Docker là một nền tảng mã nguồn mở để xây dựng; triển khai và quản lý các ứng dụng được container hóa. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về Docker là gì; và tại sao Docker lại được áp dụng và sử dụng rộng rãi như vậy.
Docker là gì?
Docker là một nền tảng chứa mã nguồn mở. Docker cho phép các nhà phát triển đóng gói các ứng dụng vào các vùng chứa; các thành phần thực thi được tiêu chuẩn hóa kết hợp mã nguồn ứng dụng với tất cả các thư viện và phụ thuộc của hệ điều hành (OS) cần thiết để chạy mã trong bất kỳ môi trường nào.
Trong khi các nhà phát triển có thể tạo vùng chứa mà không cần Docker. Docker giúp việc xây dựng, triển khai và quản lý vùng chứa trở nên dễ dàng, đơn giản và an toàn hơn. Về cơ bản, đây là một bộ công cụ cho phép các nhà phát triển xây dựng; triển khai, chạy, cập nhật và dừng các vùng chứa bằng cách sử dụng các lệnh đơn giản và tự động hóa tiết kiệm công việc.
Docker cũng đề cập đến Docker, Inc.; công ty bán phiên bản thương mại của Docker và cho dự án mã nguồn mở Docker; do Docker Inc. và nhiều tổ chức và cá nhân khác đóng góp.
Tại sao phải sử dụng vùng chứa container?
Các vùng chứa được tạo ra nhờ quá trình cô lập và ảo hóa của hệ điều hành (OS); cho phép nhiều thành phần ứng dụng chia sẻ tài nguyên của một phiên bản hạt nhân hệ điều hành giống như cách mà ảo hóa máy cho phép nhiều máy ảo (VM) chia sẻ tài nguyên của một máy chủ phần cứng duy nhất.
Các vùng chứa cung cấp tất cả các lợi ích của máy ảo; bao gồm khả năng cô lập ứng dụng, khả năng mở rộng hiệu quả về chi phí và khả năng sử dụng một lần. Nhưng lớp trừu tượng bổ sung (ở cấp hệ điều hành) mang lại những lợi thế bổ sung quan trọng:
- Trọng lượng nhẹ hơn: Không giống như VM; vùng chứa không mang trọng tải của toàn bộ phiên bản OS; chúng chỉ bao gồm các quy trình và phụ thuộc OS cần thiết để thực thi mã.
- Hiệu quả tài nguyên lớn hơn: Với vùng chứa, bạn có thể chạy nhiều bản sao của một ứng dụng trên cùng một phần cứng gấp nhiều lần khi sử dụng máy ảo. Điều này có thể làm giảm chi tiêu trên đám mây của bạn.
- Cải thiện năng suất của nhà phát triển: So với VM, vùng chứa nhanh hơn và dễ dàng hơn để triển khai; cung cấp và khởi động lại. Điều này làm cho chúng lý tưởng để sử dụng trong các đường ống tích hợp liên tục và phân phối liên tục (CI / CD); và phù hợp hơn cho các nhóm phát triển áp dụng các phương pháp Agile và DevOps.
Xem thêm: Sự khác nhau giữa Ảo hóa Container và Virtual Machine
Tại sao sử dụng Docker?
Docker ngày nay phổ biến đến mức ‘Docker’ và ‘container’ được sử dụng thay thế cho nhau; nhưng các công nghệ liên quan đến container đầu tiên đã có sẵn trong nhiều năm; thậm chí nhiều thập kỷ, trước khi Docker được phát hành ra công chúng vào năm 2013. Đáng chú ý nhất là vào năm 2008; LXC ( cho LinuX Containers) được triển khai trong nhân Linux; cho phép hoàn toàn ảo hóa cho một phiên bản Linux.
Các phiên bản đầu tiên của Docker chỉ sử dụng LXC; nhưng Docker đã sớm phát triển công nghệ chứa tùy chỉnh của riêng mình cho phép những điều sau:
- Cải thiện – và liền mạch – tính di động: Trong khi vùng chứa LXC thường tham chiếu đến các cấu hình máy cụ thể; thì vùng chứa Docker chạy mà không cần sửa đổi trên bất kỳ máy tính để bàn, trung tâm dữ liệu và môi trường đám mây nào.
- Trọng lượng nhẹ hơn và cập nhật chi tiết hơn: Với LXC, nhiều quy trình có thể được kết hợp trong một thùng chứa duy nhất. Với vùng chứa Docker, chỉ một quy trình có thể chạy trong mỗi vùng chứa. Điều này giúp bạn có thể xây dựng một ứng dụng có thể tiếp tục chạy trong khi một trong các phần của nó bị gỡ xuống để cập nhật hoặc sửa chữa.
