Nauka Dockera w miesiąc - ebook

U podstaw sukcesu Dockera leżał bardzo prosty pomysł: spakowanie aplikacji w lekkim, łatwym do zainstalowania kontenerze. Nagle się okazało, że można zarządzać aplikacjami bez budowania złożonej infrastruktury. Kontenery są niezależne od platformy i wszechstronne. Upraszczają opracowanie, testowanie, wdrażanie i skalowanie aplikacji, a także ułatwiają automatyzację przepływu pracy i ciągły rozwój aplikacji. Docker jest przy tym rozwiązaniem bezpłatnym, o otwartych źródłach. Coraz większa liczba użytkowników, programistów i administratorów przekonuje się do tej technologii, co sprawia, że lawinowo rośnie liczba wdrożeń. Dziś Dockera po prostu trzeba znać!

Ta książka składa się z ponad dwudziestu krótkich, praktycznych lekcji, w ramach których przedstawiono najważniejsze koncepcje związane ze stosowaniem Dockera. Dzięki niej szybko i bez problemów zaczniesz wdrażać aplikacje kontenerowe w środowisku produkcyjnym. Skupisz się na rzeczywistych zadaniach i stopniowo będziesz zdobywać doświadczenie związane z Dockerem, aplikacjami rozproszonymi, orkiestracją i ekosystemem kontenerów.

Publikacja zawiera mnóstwo wskazówek, przykładów, ćwiczeń i rozbudowanych projektów, które ułatwią nabywanie wiedzy i przydatnych umiejętności. Każdy rozdział powinien Ci zająć nie więcej niż godzinę: w tym czasie zapoznasz się z niewielką porcją teorii, wykonasz ćwiczenia i przeanalizujesz praktyczne przykłady. W rezultacie po lekturze będziesz pewnie tworzyć i uruchamiać aplikacje w Dockerze.

W książce:

• gruntowne wprowadzenie do koncepcji Dockera
• pakowanie aplikacji w kontenerach
• uruchamianie kontenerów w środowisku produkcyjnym
• tworzenie zoptymalizowanych obrazów Dockera
• uruchamianie i skalowanie skonteneryzowanych aplikacji

Docker. Należy znać. Trzeba używać!

Wstęp 13

Podziękowania 15

O książce 17

O autorze 21

CZĘŚĆ 1. WYJAŚNIENIE, CZYM SĄ KONTENERY I OBRAZY DOCKERA 23

1. Zanim zaczniesz 25

• 1.1. Dlaczego kontenery podbiją świat? 26
  
  • 1.1.1. Przenoszenie aplikacji do chmury 27
  • 1.1.2. Modernizacja starych aplikacji 28
  • 1.1.3. Tworzenie nowej aplikacji chmurowej 29
  • 1.1.4. Innowacje techniczne: rozwiązania bezserwerowe i inne 32
  • 1.1.5. Cyfrowe przetwarzanie przy użyciu rozwoju i operacji 33
• 1.2. Dla kogo jest przeznaczona ta książka? 34
• 1.3. Tworzenie środowiska roboczego 35
  
  • 1.3.1. Instalacja Dockera 35
  • 1.3.2. Weryfikacja działania Dockera 37
  • 1.3.3. Pobieranie kodów źródłowych do książki 38
  • 1.3.4. Pamiętanie o poleceniach czyszczących 38
• 1.4. Jak być efektywnym od zaraz? 39

2. Docker - przedstawienie i przykład Witaj, świecie! 41

• 2.1. Uruchamianie aplikacji Witaj, świecie! w kontenerze 41
• 2.2. A zatem czym jest kontener? 45
• 2.3. Nawiązywanie połączenia z kontenerem jak ze zdalnym komputerem 47
• 2.4. Uruchamianie witryn internetowych w kontenerze 51
• 2.5. Jak Docker wykonuje kontenery? 55
• 2.6. Laboratorium. Poznawanie systemu plików kontenera 58

