Docker Einführung - und warum Container so wichtig sind Thomas Bröll Principal Consultant DOAG Regio Stuttgart

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1 Docker Einführung - und warum Container Thomas Bröll Principal Consultant DOAG Regio Stuttgart BASEL BERN BRUGG DÜSSELDORF FRANKFURT A.M. FREIBURG I.BR. GENF HAMBURG KOPENHAGEN LAUSANNE MÜNCHEN STUTTGART WIEN ZÜRICH

2 Agenda 1. Einführung 2. Konzepte 3. Docker Images erstellen 4. Container managen 5. Docker Volumes 6. Networking 7. Registry 8. Docker-compose 9. Oracle Produkte ein Startpunkt 10. Ausblick

3 Docker Einführung

4 Einleitung Echte Container Bild 1: Quelle Wikipedia Bild 2: Quelle Foto Community Bild 3: Quelle Bild.de Exkurs Containertransport Als Erfinder der Maße des ISO-Containers gilt Malcom P. McLean 26. April 1956 von Newark (New Jersey) nach Houston (Texas) Kosten eines Containers CHENNAI DEHAM: USD

5 Docker Eine Übersicht Was ist Docker? Docker ist eine OpenSource Software, die durch Betriebssystem-Virtualisierung Anwendungen in Containern isolieren kann. Durch die Isolation erreicht man zum einen die Trennung der genutzten Ressourcen auf einem Rechner, da die Container keinen Zugriff auf die Ressourcen anderer Container haben. Zum Anderen wird die Transportabilität der Anwendung vereinfacht, da die Container alle Pakete, die für den Betrieb einer Anwendung benötigt werden, enthalten und sie als Dateien leicht zu transportieren und zu installieren sind. Veröffentlichung im März 2013 von dotcloud, heute Docker Inc. Traktion entwickelte sich dann in 2014 mit Sponsoren wie Microsoft, RedHat,, IBM Investitionsvolumen im April 2015 von nahezu 120 Millionen USD

6 Docker Eine Übersicht Welche Probleme löst Docker? Organisation der Software: - Was passiert bei Softwareupdates von Abhängigkeiten, die mehr als eine Applikation betreffen? - Können alte Abhängigkeiten wirklich gelöscht werden? - Kann man sich wirklich an alle Änderungen, die bei der Softwareinstallation notwendig waren, erinnern? Bild4: Heutiger Stand - Quelle Docker in Action (S. 8 Figure 1.3) Verbesserung der Portabilität: - Docker Container native in Linux, Windows oder MacOS ebenso möglich Protecting Computer: - Isolation der Software Bild5: Docker Weg - Quelle Docker in Action (S. 8 Figure 1.4)

7 Docker Eine Übersicht Eine Abgrenzung zu Virtuellen Maschinen: Virtuelle Maschinen Vorteile: - Bessere Hardware Auslastung - Leichtere Backups - Lösung des Systems vom physischen Rechner Docker Vorteile: - Ressourcenverbrauch ist klein - Isolation ermöglicht mehrere Container auf einer Maschine - Docker Container nutzen zusammen einen Kernel - Kleine Images dadurch leicht auszutauschen - Images stapelbar Virtuelle Maschinen Nachteile: - Ressourcenverbrauch ist hoch, durch Emulierung eines ganzen Rechners - Starten eines ganzen OS Kernels - Große Images dadurch sperrig Hinweis (Nachteil?): - Docker ist keine Virtualisierung von Hardware - Docker Container kommunizieren direkt mit dem Linux Kernel

8 Docker Eine Übersicht Worauf baut Docker auf? Linux: - Linux-Container-Project (LXC), welches einzelne Prozesse isoliert. - Für gestartete Prozesse scheint es, als liefen sie auf einem eigenen System - cgroups erlaubt es z.b. Ressourcen-beschränkungen auf Prozessebene zu definieren Windows und Mac OS: - xhyve - Hyper-V / Virtual Box Bild 6: Quelle Wikipedia

9 Docker Eine Übersicht Docker Bestandteile Docker Deamon, verwaltet Laufzeitumgebung von Docker Containern Docker Images, analog zu VMs Docker Repository für Images (versionierbar!), analog zu GitHub Bild8: Docker mit Apache Stapelbare Images Schichten werden aufeinander gelegt Getrennte Erstellung und Speicherung Schicht für Schicht Anlog Linux Live CDs Bild9: Docker mit nginx

10 Docker Eine Übersicht Linux mit Docker Bild7: Docker Running Containers- Quelle Docker in Action (S. 6 Figure 2)

11 Getting Started with Docker Docker Dokumentation Linux Installation Die Docker Registry oder auch der Docker HUB oder Docker Index Betreiber ist Docker selbst:

12 Docker Einführung - Basics OS level virtualization tool suite Basiert auf LXC (Linux) Windows (Hyper-V) und OSX (xhyve) seit Version 1.12 Client-Server architecture Docker commands via CLI

13 Docker Einführung

14 Docker Einführung Container vs VM Kein Betriebssystem-Overhead Isoliert nur einen Prozess Öffnet typischerweise einen Port MicroService = Container Container!= MicroService Wiederverwendbarkeit

15 Docker Einführung Installation nach docker run hello-world docker ps -a docker rm 555 docker run --rm hello-world

16 Docker Einführung Hashes überall Images Container FS Layers Kurze Hashes funktionieren auch, sofern eindeutig! Alternativ Namen nutzen!