- Tạo vùng chứa tự động: Docker có thể tự động tạo vùng chứa dựa trên mã nguồn ứng dụng.
- Lập phiên bản vùng chứa: Docker có thể theo dõi các phiên bản của hình ảnh vùng chứa; quay trở lại các phiên bản trước và theo dõi ai đã tạo phiên bản và cách thức. Nó thậm chí có thể chỉ tải lên các delta giữa phiên bản hiện có và phiên bản mới.
- Tái sử dụng vùng chứa: Các vùng chứa hiện có có thể được sử dụng làm hình ảnh cơ sở; về cơ bản giống như các mẫu để xây dựng vùng chứa mới.
- Thư viện vùng chứa được chia sẻ: Các nhà phát triển có thể truy cập sổ đăng ký mã nguồn mở chứa hàng nghìn vùng chứa do người dùng đóng góp.
Vì những lý do này, việc áp dụng Docker nhanh chóng bùng nổ và tiếp tục tăng. Tại thời điểm này, Docker Inc. báo cáo 105 tỷ lượt tải xuống vùng chứa; tăng từ 50 tỷ chỉ một năm trước và hơn 750 khách hàng của Docker doanh nghiệp.
Các công cụ và điều khoản của Docker
Một số công cụ và thuật ngữ bạn sẽ gặp khi sử dụng Docker bao gồm:
DockerFile
Mọi vùng chứa Docker đều bắt đầu bằng một tệp văn bản đơn giản chứa hướng dẫn về cách tạo hình ảnh vùng chứa Docker. DockerFile tự động hóa quá trình tạo hình ảnh Docker. Về cơ bản, đây là danh sách các lệnh mà Docker Engine sẽ chạy để tập hợp hình ảnh.
Hình ảnh Docker
Hình ảnh Docker chứa mã nguồn ứng dụng có thể thực thi cũng như tất cả các công cụ, thư viện và phụ thuộc mà mã ứng dụng cần để chạy dưới dạng vùng chứa. Khi bạn chạy hình ảnh Docker, nó sẽ trở thành một phiên bản (hoặc nhiều phiên bản) của vùng chứa.
Có thể xây dựng hình ảnh Docker từ đầu, nhưng hầu hết các nhà phát triển kéo chúng xuống từ các kho lưu trữ chung. Nhiều hình ảnh Docker có thể được tạo từ một hình ảnh cơ sở duy nhất và chúng sẽ chia sẻ những điểm chung của ngăn xếp của chúng.
Hình ảnh Docker được tạo thành từ các lớp và mỗi lớp tương ứng với một phiên bản của hình ảnh. Bất cứ khi nào nhà phát triển thực hiện thay đổi đối với hình ảnh, một lớp trên cùng mới sẽ được tạo và lớp trên cùng này thay thế lớp trên cùng trước đó làm phiên bản hiện tại của hình ảnh. Các lớp trước đó được lưu để khôi phục hoặc được sử dụng lại trong các dự án khác.
Mỗi khi một vùng chứa được tạo từ hình ảnh Docker; một lớp mới khác được gọi là lớp vùng chứa được tạo. Các thay đổi được thực hiện đối với vùng chứa; chẳng hạn như thêm hoặc xóa tệp; chỉ được lưu vào lớp vùng chứa và chỉ tồn tại khi vùng chứa đang chạy. Quá trình tạo hình ảnh lặp đi lặp lại này giúp tăng hiệu quả tổng thể; vì nhiều phiên bản vùng chứa trực tiếp có thể chạy chỉ từ một hình ảnh cơ sở duy nhất; và khi chúng làm như vậy, chúng sẽ tận dụng một ngăn xếp chung.
Docker container
Docker container là các phiên bản trực tiếp; đang chạy của hình ảnh Docker. Trong khi hình ảnh Docker là tệp chỉ đọc; vùng chứa là nội dung trực tiếp, tạm thời, có thể thực thi. Người dùng có thể tương tác với họ; và quản trị viên có thể điều chỉnh cài đặt và điều kiện của họ.
