Основы Docker. Создание образа и запуск контейнера

Оглавление

1. Структура папок
2. Python сервер
3. Dockerfile
4. .gitignore
5. requirements.txt
6. Базовые команды для докера
7. Сборка образов докера
8. Запуск контейнеров докера
9. Непосредственно тест

Комментарий

Вся информация, предоставленная в данном топике, дублируется в официальной документации докера, которую можно посмотреть по этой ссылке

Также рекомендую ознакомиться с вводным материалом "Зачем нужен докер" по этой ссылке

Структура папок

Структура папок в нашем случае будет упрощённой, чем может быть на проекте. Главное правило - разделять сущности. К примеру в данном варианте у нас отдельно находится Dockerfile и отдельно находятся исходники проекта (src).

На более крупных проектах архитектура может быть другой, с примером можно ознакомиться по этой ссылке.

├── Dockerfile
└── src
    ├── PyWebListener.py
    └── requirements.txt

Дерево папок

Чтобы в консоли вывести дерево папок таким же красивым образом, как и в нашем примере, необходимо установить утилиту tree.

Для linux можно использовать следующую команду:

sudo apt-get install tree

После чего использовать утилиту в желаемой папке для демонстрации внутренней иерархии.

Python сервер

У нас есть предоставленный разработчиком стандартный сервер на питоне, который занимается прослушиванием запросов и показом структуры и содержимого папок по адресу сервера. Мы будем использовать его как пример, потому что для докера он простой, немного жрёт, а также использует порты, с которыми нужно будет разобраться.

Сам код сервера:

# Импортируем модуль для создания HTTP сервера, 
# для работы с сокетами и серверами, 
# для работы с операционной системой
import http.server  
import socketserver  
import os  

# Устанавливаем порт, на котором будет работать сервер. В данном случае это порт 80, стандартный порт для HTTP
PORT = 80  

# Определяем обработчик HTTP-запросов, который будет использоваться нашим сервером. SimpleHTTPRequestHandler обрабатывает только запросы GET и HEAD, а большего нам не надо
Handler = http.server.SimpleHTTPRequestHandler

# Создаем объект TCP сервера, который будет прослушивать указанный порт.
# Пустая строка "" означает, что сервер будет принимать запросы на всех доступных сетевых интерфейсах (всех IP-адресах).
httpd = socketserver.TCPServer(("", PORT), Handler)

# Выполняем команду операционной системы с помощью os.system. В данном случае выводим сообщение, что сервер работает на указанном порту
os.system("echo 'serving at port {}'".format(PORT))

# Запускаем сервер в бесконечный цикл, в течение которого он будет обрабатывать все входящие HTTP-запросы
httpd.serve_forever()

Согласно структуре папок, его нужно положить в папку src

Dockerfile

# Подгружаем базовый образ контейнера, сделанный под python:3.5
FROM python:3.5

# Переходим в рабочую директорию **внутри образа** где будем запускаться код
WORKDIR /app

# Если у проекта есть библиотеки или зависимости (например библиотека scikit), то они указываются в файле requirements.txt, а следующие две строки надо раскомментить
# COPY src/requirements.txt ./
# RUN pip install -r requirements.txt

# Копирует содержимое папки с исходниками внутрь рабочей директории образа
COPY src /app

# Данная инструкция указывает, какие порты будут прослушиваться контейнером во время его работы. Без этой команды мы не сможем обратиться к веб-серверу, который упоминали ранее
EXPOSE 80

# Запускает сам код
CMD [ "python", "PyWebListener.py" ]

1. Команда FROM подгружает общедоступный контейнер по тегу. Каждый контейнер собирается со своими условиями под свои нужды. Если есть интерес посмотреть, как собирается наш контейнер, то можно перейти по этой ссылке. Другие образы также можно найти у них на сайте
2. Все контейнеры с python имеют внутри себя небольшой linux со знакомой структурой файловой системы. Если мы не укажем через WORKDIR где мы будем работать, наш код будет лежать запускаться из кем-то заданного места, а с помощью COPY мы копируем его в /app. Оно просто не заработает
3. Уже немного говорилось о requirements.txt, но это не всё, конечно же. Эти "необходимости" потом копируются внутрь образа, после чего в процессе сборки устанавливается всё содержимое requirements.txt, строчка за строчкой (командой RUN pip install)
4. Другой пример Dockerfile можно посмотреть по этой ссылке
5. Больше про Dockerfile можно узнать здесь

Согласно структуре папок, Dockerfile хранится в корне проекта

.gitignore

Особенности работы с гитом это отдельная тема. Если кратко, файл .gitignore указывает, какие файлы и папки нужно игнорировать и не добавлять в репозиторий. Сюда мы добавили, что не нужно добавлять в репозиторий окружение, ну и просто для примера.

.idea/

# dotenv
.env

# virtualenv
.venv
venv/
ENV/

Согласно структуре папок, .gitignore хранится в корне проекта

requirements

Он же файл requirements.txt

В нашем случае файл пустой, но иногда он может выглядеть вот так:

Flask>=0.10.1
Flask-Login>=0.3.2
PyJWT>=1.4.0
cryptography
requests==2.8.1
responses==0.5.0
nose==1.3.7
mock==1.3.0
gunicorn>=19.3.0

Базовые команды для докера

Для начала, докер нужно установить:

sudo apt-get install docker.io

Также желательно установить Docker Desktop, если у тебя рабочая станция, и/или Docker Engine, если для сервера. В нашем примере мы используем Docker Engine (docker.io в нашем случае), или консольные команды если очень просто

Работа с образами докера

docker build

Данная команда собирает образ по инструкциям в Dockerfile

Обычно команда docker build используется с точкой, обозначающей где искать Dockerfile (точка = в данной папке)

