Шпаргалка по Docker

Конспект посвящён основам Docker: установке, командам и т.п. Применимо к Ubuntu 22.04. Теория, а конкретно “что такое Docker и для чего он нужен” — опускается.

Установка

Вечно актуальная документация: https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/

Очистка перед установкой

Если уже стоит старая или неофициальная версия Docker или конфликтующие пакеты, нужно их удалить: for pkg in docker.io docker-doc docker-compose docker-compose-v2 podman-docker containerd runc; do sudo apt-get remove $pkg; done. При этом уже созданные образы и контейнеры не будут удалены.

Установка скриптом

Лучший вариант (субъективно). Работает для debian-based дистрибутивов Linux:

1
2

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

Если установка проходила этим способом, обновление Docker происходит обновлением пакетов: sudo apt update && sudo apt upgrade

Установка через пакетный менеджер apt

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

# Add Docker's official GPG key:
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc

# Add the repository to Apt sources:
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "${UBUNTU_CODENAME:-$VERSION_CODENAME}") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update

# Install the latest version:
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

# Verify that the installation is successful:
sudo docker run hello-world

В таком случае обновиться можно командой sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

Удаление Docker

Удаление основных компонентов производится командой: sudo apt-get purge docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin docker-ce-rootless-extras

Удаление образов, контейнеров и т.д.:

1
2

sudo rm -rf /var/lib/docker
sudo rm -rf /var/lib/containerd

Удаление остальных файлов:

1
2

sudo rm /etc/apt/sources.list.d/docker.list
sudo rm /etc/apt/keyrings/docker.asc

Термины

Docker Engine — клиент-серверное ПО, которое содержит Docker Daemon, Docker Client (Docker CLI) и REST API — интерфейс для программного управления Docker. В общем-то Docker Engine это обычно то, что имеется в виду, когда говорят “Docker”.

Docker daemon (демон) — фоновый процесс, который управляет Docker-объектами: сетями, образами, контейнерами и т.п.

Docker client (клиент) — инструмент для взаимодействия с Docker daemon через команды, такие как docker run, docker build и т.п, используя API

Docker images (образы) — шаблон в формате read-only с инструкциями для создания контейнера. Образы можно собрать с нуля, загрузить уже готовыми, либо (как это чаще всего бывает) собрать образ на основе другого (базового) образа. Инструкции для создания образа прописываются в специальном файле под названием Dockerfile. Образ собирается посредством наслоения, где каждый слой хранит информацию об изменениях состояния образа по сравнению с предыдущим слоем.

Docker containers (контейнеры) — запущенный экземпляр Docker образа. Каждый контейнер представляет из себя изолированную платформу для приложений.

Docker registries (реестр) — библиотека образов / директория, в которой хранятся образы. Реестр может быть как публичным, так и приватным, может храниться как локально, так и удалённо. Самым большим реестром образов Docker является Docker Hub.

Docker Compose — инструмент, который упрощает развёртывание приложений, для работы которых требуется несколько контейнеров Docker. Инструкции для Docker Compose описываются в файле docker-compose.yml.

Устройство Docker

Архитектура

Docker использует клиент-серверную архитектуру. Docker client общается с Docker daemon, который обслуживает тяжеловесную сборку, работу, а также размещение контейнеров. Демон и клиент Docker могут работать на одной системе или же клиент Docker может подключаться к удаленному Docker демону. Клиент и демон Docker взаимодействуют при помощи REST API, через UNIX сокеты или при помощи сетевого интерфейса.

Устройство контейнеров

Образ является шаблоном контейнера, состоящим из нескольких неизменяемых слоёв. При создании контейнера создаётся верхний слой, который позволяет вносить изменения. Если пользователь пытается внести изменения в файлы слоёв образа, они копируются в верхний, и именно там происходят изменения.
При удалении контейнера верхний слой, а значит и все изменения, удаляются.

Устройство сетей

По-умолчанию создаются 3 сети:

1. bridge — основная. В ней контейнеры получают свои IP-адреса, чтобы общаться между собой, а обращаться извне к ним можно через проброс портов.
2. host — использует сетевой интерфейс хоста. Убирает всю изоляцию между хостом и контейнером.
3. none — контейнер не получает сеть вообще, а значит у него нет доступа ни в интернет, ни к другим контейнерам.

Также есть и другие сети, например:

• overlay — создаёт виртуальную сеть между несколькими хостами, позволяя контейнерам с разных серверов общаться между собой, будто они в одной сети.
• macvlan — даёт контейнерам IP-адреса из подсети роутера, благодаря чему контейнеры выглядят как отдельные устройства в локальной сети.
• 3-rd party plugins — кастомные сети, такие как Weave, Calico и т.д.

