Docker

From CMU ITSC Network

What is Docker

  • Software Container เป็นการสร้างสภาพแวดล้อมสำหรับ software โดยแยกออกออกมาเพื่อไม่ให้กวนกับ software อื่น ๆ บนระบบปฏิบัติการเดียวกัน สามารถนำ Container ไปทำงานบนเครื่องไหนก็ได้จะได้ผลเหมือนกัน
  • Docker เป็น engine ในการจัดการ Software Container ที่ใช้งานได้ง่าย ไม่ซับซ้อน เป็นที่แพร่หลาย
  • Container VS VM
    Docker-containerized-and-vm-transparent-bg.png
    *image from https://www.docker.com

Pain point

  • ต้องติดตั้ง ตั้งค่า server ที่จะรัน Application
  • ไม่สามารถติดตั้งหรืออัพเกรด Library บางอย่างบน OS ได้เนื่องจากกระทบกับ Application อื่น
  • เครื่อง Dev กับ Production ไม่เหมือนกัน

Docker Architecture

Docker Engine

  • Docker Client คือพวก CLI ของ Docker ที่ใช้ในการจัดการ
  • Docker Daemon คือ service ของ Docker ที่รันบน Server เราจะเรียก Server นี้ว่า Docker Machine

Docker Hub

  • เป็น Repository หรือเรียกว่า Registry ทำหน้าที่ให้บริการ Docker Image มี Image ของผู้พัฒนาโปรแกรมต่าง ๆ ให้ใช้งาน มีการจัดเก็บ version ของ image อย่างเป็นระบบ มีเอกสารคู่มือการใช้งาน Image

โดยให้บริการที่ https://hub.docker.com ใช้งานได้ฟรี

  • สามารถสร้าง Private Registry บน Server เองได้

Docker Image

  • เป็น Template ที่สร้างขึ้นโดยนักพัฒนาเป็นชุดของ Software/Library สามารถดึง(pull)มาจาก Registry เพื่อใช้งานหรือสร้างขึ้นมาเองได้
  • เป็นไฟล์แบบอ่านอย่างเดียว

Docker Container

  • คือ Image ที่ถูกรันขึ้นมาใช้งาน โดยจะมีสภาพแวดล้อมตาม Image ต้นแบบ
  • ไฟล์หรืออะไรที่ถูกสร้างขึ้นมาใน Container จะหายไปเมื่อมีการลบ Container
  • สามารถการเปลี่ยนแปลงใน Container กลับไปเป็น Image ได้เรียกว่า commit

Docker-image-container.png

Docker Machine

Workshop 1 : pull image

เปิด powshell ขึ้นมา แล้วพิมพ์คำสั่งในการ pull image 

docker pull mysql:latest
docker pull ubuntu:latest
docker pull alpine

แสดง image ที่อยู่บนเครื่อง 

docker images

REPOSITORY                 TAG                    IMAGE ID            CREATED             SIZE
mysql                      latest                 91dadee7afee        2 days ago          477MB
ubuntu                     latest                 47b19964fb50        4 weeks ago         88.1M
alpine                     latest                 caf27325b298        5 weeks ago         5.53MB

Workshop 2 : General Commands

Command Description
docker build Build an image from a Dockerfile
docker commit Create a new image from a container’s changes
docker container Manage containers
docker cp Copy files/folders between a container and the local filesystem
docker exec Run a command in a running container
docker image Manage images
docker images List images
docker inspect Return low-level information on Docker objects
docker logs Fetch the logs of a container
docker network Manage networks
docker ps List containers
docker pull Pull an image or a repository from a registry
docker push Push an image or a repository to a registry
docker restart Restart one or more containers
docker rm Remove one or more containers
docker rmi Remove one or more images
docker run Run a command in a new container
docker stats Display a live stream of container(s) resource usage statistics
docker stop Stop one or more running containers
docker tag Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE
docker top Display the running processes of a container
docker volume Manage volumes

https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/docker/

Workshop 3 : push image

  • สมัครบัญชี https://hub.docker.com
  • เข้าสู่ระบบแล้วสร้าง repository
    Create-repo.PNG
  • tag image เป็นชื่อบัญชีที่สร้าง
docker tag alpine:latest [accountname]/alpine:latest
  • แสดงรายการ image
docker images

alpine                     latest                 caf27325b298        5 weeks ago         5.53MB
supawit/alpine             latest                 caf27325b298        5 weeks ago         5.53MB
  • login เข้า hub.docker.com ด้วยบัญชีที่สร้าง
docker login -u [accountname]
  • push image ที่ tag ไว้ขึ้น repository บน registry
docker push [accountname]/alpine:latest