3. Tworzenie własnych obrazów Dockera 61

• 3.1. Stosowanie obrazu kontenera z serwisu Docker Hub 61
• 3.2. Pisanie pierwszego pliku Dockerfile 66
• 3.3. Budowanie własnego obrazu kontenera 68
• 3.4. Obrazy Dockera i warstwy obrazów 71
• 3.5. Optymalizacja plików Dockerfile pod kątem wykorzystania pamięci podręcznej warstw obrazów 74
• 3.6. Laboratorium 77

4. Pakowanie aplikacji w formie kodu źródłowego do obrazów Dockera 79

• 4.1. Po co komu serwer budowania, skoro można użyć pliku Dockerfile? 80
• 4.2. Przegląd aplikacji: kod źródłowy Javy 84
• 4.3. Przegląd aplikacji: kody źródłowe aplikacji Node.js 89
• 4.4. Przegląd aplikacji: kod źródłowy Go 92
• 4.5. Wieloetapowe pliki Dockerfile 96
• 4.6. Laboratorium 97

5. Udostępnianie obrazów w serwisie Docker Hub oraz innych rejestrach 99

• 5.1. Korzystanie z rejestrów, repozytoriów i znaczników obrazów 100
• 5.2. Umieszczanie własnych obrazów w rejestrze Docker Hub 101
• 5.3. Uruchamianie i stosowanie własnego rejestru Dockera 106
• 5.4. Efektywne stosowanie znaczników obrazów 111
• 5.5. Przekształcanie oficjalnych obrazów w złote obrazy 113
• 5.6. Laboratorium 115

6. Stosowanie woluminów Dockera do trwałego przechowywania danych 117

• 6.1. Dlaczego dane w kontenerach nie są trwałe? 118
• 6.2. Uruchamianie kontenerów z woluminami Dockera 123
• 6.3. Uruchamianie kontenerów z dowiązaniami systemu plików 129
• 6.4. Ograniczenia dowiązań 132
• 6.5. Konstrukcja systemu plików kontenera 136
• 6.6. Laboratorium 138

CZĘŚĆ 2. URUCHAMIANIE ROZPROSZONYCH APLIKACJI W KONTENERACH 141

7. Uruchamianie aplikacji wielokontenerowych przy użyciu Docker Compose 143

• 7.1. Anatomia pliku Docker Compose 144
• 7.2. Uruchamianie aplikacji wielokontenerowych przy użyciu Compose 148
• 7.3. Jak Docker podłącza do siebie komponenty 155
• 7.4. Konfigurowanie aplikacji w Docker Compose 158
• 7.5. Problemy, jakie rozwiązuje Docker Compose 163
• 7.6. Laboratorium 164

8. Wspieranie niezawodności przy użyciu testów stanu i zależności 167

• 8.1. Umieszczanie testów stanu w obrazach Dockera 168
• 8.2. Uruchamianie kontenerów przy użyciu testów zależności 174
• 8.3. Pisanie własnych narzędzi na potrzeby testów aplikacji 178
• 8.4. Definiowanie testów stanu i testów zależności w plikach Docker Compose 183
• 8.5. W jaki sposób testy wspierają samonaprawiające się aplikacje 187
• 8.6. Laboratorium 189

9. Zapewnianie możliwości obserwowania poprzez użycie skonteneryzowanego monitoringu 191

• 9.1. Stos monitorujący dla skonteneryzowanych aplikacji 192
• 9.2. Udostępnianie metryk aplikacji 197
• 9.3. Uruchamianie kontenera Prometheusa w celu gromadzenia metryk 202
• 9.4. Uruchamianie kontenera Grafana w celu wizualizacji metryk 208
• 9.5. Możliwości obserwowania i ich poziomy 216
• 9.6. Laboratorium 217