Иногда требуется, чтобы контейнеры работали в изолированной сети. Тогда можно воспользоваться командой docker network create <net_name> --subnet 182.18.0.0/16, которая создаст пользовательскую сеть типа bridge с заданным диапазоном IP-адресов.

Основные команды

Все команды для Docker начинаются с ключевого слова docker.

• docker version — вывод сведений о Docker;
• docker login — авторизация в реестре Docker;
• docker system prune — удаление неиспользуемых контейнеров, сетей и образов;

С версии 1.13 стали доступны более логически сгруппированные команды, такие как docker container <command>, docker image <command>, выполняющие те же функции. Так команда docker container start эквивалентна docker start, но является более понятной для пользователей (особенно новичков).

Команды для контейнеров

Общая схема команд для управления контейнерами: docker container <command>, где вместо <command> вставляется:

• create — создание контейнера из образа.
• commit — создание нового образа из изменений в контейнере.
• start — запуск созданного контейнера.
• run — создание и запуск контейнера. Если образа для контейнера нет локально, Docker загрузит его из удалённого реестра.
  Флаги:
  • -d — запуск контейнера в фоновом режиме (detached mode), чтобы логи контейнера не выводились в хост;
  • -t — создание псевдотерминала для взаимодействия с приложением в контейнере;
  • -i — создание процесса, позволяющего перенаправлять потоковый ввод из хоста в приложение внутри контейнера;
  • -p — проброс портов;
  • -v — монтирование внешней директории;
  • -e — передача переменных окружения в контейнер;
  • --name — именование контейнера;
  • --rm — удаление контейнера после остановки;
  • --entrypoint — замена команды, задаваемой инструкцией ENTRYPOINT. Аргументы команды из CMD в этом случае не передаются;
  • --network — присвоение сети, в которой контейнер будет работать;
  • --cpus=<num_of_CPU> — ограничение в виде процессорной мощности, которую контейнер может использовать. num_of_CPU может быть дробным;
  • --memory=<RAM> — ограничение потребляемой контейнером памяти.
• stop — остановка работающего контейнера.
• kill — принудительная остановка работающего контейнера.
• rm — удаление остановленного контейнера.
  Флаги:
  • -f — принудительная остановка и удаление. Удаляет даже запущенные контейнеры.
• ls — вывод списка запущенных контейнеров. Эквивалентно docker ps.
  Флаги:
  • -a — вывод список всех контейнеров (в том числе незапущенных);
  • -s — кроме прочего, вывод размера контейнера.
• inspect — вывод подробной информации о контейнере: переменные окружения, настройки сети, состояние и много чего ещё.
• logs — вывод логов.
  Флаги:
  • -f — вывод логов в реальном времени.
• stats — вывод текущего использования ресурсов запущенными контейнерами.
• exec <container_id/name> <command> — выполняет переданную команду <command> в запущенном контейнере.
• attach — подключение к запущенному контейнеру. С помощью этой команды можно просматривать вывод или вводить команды, если поддерживается.

Команды для образов

Общая схема команд для управления образами: docker image <command>, где вместо <command> вставляется:

• build <path> — сборка образа
  Флаги:
  • -t — именование образа.
• rm — удаление образа.
• pull — скачивание образа из реестра.
• push — отправка образа в удалённый реестр.
• tag — создание нового тега для существующего образа.
• ls — вывод списка образов. Эквивалентно docker images.
• inspect — вывод подробной информации об образе.
• history — вывод списка слоёв образа и их размеров.

Команды для сетей

Общая схема команд для управления сетями: docker network <command>, где вместо <command> вставляется:

• create — создание пользовательской сети.
  Флаги:
  • -d и --driver — указание на тип (драйвер) сети. Например, bridge;
  • --subnet — создание подсети с указанным IP-диапазоном;
  • --gateway — создание шлюза для сети, который контейнеры этой сети будут использовать для связи с внешними сетями.
• rm — удаление сети.
• prune — удаление всех неиспользуемых сетей.
• connect <net> <container> — подключение контейнера к существующей сети.
• disconnect <net> <container> — отключение контейнера от существующей сети.
• ls — вывод списка сетей.
• inspect — вывод подробной информации о сети, в которой находится контейнер.

Подробнее про docker run

Чтобы загрузить образ и запустить контейнер, как мы уже знаем, нужно прописать docker run. Например, чтобы загрузить официальный образ redis и запустить контейнер на его базе, пишут docker run redis.

Если требуется специфическая версия (по умолчанию latest-последняя), то нужно указать её тег через разделитель “:”: docker run redis:6.0.

Если требуется взаимодействовать с контейнером при запуске, нужно прописать комбинацию флагов -it.

