Cómo Docker puede facilitarle la vida como desarrollador

¿Qué es Docker?

Docker es una tecnología que le permite crear y ejecutar contenedores para sus aplicaciones. Los contenedores son entornos aislados que ejecutan una aplicación e incluyen sus dependencias. Por lo general, son mínimos, incluido solo lo que necesita para ejecutar su aplicación y nada más.

Los contenedores no están destinados a almacenar datos permanentes. Se espera que su contenedor se destruya y se vuelva a crear en cualquier momento, por lo que se perderán todos los datos guardados dentro del contenedor. Solo debe contener los binarios y el código necesarios para que se ejecute su aplicación, con cualquier dato permanente almacenado externamente, por ejemplo, en volúmenes montados o en una base de datos en la nube.

Existen varias ventajas de utilizar contenedores para desarrollar e implementar su aplicación:

• Sin error humano: tiene un entorno predecible cada vez que implementa. En lugar de que el administrador de su sistema ejecute comandos a través de SSH en un servidor virtual, ahora tiene un script documentado en su código fuente de lo que se implementa en su contenedor.
• Entornos reproducibles: puede ejecutar un sistema muy cercano a la producción en su máquina de desarrollo. Esto facilita mucho la búsqueda de errores. Es mucho menos probable que se introduzca un error porque alguien olvidó ejecutar un comando en producción. O como dice la vieja excusa: «Funcionó en mi máquina».
• Herramientas de administración de infraestructura: puede aprovechar las herramientas y tecnologías que manejan el aprovisionamiento, las redes, el equilibrio de carga y el escalado de contenedores como Docker Swarm o Kubernetes.
• Administración de dependencias: si tiene dos servicios que necesitan diferentes versiones de Python, por ejemplo, puede ejecutar ambos servicios en la misma máquina virtual pero en diferentes contenedores y sus dependencias no interferirán entre sí.
• Nuevos miembros del equipo: las empresas suelen tener un documento gigante, incorrecto e incompleto sobre cómo configurar la máquina de un desarrollador, lo que frustra muchísimo a los nuevos miembros del equipo. Los contenedores pueden ayudarlo a mejorar esto. Su entorno de desarrollo se puede configurar completamente con un script bash.

Finalmente, vale la pena mencionar que, aunque Docker es casi sinónimo de contenedores, existen otras tecnologías de contenedores como rkt. Nos centraremos en Docker en este artículo, pero es bueno saber que hay otras opciones.

Docker también es una empresa que vende soluciones empresariales para contenedores. Sin embargo, el motor Docker y los productos de escritorio Docker son de uso gratuito. Usos del motor Docker contenedord, que es de código abierto.

Instalación de Docker

Puede instalar Docker Desktop en Windows y Mac. Esto viene con un montón de herramientas útiles, incluido Docker Compose:

• Windows
• Mac

Puede instalar Docker Server en Linux. Y también puede instalar otras herramientas por separado, como Docker Compose:

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• Ubuntu Linux
• Otro Linux

Creación de una imagen basada en Alpine Linux

Una imagen de Docker es un archivo binario que contiene los archivos necesarios para iniciar y ejecutar un contenedor de Docker. Las imágenes de Docker se crean utilizando una serie de comandos en un archivo llamado Dockerfile. Estos comandos configuran la imagen y le dicen a Docker qué comando ejecutar cuando se inicia el contenedor.

Alpine Linux es una distribución de Linux liviana que es popular para contenedores debido a su pequeño tamaño y mínimo equipaje. Las distribuciones pequeñas son populares porque reducen el tiempo de construcción de la imagen y brindan un control más preciso sobre las dependencias que instala.

Aquí hay un ejemplo de un Dockerfile, que es tan simple como podría ser:

FROM alpine:3.9
CMD echo "hello world"

El primer comando usa el alpine:3.9 Imagen de Docker como base. Tomará la imagen para esto y luego ejecutará el resto de los comandos en su contra. De forma predeterminada, Docker obtendrá estas imágenes del Registro de Docker, pero eso se puede cambiar si es necesario.

El segundo comando es el comando a ejecutar para iniciar el contenedor. Aquí solo estamos corriendo echo así que esto saldrá Hello World a la consola. El contenedor solo permanecerá vivo mientras se ejecute este comando, por lo que en este caso saldrá inmediatamente y cerrará el contenedor.