Workshop 4 : Run Container

Interactive

  • run container แบบ interactive terminal โดยให้ชื่อ container เป็น nginx และ map port 8080 ที่ docker machine เข้าไปเป็น port 80 ใน container
docker run -it --rm --name nginx -p 8080:80 nginx

docker ps -a
  • Ctrl+C เพื่อจบการทำงาน

Detach

  • run container แบบ detach
docker run -it -d --name nginx -p 8080:80 nginx

docker ps -a
  • ทดสอบเข้า shell ใน container ด้วยการส่งคำสั่งไปทำงานบน container ที่ทำงานอยู่
docker exec -it nginx bash
  • การหยุด/เริ่ม container
docker stop nginx
docker start nginx
  • ลบ container
docker rm nginx

Docker Network

  • เบื้องต้อน docker จะมี network มาให้ 3 รูปแบบ
PS D:\> docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
749dc07193c8        bridge              bridge              local
1e55901ecd55        host                host                local
98f00c775b7d        none                null                local
  • bridge เป็น default network ที่ container เชื่อมสู่ภายนอกผ่าน virtual switch docker0 ผ่าน routing ของ virtual network ที่สร้างขึ้นด้วย docker engine
  • host เป็น network ที่ container ใช้ network interface ของ docker machine host
  • none เป็น network loopback ของ container ไม่มีการเชื่อมต่อสู่ภายนอก
  • โดยปกติกรณีสั่ง run container ถ้าไม่ได้ระบุ option เกี่ยวกับ network, container จะต่อเข้ากับ network bridge และกำหนด ip address ให้โดยอัตโนมัติ
    Bridge1.png
PS D:\> docker run -d --name web nginx
4b0f396b24625fdae8066723efe76bb53b2e60031780e1b5bb168ace1161b5fa
PS D:\> docker inspect bridge
[
    {
        "Name": "bridge",
        "Id": "749dc07193c80a8efd89629be5ab4abf8252fdb04d837ebec95176bdde50c293",
        "Created": "2019-03-12T03:41:54.6066118Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": null,
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "172.17.0.0/16",
                    "Gateway": "172.17.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "4b0f396b24625fdae8066723efe76bb53b2e60031780e1b5bb168ace1161b5fa": {
                "Name": "nginx",
                "EndpointID": "d884ba8b25e4f665a6f232d9971c4255b9c53b54e2c222c94926a44970c80ba2",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                "IPv4Address": "172.17.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {
            "com.docker.network.bridge.default_bridge": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_icc": "true",
            "com.docker.network.bridge.enable_ip_masquerade": "true",
            "com.docker.network.bridge.host_binding_ipv4": "0.0.0.0",
            "com.docker.network.bridge.name": "docker0",
            "com.docker.network.driver.mtu": "1500"
        },
        "Labels": {}
    }
]
  • option เกี่ยวกับ network ตอน run container

--dns=x.x.x.x(default จะใช้ --name,--net-alias)
--net="<bridge/none/host/custom>"
--net-alias="xxxx"
--add-host="xxxx"
--mac-address="xxxx"
--ip="x.x.x.x"
-p, --publish <host-port>:<container-port>
-P, --publish-all Auto map port

  • สามารถสร้าง virtual network เพิ่มเติมได้ เพื่อจัดระเบียบและแบ่งส่วน network ของ container ออกจากกัน แนะนำให้ production ควรทำแบบนีั
docker network create my_bridge

docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
749dc07193c8        bridge              bridge              local
1e55901ecd55        host                host                local
4d49d6a516f3        my_bridge           bridge              local
98f00c775b7d        none                null                local

option เพิ่มเติมในการส้ราง network --subnet= xx เช่น 10.10.0.0/24
--ip-range = xx ระบุ ip ที่จะแจกให้ container
--gateway = xx ระบุ ip ของ gateway
--opt = custom options เช่น --opt="com.docker.network.mtu"="9000"