Чтобы выполнить какую-либо команду в контейнере при его запуске, можно прописать её после имени образа. Так, команда docker run alpine:3.8 cat /etc/*rel* выведет информацию об ОС в терминал хоста.

Проброс портов

Допустим, бд работает на дефолтном 3306 порту. Чтобы иметь возможность обращаться к ней из внешнего мира, нужно сопоставить этот порт с каким-либо свободным портом хоста: docker run -p 54100:3306 mysql. Таким образом, когда мы будем обращаться к IP нашего сервера по 54100 порту, нас будет перенаправлять в 3306 порт контейнера.

Монтирование директорий

Предположим, нужно, чтобы данные из контейнера по пути /var/lib/mysql сохранились даже после удаления контейнера. Это можно осуществить, если связать папку контейнера с папкой хоста: docker run -v /opt/datadir/:/var/lib/mysql mysql, где часть после флага и перед двоеточием — путь папки в хосте.

Dockerfile

В файлах Dockerfile содержатся инструкции по созданию образа. Инструкции обозначаются заглавными буквами, а после них идут аргументы.

Согласно документации, слои создаются только инструкциями FROM, RUN, COPY и ADD, но это не совсем так. Слои создаются любыми инструкциями, но слои, созданные не перечисленными, будут весить 0 байт.

Инструкции

Часто ENTRYPOINT и CMD используют вместе. В этом случае аргументы инструкции CMD становятся аргументами команды, заданной инструкцией ENTRYPOINT.

Помимо этого, команды в ENTRYPOINT и CMD могут быть написаны в виде:

• shell-команды. Например, CMD sleep 5
• json-массива. Например, CMD ["sleep", "5"]

И-так, если нужна команда по умолчанию при запуске контейнера, имеющая значения по умолчанию, которое можно переопределить, можно воспользоваться следующей последовательностью инструкций:

1
2

ENTRYPOINT ["sleep"]
CMD ["5"]

Таким образом, если выполнить команду docker run <image> 10, контейнер запустится с командой sleep 10. Если ничего не передавать в качестве аргументе, с командой sleep 5

Dockerfile может выглядеть, к примеру, так:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

# Задаём базовый образ
FROM python:3.7.2-alpine3.8
# Помечаем контактные сведения создателя
LABEL maintainer="obsidian@gmail.com"
# Устанавливаем зависимости
RUN apk add --update git
# Задаём текущую рабочую директорию
WORKDIR /usr/src/my_app_directory
# Копируем код из локального контекста в рабочую директорию образа
COPY . .
# Задаём значение по умолчанию для переменной
ARG my_var=my_default_value
# Настраиваем команду, которая должна быть запущена в контейнере во время его выполнения
ENTRYPOINT ["python", "./app/my_script.py", "my_var"]
# Открываем порты
EXPOSE 8000
# Создаём том для хранения данных
VOLUME /my_volume

Docker Compose

Docker Compose — это инструмент для запуска мульти-контейнерных приложений. Инструкции для него описываются в файле docker-compose.yml.

Есть две версии Docker Compose. Первая (v1) — устаревшая, запускается командой docker-compose. Вторая (v2) — предпочтительна к использованию, запускается командой docker compose (интегрирована в Docker CLI).

docker-compose.yml

Файл docker-compose.yml состоит из блоков/разделов. Рассмотрим на примере:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

# Обычно файлы начинаются с тега версии синтаксиса
# Поле является информативным
version: "3.8"

# 1 сервис = 1 контейнер
# Каждый сервис задаётся именем и набором параметров
services:
  web:
    # Использует уже собранный образ
    image: nginx:1.27
    # Проброс портов
    ports:
      - "80:80"
    # Присваивает сервис сети
    networks:
      - new_network
  db:
    # Собирает новый образ по заданному пути
    build: ./db
    # Задаёт переменные окружения
    environment:
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: pass
    # Монтирует директории
    volumes: db_data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - new_network

# Создаёт сеть для взаимодействия между контейнерами
networks:
  new_network

Команды Docker Compose

1. docker compose up — создание и запуск контейнеров, следуя инструкции из файла docker-compose.yml.
   Флаги:

• -d — запуск контейнеров в фоновом режиме (detached mode), чтобы логи не выводились в хост;
• --build — сборка образов, если присутствуют инструкции build:.

2. docker compose stop — остановка контейнеров без удаления созданных примитивов (образов, контейнеров и т.п., созданных Docker Compose).
3. docker compose down — остановка контейнеров с последующим удалением созданных примитивов.
4. docker compose ps — вывод списка контейнеров, запущенных с помощью Docker Compose.
5. docker compose logs — вывод логов всех запущенных контейнеров.