Para los contenedores que necesitan ejecutarse continuamente, el comando final normalmente lanzaría un proceso que nunca se detiene, como un servidor web o un motor de base de datos.

Ejecutando un contenedor desde su imagen

Ejecute el siguiente comando en el mismo directorio que Dockerfile para crear la imagen del contenedor y etiquétela con la etiqueta «myimage»:

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$ docker build -t myimage .

El resultado de ejecutar esto es algo como esto:

Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/2 : FROM alpine:3.9
3.9: Pulling from library/alpine
bdf0201b3a05: Pull complete
Digest: sha256:28ef97b8686a0b5399129e9b763d5b7e5ff03576aa5580d6f4182a49c5fe1913
Status: Downloaded newer image for alpine:3.9
 ---> cdf98d1859c1
Step 2/2 : CMD echo "hello world"
 ---> Running in db62be8c00ca
Removing intermediate container db62be8c00ca
 ---> d351cb9614ec
Successfully built d351cb9614ec
Successfully tagged myimage:latest

Luego, usando la etiqueta como referencia podemos ejecutar el contenedor:

$ docker run -t myimage

El resultado:

hello world

Los archivos Docker pueden hacer mucho más. Por ejemplo, pueden copiar archivos del sistema de archivos a la imagen y cambiar las imágenes base para que se use una imagen diferente como base para ejecutar el contenedor. Veremos un ejemplo de estas características en la siguiente sección.

Caso de uso: ejecutar un proyecto de código abierto con un Dockerfile

Hoy en día, es cada vez más común que un proyecto de código abierto exponga un Dockerfile para facilitar la configuración y ver la aplicación en ejecución. Puede ayudar a los recién llegados a ejecutar el proyecto sin perder tiempo instalando innumerables dependencias en su computadora.

Si escribe software de código abierto, podría considerar exponer un Dockerfile, el proyecto tiene varias dependencias. Para un proyecto simple de Node.js, puede que no valga la pena, pero para algo que ejecute Node, Ruby y MySQL, puede hacer esto para facilitar un poco la vida a las personas que aún no los tienen instalados.

En este ejemplo, vamos a tomar una aplicación de código abierto escrita en el marco .NET Core de Microsoft y ejecutarla en Docker. La aplicación es un ejemplo hecho especialmente para Docker y se puede encontrar en el siguiente enlace:

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https://github.com/dotnet/dotnet-docker-samples/tree/master/aspnetapp

El primer paso es clonar este repositorio para que lo tengamos localmente:

$ git clone https://github.com/dotnet/dotnet-docker-samples

Si no ha usado Git antes, puede instalarlo de aquí. No es importante que tenga mucho conocimiento de git ya que solo lo usamos para descargar el código fuente.

Una vez clonado, abra el dotnet-docker-samples/aspnetapp carpeta, eche un vistazo a los archivos y observe que hay un Dockerfile. Que en el momento de escribir este artículo se ve así:

FROM microsoft/aspnetcore-build:2.0 AS build-env
WORKDIR /app

# copy csproj and restore as distinct layers
COPY *.csproj ./
RUN dotnet restore

# copy everything else and build
COPY . ./
RUN dotnet publish -c Release -o out

# build runtime image
FROM microsoft/aspnetcore:2.0
WORKDIR /app
COPY --from=build-env /app/out .
ENTRYPOINT ["dotnet", "aspnetapp.dll"]

Este Dockerfile se basa en una imagen de Microsoft para edificio ASP.NET y procede a emitir comandos para copiar los archivos y compilarlos. Luego cambia las imágenes a una de Microsoft para corriendo una aplicación ASP.NET, procede a copiar los archivos construidos en el directorio actual y luego ejecuta el tiempo de ejecución ASP.NET en ellos.

Si nunca antes ha utilizado ASP.NET, pronto podrá decir que creó, instaló y ejecutó una aplicación ASP.NET. ¡Todo lo que habría hecho es escribir un par de comandos de Docker!

Para construir la imagen, ejecute los siguientes comandos desde la línea de comandos:

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$ cd dotnet-docker-samples/aspnetapp
$ docker build -t aspnetapp .
$ docker run -it --rm -p 8000:80 aspnetapp

Esto creará la imagen y luego iniciará un contenedor usando esa imagen, mapeando el puerto 8000 en su computadora al puerto 80 dentro de la imagen. Ahora puedes visitar http: // localhost: 8000 para ver esta aplicación en ejecución.