  • run container โดยใช้ network ที่สร้างขึ้น
docker run -d --net=my_bridge --name db mongo

Bridge2.png

  • สามารถให้ container เชื่อมต่อกับหลาย ๆ network ได้เช่นเชื่อม container web เขากับ network my_bridge
docker network connect my_bridge web

Bridge3.png

  • ตัด container จาก network
docker network disconnect my_bridge web
  • Network ชนิดอื่น ๆ ของ docker

- macvlan
- overlay

Workshop 5 : Internal Network

Docker-workshop-network.png

  • สร้าง network ขึ้นมาให้ container เชื่อมต่อ
docker network create --subnet=10.10.0.0/24 --gateway=10.10.0.1 internal
  • run container ที่ web1, web2, reverse-proxy
docker run -d --net internal --net-alias web1 --name web1 supawit/nginx:web1

docker run -d --net internal --net-alias web2 --name web2 supawit/nginx:web2

docker run -d --net internal --net-alias reverse-proxy -p 8080:8080 --name reverse-proxy  supawit/nginx:reverse-proxy
  • ตรวจสอบ container
docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                         COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                            NAMES
17597e0e0c2a        supawit/nginx:reverse-proxy   "nginx -g 'daemon of…"   3 minutes ago       Up 3 minutes        80/tcp, 0.0.0.0:8080->8080/tcp   reverse-proxy
3aa9aa4e1ac8        supawit/nginx:web2            "nginx -g 'daemon of…"   3 minutes ago       Up 3 minutes        80/tcp                           web2
4aa35567534f        supawit/nginx:web1            "nginx -g 'daemon of…"   5 minutes ago       Up 5 minutes        80/tcp                           web1
  • ดูรายละเอียด network
docker inspect internal
[
    {
        "Name": "internal",
        "Id": "d29a2364bf2a1b412bea30935d5b9e31ee6bfd611aad21e56fa6142dd6e952bb",
        "Created": "2019-03-12T07:59:15.6694828Z",
        "Scope": "local",
        "Driver": "bridge",
        "EnableIPv6": false,
        "IPAM": {
            "Driver": "default",
            "Options": {},
            "Config": [
                {
                    "Subnet": "10.10.0.0/24",
                    "Gateway": "10.10.0.1"
                }
            ]
        },
        "Internal": false,
        "Attachable": false,
        "Ingress": false,
        "ConfigFrom": {
            "Network": ""
        },
        "ConfigOnly": false,
        "Containers": {
            "17597e0e0c2afa2ee3706769ddb06d740e91dbfd0d5ae919ae281e5c4056044c": {
                "Name": "reverse-proxy",
                "EndpointID": "4fdfb543c1583036364b7bfce9bc6fd1788b7457ccf535bfde8c8d0bca0229e7",
                "MacAddress": "02:42:0a:0a:00:04",
                "IPv4Address": "10.10.0.4/24",
                "IPv6Address": ""
            },
            "3aa9aa4e1ac8cf49781b8cf488416d6cf0f385c4af0f041b364f83f39f0cba4b": {
                "Name": "web2",
                "EndpointID": "c48238943308d64e66eb964fad3dfb0d4be778ce401444764e643adfee09138c",
                "MacAddress": "02:42:0a:0a:00:03",
                "IPv4Address": "10.10.0.3/24",
                "IPv6Address": ""
            },
            "4aa35567534f8497f60b3161c7e285a7d9fd355cf0cec225070013a117bae6ff": {
                "Name": "web1",
                "EndpointID": "6679a0bec7a8a25787250c075333da083fc76a4da6035060431af888197061ff",
                "MacAddress": "02:42:0a:0a:00:02",
                "IPv4Address": "10.10.0.2/24",
                "IPv6Address": ""
            }
        },
        "Options": {},
        "Labels": {}
    }
]
  • สามารถดู log ของ container ประกอบได้ด้วยคำสั่ง
docker logs -f web1
  • ดูการตั้งค่า reverse proxy
docker exec reverse-proxy cat /etc/nginx/conf.d/reverse.conf
upstream web {
        server web1:80;
        server web2:80;
}

server {
        listen 8080;
        location / {
                proxy_pass http://web;
                proxy_set_header Host $http_host;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
}
  • workshop clean up
docker stop web1 web2 reverse-proxy
docker rm web1 web2 reverse-proxy
docker network rm internal
docker image rm supawit/nginx:web1 supawit/nginx:web2 supawit/nginx:reverse-proxy


