Docker контейнеры: основы, образы, Dockerfile и Docker Compose

Docker революционизировал разработку ПО благодаря контейнеризации. Он обеспечивает согласованность окружения от разработки до production и решает проблему “у меня на машине это работает”.

Основы Docker

Что такое контейнеризация?

Контейнеризация - это технология виртуализации на уровне операционной системы, которая запускает приложения со всеми зависимостями в изолированных окружениях.

Docker против виртуальных машин

# Виртуальная машина (VM)
# - Полная операционная система
# - Требуется гипервизор
# - Высокое потребление ресурсов
# - Медленный старт

# Docker контейнер
# - Общее ядро ОС
# - Гипервизор не требуется
# - Низкое потребление ресурсов
# - Быстрый старт

Архитектура Docker

# Компоненты Docker
# 1. Docker Daemon (dockerd)
#    - Управляет контейнерами, образами, сетями, томами
#    - Работает в фоне
#    - API endpoint для клиентов

# 2. Docker Client (docker)
#    - Интерфейс командной строки
#    - Взаимодействует с Docker Daemon
#    - Взаимодействие пользователя

# 3. Docker Registry
#    - Хранилище образов (Docker Hub)
#    - Публичные и приватные реестры

# 4. Docker Objects
#    - Images: шаблоны для контейнеров
#    - Containers: работающие экземпляры
#    - Networks: коммуникация контейнеров
#    - Volumes: хранилище данных

Установка и настройка Docker

Установка

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install docker.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# CentOS/RHEL
sudo yum install docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# Docker Desktop (Windows/Mac)
# Загрузите с https://www.docker.com/products/docker-desktop

# Добавление пользователя в группу docker
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker

# Проверка установки
docker --version
docker info

Основные команды

# Версия Docker и информация о системе
docker version
docker info
docker system df

# Управление образами
docker images
docker pull ubuntu:latest
docker search nginx
docker rmi nginx:latest

# Управление контейнерами
docker ps                    # Работающие контейнеры
docker ps -a               # Все контейнеры
docker run nginx           # Запуск контейнера
docker stop container_id   # Остановка контейнера
docker rm container_id     # Удаление контейнера

# Логи и инспекция
docker logs container_id
docker inspect container_id
docker exec -it container_id bash

Docker образы

Что такое Docker образы?

Docker образы - это защищённые от записи шаблоны для создания контейнеров. Они состоят из нескольких слоёв (layers).

Структура образа

# Структура слоёв Docker образа
# 1. Base Layer (например Ubuntu)
# 2. Dependencies Layer (например Python)
# 3. Application Layer (например веб-приложение)
# 4. Configuration Layer (например переменные окружения)

# Просмотр слоёв
docker history nginx:latest

# Информация об образе
docker inspect nginx:latest

Dockerfile

Dockerfile - это текстовый файл с инструкциями для создания Docker образа.

# Пример Dockerfile для Node.js приложения

# Базовый образ
FROM node:16-alpine

# Метаданные
LABEL maintainer="max@example.com"
LABEL version="1.0"
LABEL description="Node.js web application"

# Рабочая директория
WORKDIR /app

# Переменные окружения
ENV NODE_ENV=production
ENV PORT=3000

# Копирование файлов
COPY package*.json ./
RUN npm install --production

# Копирование кода приложения
COPY . .

# Создание пользователя (best practice для безопасности)
RUN addgroup -g 1001 -S nodejs
RUN adduser -S nodejs -u 1001
USER nodejs

# Открытие порта
EXPOSE 3000

# Health Check
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
  CMD curl -f http://localhost:3000/health || exit 1

# Команда запуска
CMD ["node", "server.js"]

Best practices для Dockerfile

# Best practices для Dockerfile

# 1. Минималистичный базовый образ
FROM alpine:latest

# 2. Использование специфичных тегов (не latest)
FROM node:16.14.2-alpine

# 3. Использование .dockerignore
# .dockerignore
node_modules
npm-debug.log
.git
.gitignore
README.md
.env

# 4. Оптимизация кеша слоёв
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .

# 5. Multi-stage builds
FROM node:16-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build

FROM node:16-alpine AS production
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/server.js"]

# 6. Best practices для безопасности
USER nonrootuser
RUN rm -rf /var/cache/apk/*

Создание и управление образами

# Построение образа
docker build -t myapp:1.0 .
docker build -t myapp:latest -f Dockerfile.prod .

# Образ с build-args
docker build --build-arg NODE_ENV=production -t myapp:prod .

# Multi-platform build
docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64 -t myapp:multi .

# Тегирование образов
docker tag myapp:1.0 myregistry/myapp:1.0
docker tag myapp:latest myregistry/myapp:latest

# Push образов
docker login myregistry.com
docker push myregistry/myapp:1.0
docker push myregistry/myapp:latest

# Очистка образов
docker image prune -f
docker image prune -a -f