Пример работы

root@polygon:/home/user/DockerTest# docker build .
DEPRECATED: The legacy builder is deprecated and will be removed in a future rel                                                   ease.
            Install the buildx component to build images with BuildKit:
            https://docs.docker.com/go/buildx/

Sending build context to Docker daemon  14.34kB
Step 1/5 : FROM python:3.5
3.5: Pulling from library/python
57df1a1f1ad8: Pull complete
71e126169501: Pull complete
1af28a55c3f3: Pull complete
03f1c9932170: Pull complete
65b3db15f518: Pull complete
850581be87f3: Pull complete
1e37775630ae: Pull complete
7e054ca5fcba: Pull complete
92a0fe226896: Pull complete
Digest: sha256:42a37d6b8c00b186bdfb2b620fa8023eb775b3eb3a768fd3c2e421964eee9665
Status: Downloaded newer image for python:3.5
 ---> 3687eb5ea744
Step 2/5 : WORKDIR /app
 ---> Running in 606827425f31
Removing intermediate container 606827425f31
 ---> 9240718a7f48
Step 3/5 : COPY src /app
 ---> fadc92ef077e
Step 4/5 : EXPOSE 80
 ---> Running in 860e698c0d62
Removing intermediate container 860e698c0d62
 ---> cd6cca0e5a23
Step 5/5 : CMD [ "python", "PyWebListener.py" ]
 ---> Running in 22794fdced75
Removing intermediate container 22794fdced75
 ---> 56248aaa6ea0
Successfully built 56248aaa6ea0

Команду docker images мы разберём чуть позже, но результат выполнения этой команды будет выглядеть примерно так:

root@polygon:/home/user/DockerTest# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
<none>       <none>    56248aaa6ea0   About a minute ago   871MB
python       3.5       3687eb5ea744   3 years ago          871MB

Поскольку у нас REPOSITORY и TAG не имеют данных, они были обозваны системой как . Чтобы избежать последующей путаницы в куче докер образов, при сборке используется флаг -t, как в этом примере:

docker build . -t weblistener

И результат тогда будет выглядеть вот так:

root@polygon:/home/user/DockerTest# docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
weblistener   latest    56248aaa6ea0   3 minutes ago   871MB
python        3.5       3687eb5ea744   3 years ago     871MB

REPOSITORY нам понадобится чуть позже

docker images

Данная команда выводит существующие образы в системе.

root@polygon:/home/user/DockerTest# docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
weblistener   latest    56248aaa6ea0   3 minutes ago   871MB
python        3.5       3687eb5ea744   3 years ago     871MB

Немного полезных команд:

1. docker image rm NAME удаляет контейнер и освобождает место
2. docker image push и docker image pull используется для загрузки и скачки готовых образов
3. docker image tag weblistener weblistener:1.0 добавляет тег контейнеру
4. docker image rm weblistener:1.0 удалит тег, но только если это не последний тег образа

docker rm

docker rm weblistener удаляет контейнер

Также docker rm -f weblistener останавливает контейнер, если он запущен, а потом удаляет его. Но делать так не надо, желательно сначала отдельно остановить контейнер

Работа с контейнерами докера

docker ps

Пример работы с запущенным контейнером. Если контейнеры не запущены, то выведется только оглавление

CONTAINER ID   IMAGE         COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                   NAMES
ffbbd997b34a   weblistener   "python PyWebListene…"   8 seconds ago   Up 7 seconds   0.0.0.0:8800->80/tcp, :::8800->80/tcp   python_weblistener

docker run

docker run используется для первого старта контейнера, тут указываются все флаги, которые необходимо для работы контейнера. В нашем случае также необходимо использовать несколько флагов

1. -d он же detach, отвязывает контейнер от консоли. Без этого флага если мы закроем консоль, контейнер тоже остановится
2. -p NUM:NUM он же указание мостов внешних портов контейнера и внутренних портов. Таким образом, если мы напишем -p 8800:80, то любые запросы по 8800 извне будут восприниматься программами внутри контейнера как 80
3. --name NAME указывает имя запущенного контейнера для удобства ориентирования
4. -t TAG указывает тег запущенного контейнера для ориентирования

Итоговая команда выглядит так:

root@polygon:/home/user/DockerTest# docker run -d -p 8800:80 --name python_weblistener -t weblistener
ffbbd997b34aaf7352cd8d8db4dc9bee6c290198c4b6790d469b816ed4bb39a2

docker start

Когда мы остановили контейнер, не перебилдили его, и требуется снова его запустить, то мы используем

docker start ID/TAG/NAME

Например:

docker start weblistener

docker stop

Когда нам необходимо остановить работающий контейнер, мы используем docker stop по той же логике, что и docker start

Пример:

docker stop weblistener

Непосредственно тест

Попробуем сами. Для начала подготовим дерево папок и файлы:

1  mkdir DockerTest
2  cd DockerTest
3  mkdir src
4  touch Dockerfile .gitignore src/PyWebListener.py

Заполняем все файлы или используем scp или winscp (.gitignore, Dockerfile, PyWebListener.py)

9   docker build . -t weblistener
10  docker images
11  docker run -d -p 8800:80 --name python_weblistener -t weblistener
12  docker ps

Проверяем работу сервера (в браузере localhost:8800)

Ради практики останавливаем контейнер и удаляем образ

13  docker stop python_weblistener
14  docker rm python_weblistener
15  docker image rm weblistener

Загрузка образа на Docker Hub

Делается это в три шага:

1  docker login
2  docker tag локальный_образ:тег логин/dockerhub_образ:тег
3  docker push логин/dockerhub_образ:тег

Любые ошибки в процессе докер прекрасно подсвечивает самостоятельно