Что такое Docker

Docker — это платформа контейнеризации с открытым исходным кодом, с помощью которой можно автоматизировать создание приложений, их доставку и управление. Платформа позволяет быстрее тестировать и выкладывать приложения, запускать на одной машине требуемое количество контейнеров.

Благодаря контейнеризации и использованию Docker разработчики больше не задумываются о том, в какой среде будет функционировать их приложение и будут ли в этой в среде необходимые для тестирования опции и зависимости. Достаточно упаковать приложение со всеми зависимостями и процессами в контейнер, чтобы запускать в любых системах: Linux, Windows и macOS. Платформа Docker позволила отделить приложения от инфраструктуры. Контейнеры не зависят от базовой инфраструктуры, их можно легко перемещать между облачной и локальной инфраструктурами.

У контейнеризации и виртуализации есть сходство, но есть и различия. Виртуализация напоминает отдельный компьютер со своим оборудованием и ОС, внутри которого можно запустить еще одну ОС. А контейнеризация предполагает, что виртуальная среда запускается из ядра ОС, не предусматривает виртуализации оборудования и снижает потребление ресурсов.

История создания

Docker — популярная технология контейнеризации, появившаяся в 2013 году. Тогда одноименная компания предложила способ виртуализации ОС, при котором код приложения, среда запуска, библиотеки и зависимости упаковываются в единую «капсулу» — контейнер Docker.

Одной из реализаций идеи о разделении ресурсов стали Croot jail и операция chroot, которые появились в 1979 году в UNIX версии 7. С помощью Chroot jail процесс и его дочерние элементы изолировались от основной ОС. Docker фактически можно считать продолжением этой идеи. Но корневой процесс мог выходить из chroot, а механизмов безопасности на тот момент еще не придумали.

Спустя 20 лет появился FreeBSD Jail — механизм виртуализации, позволяющий внутри одной ОС использовать несколько изолированных систем, которые назвали тюрьмами. Далее технологии контейнеризации развивались стремительно. В 2001 году появился Linux VServer, который использовал chroot-подобную утилиту и применялся для безопасного разделения ресурсов. Каждый раздел назывался «контекстом безопасности», а виртуализированная система внутри него — виртуальным частным сервером.

В 2005 году представили OpenVZ с виртуализацией на уровне ОС, благодаря которой усовершенствовалась технология изоляции. Но был и серьезный недостаток: у контейнеров и хоста была одна архитектура и версия ядра. Если требовалась другая, возникали проблемы.

В 2007 году компания Google представила функцию CGroups, ограничивающую использование ресурсов (CPU, ROM, дисковый ввод-вывод, сеть и т. д.) на уровне групп процессов. Спустя год выпустили Linux Containers (LXC), который имел много общего с OpenVZ и Linux-VServer, но использовал механизмы namespaces и CGroups из Linux-ядра вместо сторонних механизмов, внедряемых в ядро с помощью патчей.

В 2013 году компания Cloud Foundry создала Warden. Новая утилита предназначалась для запуска приложений, которые получают все свои зависимости от частей ПО, называемых buildpacks. Контейнеры Warden обычно имеют два слоя: слой только для чтения с корневой файловой системой ОС и неперсистентный слой чтения/записи самого приложения и его зависимостей. В 2013 году на рынке появился и Docker.

Особенности контейнеров

• Важнейшая особенность контейнеров — их сравнительно короткий жизненный цикл. Любой контейнер можно остановить, перезапустить или уничтожить, если это необходимо. Данные, которые содержатся в контейнере, при этом тоже пропадут. Так выработалось правило проектирования приложений: не хранить важные данные в контейнере. Такой подход называют Stateless.

• Объем контейнеров измеряется в мегабайтах, поскольку в них упаковывают лишь те процессы и зависимости ОС, которые необходимы для выполнения кода. Легковесные контейнеры быстро запускаются и экономят место на диске.

• Один контейнер соответствует одному запущенному процессу. Отключение отдельного контейнера для отладки или обновления никак не помешает нормальной работе всего приложения.

• Контейнеризация обеспечивает надежную изоляцию процессов и повышает уровень безопасности систем. Приложения, которые работают внутри контейнера, не имеют доступа к основной ОС и не могут на неё влиять.

• Благодаря контейнерам можно автоматизировать развертывание приложений на разных хостах.

• Использование контейнеров позволяет перейти с монолита на микросервисную архитектуру. За счет этого ускоряется разработка новой функциональности, поскольку нет опасений, что изменения в одной компоненте затронут всю остальную систему.

• С точки зрения эффективности контейнеры котируются выше виртуальных машин. На одинаковом оборудовании можно запустить большее количество контейнеров, тогда как виртуальных машин будет в разы меньше. Это важно при использовании облачной инфраструктуры — потребуется меньше ресурсов.