10. Uruchamianie wielu środowisk przy użyciu Docker Compose 219

• 10.1. Wdrażanie wielu aplikacji przy użyciu Docker Compose 220
• 10.2. Stosowanie Docker Compose z plikami przesłaniającymi 223
• 10.3. Wstrzykiwanie konfiguracji przy wykorzystaniu zmiennych środowiskowych i danych poufnych 231
• 10.4. Redukcja powtórzeń przy użyciu pól rozszerzeń 238
• 10.5. Proces stosowania konfiguracji przez Dockera 240
• 10.6. Laboratorium 242

11. Budowanie i testowanie aplikacji przy użyciu Dockera i Docker Compose 245

• 11.1. Jak działa proces ciągłej integracji w przypadku stosowania Dockera? 246
• 11.2. Uruchamianie infrastruktury do budowania w oparciu o Dockera 247
• 11.3. Zapisywanie ustawień budowania w plikach Docker Compose 257
• 11.4. Tworzenie zadań ciągłej integracji, których jedyną zależnością jest Docker 262
• 10.5. Zastosowanie kontenerów w procesie ciągłej integracji 266
• 11.6. Laboratorium 268

CZĘŚĆ 3. DZIAŁANIE W DUŻEJ SKALI Z UŻYCIEM ORKIESTRATORA KONTENERÓW 277

12. Przedstawienie orkiestracji: Docker Swarm i Kubernetes 271

• 12.1. Czym jest orkiestrator kontenerów? 272
• 12.2. Tworzenie klastra Docker Swarm 273
• 12.3. Uruchamianie aplikacji jako usług Docker Swarm 278
• 12.4. Zarządzanie ruchem sieciowym w klastrze 284
• 12.5. Wybór pomiędzy Docker Swarm a Kubernetes 292
• 12.6. Laboratorium 295

13. Wdrażanie aplikacji rozproszonych jako stosów w Docker Swarm 297

• 13.1. Stosowanie Docker Compose do wdrożeń w środowiskach produkcyjnych 298
• 13.2. Zarządzanie konfiguracją aplikacji przy użyciu obiektów konfiguracyjnych 303
• 13.3. Zarządzanie wrażliwymi ustawieniami przy wykorzystaniu danych poufnych 309
• 13.4. Przechowywanie danych na woluminach w klastrach Swarm 313
• 13.5. Przedstawienie sposobu, w jaki klastry zarządzają stosami 318
• 13.6. Laboratorium 320

14. Automatyzacja wydawania wersji aplikacji przy użyciu aktualizacji i wycofywania 321

• 14.1. Aktualizowanie aplikacji przy użyciu Dockera 322
• 14.2. Konfigurowanie wprowadzania zmian w środowiskach produkcyjnych przy użyciu Compose 328
• 14.3. Konfigurowanie wycofywania usług 332
• 14.4. Zarządzanie przestojami klastra 339
• 14.5. Zapewnianie wysokiej dostępności w klastrach Swarm 343
• 14.6. Laboratorium 344

15. Konfiguracja Dockera pod kątem bezpiecznego dostępu zdalnego i operacji CI/CD 347

• 15.1. Opcje punktów końcowych API Dockera 348
• 15.2. Konfigurowanie bezpiecznych zdalnych połączeń z Dockerem 353
• 15.3. Stosowanie kontekstów Dockera do pracy ze zdalnymi silnikami 362
• 15.4. Dodawanie wdrażania ciągłego do potoku CI 365
• 15.5. Model dostępu stosowany w Dockerze 372
• 15.6. Laboratorium 373

16. Budowanie obrazów Dockera działających wszędzie: w systemach Linux i Windows, na procesorach Intel i Arm 375

• 16.1. Dlaczego obrazy wieloarchitekturowe są ważne? 376
• 16.2. Budowanie obrazów wieloarchitekturowych z użyciem jednego lub kilku plików Dockerfile 380
• 16.3. Przesyłanie do rejestrów obrazów wieloarchitekturowych i manifestów 386
• 16.4. Budowanie obrazów wieloarchitekturowych przy użyciu Docker Buildx 392
• 16.5. Określanie, czy obrazy wieloarchitekturowe pasują do naszych planów 398
• 16.6. Laboratorium 399