17 Docker Einführung Bedeutung von Docker Massive Vereinfachung von Virtualisierung Qualitäts- und Produktivitätssteigerung Unveränderlich, wiederherstellbar Vorteile für Entwicklung, Test und Produktion Infrastruktur als Code Micro-Service Pattern Cloud-Dienste IaaS, PaaS, CaaS Orchestrierung (kubernetes, openshift)

18 Docker Konzepte

19 Docker Konzepte Client-Server Images Images vs Container Registry Dockerfile Build-Tags

20 Docker Konzepte Client-Server docker ist nur der Client dockerd ist der Server Kommunikation über REST-API andere Clients möglich alles bezieht sich auf den Host des Daemon

21 Docker Konzepte Docker Images Images: Files für die Ausführung eines Containers Ubuntu, CentOS, others Java EE app image Baseimage (ubuntu) Java 8 image Wildfly 10 image Java EE app 2 image

22 Das richtige Basis-Image

23 Docker Konzepte Docker Images Image Template eines Containers Read-only FS layer Images bauen aufeinander auf

24 Docker Konzepte Container Container: Instanz eines Image Lebenszyklus (start & stop) Read-write FS layer (copy-on-write)

25 Docker Konzepte Container

26 Docker Konzepte Registry Registry / Hub: Zentrale Ablage für Images Images bereitstellen / teilen Local / remote Public / private Docker hub:

27 Docker Konzepte Build, ship & run

28 Docker Konzepte Kommandos erklärt docker pull docker run --rm hello-world docker history hello-world docker inspect Eentrypoint & cmd

29 Docker Images erstellen

30 Docker Images Dockerfile FROM CMD / ENTRYPOINT RUN ADD/COPY MAINTAINER ENV EXPOSE, VOLUME

31 Docker Images erstellen docker build -t webserver. docker run -d --rm --name test -p 80:80 webserver:latest docker stop test docker run -d --rm --name test -p 80:80 -v $(pwd)/index.html:/var/www/html/index.html webserver:latest docker exec -ti test bash

32 Docker Images Build: > docker build -t trivadis/hello:1.0. List: > docker images repository tag REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE trivadis/hello ad6fa7f7e 5 minutes ago MB

33 Docker Images - Layers Ein Image besteht aus mehreren Layern Jeder Layer ist unveränderlich Layer bauen aufeinander auf Wichtig: Größe und Inhalt beachten! => Multi-Stage Build

34 Container managen

35 Container managen Erstellen > docker create -name hone trivadis/hello:1.0 > docker run -d -name htwo trivadis/hello:2.0 Liste (aller) Container: > docker ps a CONTAINER ID IMAGE COMMAND NAMES 23d24eaa8f211 trivadis/hello:1.0 "java -jar /usr/local" hone 34564eaa8f211 trivadis/hello:2.0 "java -jar /usr/local" htwo

36 Container managen CONTAINER ID IMAGE COMMAND NAMES 34564eaa8f211 trivadis/hello:2.0 "java -jar /usr/local" htwo Start/Stop/Restart Container: > docker start stop restart kill htwo Log Container: > docker logs htwo

37 Container managen Docker Image/Container anschauen docker inspect 4711 Entrypoint CMD Container zu Image machen: docker commit

38 Docker Volumes

39 Docker Volumes 2: 1:

40 Docker Volumes Einfacher Mount docker volume Berechtigungen werden vom Host genommen UID aus dem Image Ggf. chown R bzw. setfacl -R

41 Netzwerke

42 Docker Netzwerk Logisch getrennt Jeder Container hat eine oder mehrere Verbindungen Jede Verbindung ist eine IP-Adresse Auflösung anderer Container über internen DNS / /etc/hosts Links für Namensauflösung ALT: Links über Environment

43 Docker Netzwerk docker network create testnw docker run -d --rm --name test --network testnw -p 80:80 webserver:latest docker run -d --name test-xe --network testnw --shm-size 2g -p 1521:1521 oraclexe:latest docker run -d --rm --name test --network testnw -p 80:80 --link test-xe:oracle webserver:latest

44 Docker Netzwerk (DNS) Interner DNS Macht eventuell Probleme in VPN / Firmennetzen

45 Registry

46 Registry Images suchen Search an Image: > docker search jetty NAME DESCRIPTION STARS Jetty provides a Webserver 16 console/jetty-9 Jetty

47 Registry pull und run Pull an Image: > docker pull jetty Or: run a Container (Image will be pulled if not available) > docker run p 8080:8080 -name jetty jetty Expose port (hostport:containerport) Container name Image name

48 Registry - push Zugang zu einer Registry wird benötigt z.b. Login: docker login --username=username -- =user@mail.com

49 Registry Image taggen Tag image:

50 Introduction to Docker Push an image Tag image: docker tag 192ad6fa7f7e amoahcp/hub-test:2.0 Push image> docker push user/hub-test:

51 Docker-compose

52 Docker-compose Definition von Containern in einer.yml Datei Deklaration aller Einstellungen eines Containers in einer Textdatei Management via docker-compose CLI Infrastruktur als Code!

53 Docker-compose docker-compose pull docker-compose up --no-start --build docker-compose start docker-compose stop

54 Oracle-Produkte

55 Oracle Produkte Zu betrachten als Startpunkt für eigene Images Downloads müssen zuvor bereitgestellt werden Lizenzbedingungen Build & Run

56 Oracle Produkte Oracle Database XE Basiert auf Oracle Linux Oracle Installation & Konfiguration Datenbank entsteht beim ersten Start Gut für Test & Entwicklung, Daten als Volume