Ressource des Kernels und spart VM-Overheads ein.

Container sind voneinander isoliert. Sie bündeln auch bestimmte Sätze von Software, Bibliotheken und Konfigurationsdateien. Sie können über klar definierte Kanäle miteinander kommunizieren. Daher wird ein Docker-Container als Open-Source-Softwareentwicklungsplattform zum Erstellen von Containern und containerbasierten Anwendungen angesehen.

Es handelt sich um eine Kategorie von Cloud-Computing-Diensten, die Entwicklern eine Plattform zum Erstellen, Ausführen und Manipulieren von Anwendungen bieten, ohne sich um die komplexen Infrastrukturanforderungen zum Entwickeln und Starten einer App kümmern zu müssen.

Der Docker-Befehl „run“ wird verwendet, um einen Container auf dem lokalen Docker-Host zu erstellen und zu starten. Andererseits bezieht sich der Docker-„Dienst“ auf einen oder mehrere Container mit derselben Konfiguration, die im Cloud-Modus von Docker ausgeführt werden. Es ähnelt einem Docker-Lauf, bei dem ein Benutzer einen Container hochfährt und eine Transposition bildet.

Funktion

Da Container Anwendungen vom Betriebssystem entkoppeln, erhalten Benutzer ein sauberes und minimales Betriebssystem, mit dem alles andere in mehr als einem isolierten Container ausgeführt werden kann. Da das Betriebssystem von Containern abstrahiert ist, wird es möglich, einen Container über jeden Server zu verschieben, der die Container-Laufzeitumgebung unterstützt.

Komponenten

• Docker-Engine: Es ist eine Software, die die Container hostet. Es ist der Kern von Docker und die zugrunde liegende Client-Server-Engine, die für die Erstellung und Ausführung der Container verantwortlich ist.
• Dockerfile: Ein Docker-Container beginnt mit einem Dockerfile. Es ist eine Textdatei, die in einer vereinfachten Syntax der Anweisungen geschrieben ist, die zum Erstellen eines Docker-Image (Instanz) verwendet werden. Jeder Docker-Container beginnt mit einem bestimmten Dockerfile.
• Docker-Image: Nachdem das Dockerfile geschrieben wurde, wird Docker-Build verwendet, um ein statisches Image zu erstellen, wie in den Dockerfile-Anweisungen angegeben. Ein Docker-Image ist ein Beispiel für eine portable Datei, im Wesentlichen ein Snapshot eines Containers. Es enthält eine Reihe von Spezifikationen, die vom Container für Softwarekomponenten ausgeführt werden. Die Container-Images werden zur Laufzeit in Docker-Containern zu Containern, und Images werden zu Containern, wenn sie auf Docker Engine ausgeführt werden.
• Docker run: Der Befehl „run“ wird verwendet, um einen Container zu starten. Jeder Container ist ein spezifischer Fall eines Bildes. Container sind von Natur aus verzögerungsfrei, da sie im laufenden Betrieb ausgeführt werden und angehalten und neu gestartet werden können. Sie können mehrere Containerinstanzen eines Images gleichzeitig ausführen.
• Docker-Registry: Es ist ein Repository für Docker-Images. Dies ist ein Ort, an dem registrierte Kunden Bilder teilen können. Sie können Bilder zur Verwendung in der Entwicklung herunterladen (als „Pull“ bezeichnet) oder vorhandene Bilder hochladen („Push“). Es ermöglicht auch die Erstellung von Benachrichtigungen basierend auf den angegebenen Ereignissen. Eine Registrierung kann öffentlich oder privat sein. Docker Hub und Docker Cloud sind Beispiele für die wichtigsten öffentlichen Registrierungen. Docker Hub ist die Standardregistrierung, in der Docker nach Images sucht.
• Docker-Hub: Es ist ein SaaS-Repository, das zum Teilen und Verwalten von Containern verwendet wird. Es teilt offizielle Docker-Images, die ihre Quelle in Open-Source-Projekten, Softwareanbietern und inoffiziellen Images haben, die von Benutzern in der Public Domain gepostet wurden.

Fazit

Container teilen sich Betriebssysteme, während VMs darauf ausgelegt sind, virtuelle Hardware zu emulieren. Die Docker-Container eignen sich für Situationen, in denen mehrere Anwendungen über einen einzigen Betriebssystemkern ausgeführt werden müssen.

Sie benötigen VMs, wenn Sie Anwendungen oder Server haben, die auf verschiedenen Betriebssystemvarianten ausgeführt werden müssen. Während der schnellen technologischen Fortschritte der heutigen Szenarien ist Docker, eine leichtgewichtige Ressource, eine bevorzugte Alternative zu virtuellen Maschinen.

Wenn Sie mehr über Big Data erfahren möchten, sehen Sie sich das PG-Diplom in Full-Stack-Softwareentwicklung von upGrad & IIIT-B an, das für Berufstätige konzipiert ist und mehr als 500 Stunden strenge Schulungen, mehr als 9 Projekte und Aufgaben bietet, IIIT- B Alumni-Status, praktische Schlusssteinprojekte und Arbeitsassistenz bei Top-Unternehmen.