Docker Hub
Docker Hub là kho lưu trữ công khai hình ảnh Docker; là “thư viện và cộng đồng lớn nhất thế giới về hình ảnh vùng chứa”. Nó chứa hơn 100.000 hình ảnh vùng chứa được lấy từ các nhà cung cấp phần mềm thương mại; các dự án mã nguồn mở và các nhà phát triển cá nhân. Nó bao gồm các hình ảnh được sản xuất bởi Docker, Inc.; các hình ảnh được chứng nhận thuộc Cơ quan đăng ký tin cậy Docker và hàng nghìn hình ảnh khác.
Tất cả người dùng Docker Hub có thể chia sẻ hình ảnh của họ theo ý muốn. Họ cũng có thể tải xuống các hình ảnh cơ sở được xác định trước để sử dụng làm điểm bắt đầu cho bất kỳ dự án container nào.
Triển khai và điều phối Docker
Nếu bạn chỉ đang chạy một vài vùng chứa; thì việc quản lý ứng dụng của bạn trong Docker Engine khá đơn giản. Nhưng nếu việc triển khai của bạn bao gồm hàng nghìn vùng chứa và hàng trăm dịch vụ; bạn gần như không thể quản lý nếu không có sự trợ giúp của các công cụ được xây dựng theo mục đích này.
Docker Compose
Nếu bạn đang tạo ứng dụng từ các quy trình trong nhiều vùng chứa; tất cả đều nằm trên cùng một máy chủ; bạn có thể sử dụng Docker Compose để quản lý kiến trúc của ứng dụng. Docker Compose tạo một tệp YAML chỉ định dịch vụ nào được bao gồm trong ứng dụng; và có thể triển khai, chạy các vùng chứa bằng một lệnh duy nhất. Sử dụng Docker Compose; bạn cũng có thể xác định khối lượng liên tục để lưu trữ; chỉ định các nút cơ sở, lập tài liệu; và định cấu hình các phụ thuộc dịch vụ.
Kubernetes
Để theo dõi và quản lý vòng đời của vùng chứa trong các môi trường phức tạp hơn, bạn sẽ cần chuyển sang công cụ điều phối vùng chứa. Trong khi Docker bao gồm công cụ điều phối riêng, được gọi là Docker Swarm, hầu hết các nhà phát triển đều chọn Kubernetes để thay thế.
Kubernetes là một nền tảng điều phối vùng chứa mã nguồn mở xuất phát từ một dự án được phát triển để sử dụng nội bộ tại Google. Kubernetes lập lịch trình; và tự động hóa các tác vụ không thể thiếu trong việc quản lý kiến trúc dựa trên vùng chứa; bao gồm triển khai vùng chứa, cập nhật, khám phá dịch vụ, cung cấp bộ nhớ; cân bằng tải, theo dõi sức khỏe và hơn thế nữa.
Hệ sinh thái nguồn mở của các công cụ dành cho Kubernetes — bao gồm Istio và Knative; cho phép các tổ chức triển khai Nền tảng như một dịch vụ (PaaS) năng suất cao cho các ứng dụng được chứa trong vùng chứa; và một hệ thống máy tính không máy chủ nhanh hơn.
Vào tháng 10 năm 2017, Docker thông báo rằng họ sẽ tích hợp liền mạch Kubernetes vào Nền tảng Docker. Tuy nhiên, nhiều người lầm tưởng rằng Kubernetes và Docker là những công nghệ đối lập nhau.
Docker và IBM Cloud
Docker, Inc. và IBM Cloud đã hợp tác để giới thiệu một phiên bản Docker Enterprise được xây dựng nhằm mục đích chạy trên IBM Cloud. Nền tảng Container-as-a-Service này giúp các doanh nghiệp quản lý; và bảo mật các ứng dụng đa dạng của họ trên các cơ sở hạ tầng CNTT phức tạp ngày nay. Nó cung cấp môi trường Docker nguyên bản không được quản lý trong IBM Cloud; cho phép truy cập vào tất cả các tính năng cấp cơ bản và nâng cao của nền tảng Docker cũng như danh mục dịch vụ đầy đủ của IBM Cloud.
Ngoài ra, vùng chứa Docker được hỗ trợ đầy đủ trong Dịch vụ IBM Cloud Kubernetes; cung cấp phiên bản được quản lý đầy đủ của giải pháp điều phối vùng chứa phổ biến. Dịch vụ IBM Cloud Kubernetes cho phép các phương pháp DevOps xây dựng tốc độ; và hiệu quả cao hơn vào đường ống của họ; có thể liên kết với các dịch vụ nâng cao như blockchain và Watson; đồng thời làm việc với các vùng chứa Docker dễ dàng, ngay cả trên quy mô lớn.