Docker Storage

เมื่อ run container ข้อมูลที่ถูกสร้างขึ้นภายใน container จะอยู่ข้างใน container และข้อมูลเหล่านั้นจะหายไปเมื่อมีการลบ container ไป docker จึงมีวิธีจัดการข้อมูลที่ทำงานใน container ให้อยู่ถาวรได้โดยมีอยู่สามแบบได้แก่

  • Volumes ข้อมูลจะถูกจัดเก็บใน /var/lib/docker/volumes/ บน docker machine host หรือใช้ driver อื่นเพื่อเชื่อม network file system เป็นต้น ไม่ควรยุ่งกับ file นี้แบบ manual ต้องให้ process ของ docker จัดการ
  • Bind mounts เป็นการ map file หรือ directory จาก docker machine host เข้าไปใน container สามารถจัดการไฟล์ได้แบบ manual
  • tmpfs mounts ใช้งานได้เฉพาะ Linux docker machine host โดยเก็บข้อมูลไว้ใน RAM ของ docker machine host ข้อมูลจะหายไปเมื่อปิด container

Types-of-mounts.png
https://docs.docker.com/storage/

Volume

Types-of-mounts-volume.png
https://docs.docker.com/storage/volumes/

  • สามารถใช้ option -v ได้แต่ในอนาคตจะมีการยกเลิกการใช้งาน option ที่แนะนำคือ --mount ซึ่งมีลักษณะการใช้งานเป็น
-v /host-volume:/path-in-container:[ro/rw]

--mount type=bind,source=/host-volume,target=/path-in-container,(readonly)

local volume

สร้าง volume 

docker volume create my-vol

แสดงรายการ volume 

docker volume ls
DRIVER              VOLUME NAME
local               my-vol

แสดงรายละเอียด volume 

docker volume inspect my-vol
[
    {
        "CreatedAt": "2019-03-13T09:53:44Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]
  • ลบ volume
docker volume rm my-vol
  • run container แบบใช้งาน volume
docker run -d --name devtest --mount source=myvol2,target=/app nginx:alpine

docker run -d --name devtest -v myvol2:/app nginx:alpine
  • clean up
docker stop devtest
docker rm devtest
docker volume rm myvol2

share volume across docker machine host

  • ติดตั้ง plugin
docker plugin install --grant-all-permissions vieux/sshfs
  • สร้าง volume แบบใช้งาน sshfs
docker volume create --driver vieux/sshfs -o sshcmd=user1@10.0.0.100:/home/user1/dockervol -o password=testpassword sshvol
  • run container โดย mount sshvolume เข้าไปใน container, สามารถ run container ลักษณะนี้จากหลาย ๆ เครื่องได้
docker run -d --name sshfs-container -v sshvol:/app nginx

Bind mounts

Types-of-mounts-bind.png
https://docs.docker.com/storage/bind-mounts/

  • run contain แบบใช้ bind mount
docker run -d -it --name devtest --mount type=bind,source="$(pwd)"/target,target=/app nginx

docker run -d -it --name devtest -v "$(pwd)"/target:/app nginx
  • run contain แบบใช้ bind mount แบบ read only
docker run -d -it --name devtest --mount type=bind,source="$(pwd)"/target,target=/app,readonly nginx

docker run -d -it --name devtest -v "$(pwd)"/target:/app:ro nginx

tmpfs mounts

Types-of-mounts-tmpfs.png

  • run container โดยใช้ tmpfs
docker run -d -it --name tmptest --mount type=tmpfs,destination=/app,tmpfs-mode=1770 nginx