Debería ver algo como esto:

Docker Compose

Un problema que encontrará rápidamente al ejecutar un solo contenedor es que no es fácil configurar un contenedor para hacer un montón de cosas diferentes, como procesar archivos PHP, alojar una base de datos MySQL y actuar como un servidor web usando NGINX.

También es innecesario porque los contenedores son muy livianos (a diferencia de las máquinas virtuales), lo que significa que no hay problema en tener un montón de ellos ejecutándose en la misma máquina haciendo cosas diferentes.

La ventaja de múltiples contenedores e imágenes es que le brinda la oportunidad de dividirlos en diferentes máquinas virtuales o máquinas físicas e incluso crear múltiples contenedores a partir de la misma imagen en todas las máquinas para manejar la carga de aplicaciones adicional.

El desafío con varios contenedores es cómo configurarlos para que sepan cómo comunicarse entre sí a través de la red, con la seguridad adecuada, y cómo conectar el almacenamiento a esos contenedores. Afortunadamente, hay varias opciones diferentes para resolver este problema de «orquestar» contenedores.

Quizás la forma más fácil de comenzar es con Docker Compose.

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Docker Compose usa un archivo que describe qué componentes se necesitan para que un sistema funcione. Esto puede incluir contenedores, sistemas de archivos, puertos de red a exponer, etc.

Aquí hay un ejemplo docker-compose.yml archivo que describe dicha configuración:

version: '3'
services:
  web:
    build: .
    ports:
    - "5000:5000"
    volumes:
    - .:/code
    - logvolume01:/var/log
    links:
    - redis
  redis:
    image: redis
volumes:
  logvolume01: {}

En el archivo de Docker Compose que se muestra arriba, ejecutamos dos contenedores. Uno se crea a partir de la carpeta local y el otro usa la imagen de Redis. Hay información sobre qué volumen montar, por ejemplo, la carpeta actual está asignada /code dentro del contenedor web y la carpeta logvolume01 está mapeado a /var/log dentro del contenedor.

El comando docker-compose up se utiliza para iniciar los contenedores y montar los volúmenes y obtener todo lo que ha descrito en el docker-compose.yml archivo en funcionamiento. Puede usar esto para entornos de desarrollo y producción.

Kubernetes

Docker Compose es una gran herramienta para comenzar a pegar contenedores, pero tiene una funcionalidad limitada para entornos de producción y se limita a ejecutarse en un solo host. Necesitará una tecnología diferente para ejecutar en varias máquinas y manejar la tolerancia a fallas, el monitoreo y el escalado.

Kubernetes es una arquitectura de contenedor de código abierto. Orquesta contenedores y tiene una amplia gama de características, que incluyen creación dinámica de contenedores, escalado, tolerancia a fallas, sondeo de contenedores en busca de signos de vida y equilibrio de carga. El nombre proviene del griego κυβερνήτης que significa timonel. A veces se abrevia como K8s, aunque no estoy seguro de por qué, ya que para empezar no es un nombre muy largo.

Kubernetes se puede instalar directamente en máquinas virtuales o físicas. Alternativamente, los principales proveedores de nube, incluidos Google, AWS, Azure y Digital Ocean, brindan servicios administrados de Kubernetes que simplificarán la puesta en marcha de un clúster.

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Familiarizarse con Kubernetes requiere algo de estudio. No tendrá mucho sentido si solo hackea sin algunos conocimientos básicos. Hay un básico curso gratuito de edX sobre esto, que he utilizado para ayudarme a comenzar con esto en el trabajo.

Kubernetes no es la única tecnología para orquestar contenedores: también existen Docker Swarm, Vagrant, Monad y Openshift y muchos más. Creo que Kubernetes ofrece una ‘apuesta segura’ en términos de soporte en el futuro a partir de 2019. Todos los principales proveedores de nube lo admiten, y recientemente Microsoft anunció que están retirando su propio servicio de contenedores de la mezcla, a favor de Kubernetes. .

Conclusión

Docker puede hacer su vida más cómoda como desarrollador de software. Se puede utilizar para ejecutar diferentes entornos de manera predecible en su máquina de desarrollo. También se usa en producción, generalmente con un sistema de orquestación como Kubernetes, para proporcionar implementaciones predecibles de sus aplicaciones en los servidores. Si aún no ha probado Docker, le animo a que lo haga.