CZĘŚĆ 4. PRZYGOTOWYWANIE KONTENERÓW DO ZASTOSOWAŃ PRODUKCYJNYCH 401

17. Optymalizacja obrazów Dockera pod kątem wielkości, szybkości działania i bezpieczeństwa 403

• 17.1. Optymalizacja obrazów Dockera 404
• 17.2. Wybór odpowiednich obrazów bazowych 409
• 17.3. Minimalizacja liczby i wielkości warstw 415
• 17.4. Podnoszenie wieloetapowych operacji budowania na wyższy poziom 419
• 17.5. Dlaczego optymalizacja ma znaczenie? 423
• 17.6. Laboratorium 425

18. Zarządzanie konfiguracją aplikacji w kontenerach 427

• 18.1. Wielowarstwowe podejście do konfigurowania aplikacji 428
• 18.2. Pakowanie konfiguracji dla każdego środowiska 432
• 18.3. Wczytywanie konfiguracji ze środowiska uruchomieniowego 437
• 18.4. Konfigurowanie starych aplikacji w taki sam sposób jak nowych 442
• 18.5. Dlaczego opłaca się stosować elastyczny model konfiguracji? 448
• 18.6. Laboratorium 451

19. Zapisywanie dzienników aplikacji i zarządzanie nimi w Dockerze 453

• 19.1. Witamy w świecie stderr i stdout! 454
• 19.2. Przekazywanie komunikatów z innych źródeł do standardowego strumienia wyjściowego 459
• 19.3. Gromadzenie i przekazywanie wpisów z dzienników kontenerów 464
• 19.4. Zarządzanie wyświetlaniem i gromadzeniem wpisów 472
• 19.5. Poziomy rejestrowania komunikatów 475
• 19.6. Laboratorium 478

20. Kontrola ruchu HTTP do kontenerów przy użyciu odwrotnego serwera pośredniczącego 479

• 20.1. Czym jest odwrotny serwer pośredniczący? 480
• 20.2. Obsługa trasowania i SSL w odwrotnym serwerze pośredniczącym 486
• 20.3. Poprawianie wydajności i niezawodności przy użyciu serwera pośredniczącego 491
• 20.4. Chmurowy odwrotny serwer pośredniczący 497
• 20.5. Wzorce, jakie można tworzyć, używając odwrotnych serwerów pośredniczących 505
• 20.6. Laboratorium 507

21. Komunikacja asynchroniczna przy użyciu kolejki komunikatów 509

• 21.1. Czym jest asynchroniczne przesyłanie komunikatów? 510
• 21.2. Stosowanie chmurowych kolejek komunikatów 514
• 21.3. Konsumowanie i obsługa komunikatów 519
• 21.4. Dodawanie nowych możliwości przy użyciu programów obsługi komunikatów 522
• 21.5. Wzorce stosowania asynchronicznych komunikatów 527
• 21.6. Laboratorium 529

22. Końca nie widać 531

• 22.1. Uruchamiaj własne rozwiązania stanowiące potwierdzenie koncepcji 531
• 22.2. Poszukaj możliwości stosowania Dockera w swojej firmie 532
• 22.3. Planowanie ścieżki produkcji 534
• 22.4. Poznaj społeczność Dockera 535

A. Rozwiązania laboratoriów 537

• Rozdział 2. 537
• Rozdział 3. 539
• Rozdział 4. 539
• Rozdział 5. 540
• Rozdział 6. 541
• Rozdział 7. 542
• Rozdział 8. 543
• Rozdział 9. 543
• Rozdział 10. 545
• Rozdział 11. 545
• Rozdział 12. 546
• Rozdział 13. 546
• Rozdział 14. 546
• Rozdział 15. 549
• Rozdział 16. 550
• Rozdział 17. 552
• Rozdział 18. 552
• Rozdział 19. 553
• Rozdział 20. 555
• Rozdział 21. 556