Workshop 6 : Back up Container data

  • สร้าง volume สำหรับเก็บข้อมูล
docker volume create datavol
docker volume ls
  • สร้าง container สอง container โดยใช้ volume datavol
docker run -d --name app1 -v datavol:/data nginx:alpine
docker run -d --name app2 -v datavol:/data nginx:alpine
  • เข้าไปที่ shell ของ container แล้วสร้างไฟล์
docker exec -it app1 sh
touch /data/app1
exit

docker exec -it app2 sh
touch /data/app2
ls /data
exit
  • run contain โดย mount volume ที่ต้องการ Back up ไปที่ /data แล้ว bind mount folder ปัจจุบันไปที่ /backup แล้วสั่ง tar /data ไปไว้ใน /backup ทำให้ได้ไฟล์ datavol-backup.tar ที่ docker machine host
docker run --rm -it --mount source=datavol,target=/data --mount type=bind,source=$(pwd),target=/backup alpine tar cvf /backup/datvol-backup.tar /data
  • ลบไฟล์ใน container
docker exec -it app1 sh
rm /data/*
ls -l /data/
exit
  • restore ข้อมูลที่ back up ไว้
docker run --rm -it --mount source=datavol,target=/data --mount type=bind,source=$(pwd),target=/backup alpine sh -c "cd /data && tar xvf /backup/datvol-backup.tar --strip 1"
  • ตรวจสอบไฟล์ใน container
docker exec -it app1 sh
ls -l /data/
  • clean up
docker stop app1 app2
docker rm app1 app2
docker volume rm datavol

Docker Commit

เมื่อต้องการทำ container ที่ใช้งานอยู่เก็บเป็น image สำหรับไว้ใช้ run container ต่อ 

docker commit <container-name> <image-name>:<tag>

https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/commit/

Docker Build

ในการใช้งานจริง ส่วนใหญ่จะไม่สามารถใช้ image มาตรฐานที่สร้างไว้แล้วมา run container แล้วใช้งานได้ครอบคุมตรงความต้องการ จึงต้องมีการสร้าง image ขึ้นมาใช้งานเองเพื่อให้ตรงกับความต้องการ

Dockerfile

  • Dockerfile คือ file ที่รวมคำสั่งที่ใช้สร้าง image ขึ้นมาใช้งานตามความต้องการเฉพาะ เพื่อให้เกิดเป็นมาตรฐานของเราเองในการสร้าง Application หนึ่ง โดยมีคำสั่งที่ใช้งานบ่อย ๆ คือ
    • FROM <image>:<tag> เป็นการระบุ image ตั้งต้นที่จะใช้งาน
    • RUN <shell command> คือคำสั่งที่รันขณะ build
    • CMD ["executable","param1","param2"] เป็นสำสั่งเริ่มต้นเมื่อ image ที่ถูกสร้างขึ้ถูกสั่งให้ run เป็น container หรือเป็น parameter ที่ส่งต่อให้ ENTRYPOINT
    • EXPOSE <port> [<port>/<protocol>...] เป็นการระบุมาเมื่อ image ที่ถูกสร้างนี้ run เป็น container แล้วจะเปิด port ไหนสำหรับใช้งาน
    • ARG <name>[=<default value>] เป็นการกำหนดค่าตัวแปรในขณะ build image
    • ENV <key>=<value> เป็นการกำหนดค่าตัวแปร environment เพื่อใช้งานขณธ build
    • COPY/ADD <source> <destination> เป็นการสั่ง copy file หรือ directory จาก docker machine host เข้าไปไว้ใน image หรือ download file มาถ้าใช้คำสั่ง ADD แต่ไม่แนะนำให้ใช้ ใช้ COPY ดีกว่า
    • ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] เป็นคำสั่งที่จะทำงานเมื่อ image ถูก run เป็น container
    • WORKDIR /path/to/workdir เป็นการระบุ directory เริ่มต้นในการทำงาน RUN, CMD, ENTRYPOINT, COPY ถ้า path ของ WORKDIR ไม่มีอยู่ก่อนจะถูกสร้างขึ้นเอง

สามารถดูคำสั่งอื่นได้เพิ่มเติมที่ https://docs.docker.com/engine/reference/builder/

Retrieved from "https://network.cmu.ac.th/wiki/index.php?title=Docker&oldid=1740"