Docker: Contenedores, Imágenes y Comandos

Introducción

• Docker automatiza el despliegue de aplicaciones dentro de contenedores de software.
• Proporciona una capa de abstracción y automatización de virtualización de aplicaciones en múltiples sistemas operativos.
• Utiliza características de aislamiento de recursos del kernel Linux, como cgroups y espacios de nombres (namespaces) para permitir que 'contenedores' independientes se ejecuten dentro de una sola instancia de Linux.
• Esto evita la sobrecarga de iniciar y mantener máquinas virtuales.

¿Quién puede usar Docker?

• Docker es útil para administradores de sistemas y desarrolladores.
• Ayuda a solucionar problemas de sistemas heterogéneos durante el desarrollo y despliegue de aplicaciones.
• Asegura la calidad del desarrollo al garantizar que todos usen las mismas versiones de aplicaciones y librerías.
• Permite crear entornos aislados con configuraciones idénticas.

¿Docker es Virtualización?

• En GNU/Linux, Docker no es virtualizado, no hay un hipervisor.
• Los procesos se ejecutan con el mismo kernel.
• Aísla los procesos del resto de los procesos del sistema y controla los recursos asignados.
• El contenedor no sabe que lo es, y es una distribución GNU/Linux independiente sin la penalización de rendimiento de los sistemas virtualizados.
• Permite una distribución construida a partir de una "receta" que garantiza que el sistema que se ejecuta siempre sea el mismo.
• Si se ejecutan contenedores GNU/Linux dentro de sistemas privativos, sí habrá virtualización.

Conceptos Básicos

• Demonio de Docker (docker daemon): Es el proceso principal, escucha peticiones a la API, y maneja imágenes, contenedores, redes, y volúmenes. Se comunica con otros demonios.
• Cliente de Docker (docker client): Es la principal herramienta para interactuar con el sistema Docker.
• Registro de Docker (docker registry): Es donde se almacenan las imágenes de Docker.
• Docker Hub es el principal registro público de Docker con imágenes listas para usar (MySQL, WordPress, etc.).

Objetos de Docker

• Imagen (image): Plantilla de solo lectura que contiene las instrucciones para crear un contenedor Docker.
• Contenedor (container): Instancia ejecutable de una imagen que puede ser creada, iniciada, detenida, movida o eliminada.
• Las instancias se pueden conectar a redes o sistemas de almacenamiento y se controla como de aislado está el contenedor del sistema anfitrión y del resto de contenedores.
• Servicios (services): Permiten escalar un contenedor a través de múltiples demonios de Docker que trabajan en conjunto como un enjambre (swarm).

Instalación

• Existen dos versiones de Docker: una libre (Community Edition) y otra no libre.
• Docker CE está disponible para GNU/Linux (CentOS, Debian, Fedora, Ubuntu) en varias arquitecturas (x86_64/amd64).

Disponibilidad

• La forma de instalar Docker varía según la distribución, por lo que se recomienda consultar la documentación oficial.
• Para Ubuntu, use: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/
• Para Debian, use: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/
• Para CentOS, use: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/
• Para Fedora, use: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/fedora/

Instalación

• Para verificar que Docker esté bien instalado, ejecute un contenedor de ejemplo.
• Comando: sudo docker run hello-world

Configuración del Usuario

• Para usar Docker sin sudo, agregue su usuario al grupo docker.
• Comando: sudo usermod -aG docker $USER
• Cierre y vuelva a abrir la sesión para que los cambios surtan efecto.

Imágenes

• Es necesario tener ciertas imágenes instaladas.
• Para instalar WordPress: docker pull wordpress:latest
• Para instalar MariaDB: docker pull mariadb:latest
• Asegúrese de haber configurado los permisos y cerrado la sesión antes de ejecutar estos comandos.

Herramientas

• Es necesario tener Docker Compose.
• Se puede instalar desde la página de instalación de Docker Compose.
• En Ubuntu o Debian, se instala más fácil con apt.
• Comando: sudo apt install docker-compose

Imágenes

• Las imágenes son la base de Docker y son plantillas de solo lectura que se crean incorporando los requisitos para cumplir un objetivo.
• Para crear un proyecto con PHP, se incorporará el intérprete de PHP.
• Para una página web, se agregará el servidor web (Apache, Nginx, etc.).

Buscar Imágenes

• Lo normal es partir o usar una imagen ya creada debido lo dificultoso que es crear una imagen desde cero.
• Se buscan en los registros, como el registro oficial (https://hub.docker.com).
• Se recomienda usar imágenes oficiales de WordPress, ya que están mantenidas y bien documentadas.

Gestión de Imágenes

• Las imágenes se identifican por nombre y versión.
• En la página de WordPress, hay una pestaña de Tags con las versiones disponibles.
• Para usar una versión específica, agregue dos puntos seguido del nombre de la versión. Si no se especifica, se descarga la etiquetada como latest.
• Para descargar imágenes, use el comando: docker pull

Descargar

• Ejemplo para descargar WordPress latest: docker pull wordpress:latest
• Ejemplo para descargar WordPress php7.1: docker pull wordpress:php7.1

Listado

• Para ver el listado de imágenes disponibles, use: docker images
• Ejemplo de salida:

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED      SIZE
wordpress    latest    ca0fefec932b   7 days ago   409MB
wordpress    php7.1    37664bd9863e  7 days ago   400MB
hello-world  latest    4ab4c602aa5e  2 weeks ago  1.84kB

Borrado

• Para dejar de usar una imagen, use: docker rmi
• Ejemplo: docker rmi wordpress:php7.1
• No se puede eliminar una imagen si está en uso por algún contenedor.

Contenedores

• Los contenedores son instancias de las imágenes que se ejecutan de forma aislada.

Listado

• Para ver listado de contenedores, utilice docker container ls o docker ps
• Se visualizará un listado vacío si no hay contenedores activos
• Se puede usar el parámetro --all o -a para mostrar todos los contenedores.

Iniciar un Contenedor

• Para iniciar un contenedor parado, use: docker container start
• Ejecute: docker ps
• Ejemplo: docker container start peaceful_murdock

Detener un Contenedor

• Para detener un contenedor iniciado, use: docker container stop
• Indique su id (ejemplo: 4bd76e08b07f ) o nombre.

Borrar un Contenedor

• Para borrar un contenedor detenido, use: docker container rm
• Indique su id (ejemplo: 4bd76e08b07f ) o nombre.
• Al borrar un contenedor se elimina cualquier información que contenga.

Ejecutar Comandos Dentro de un Contenedor

• Se puede usar docker run para ejecutar programas que están dentro de un contenedor.
• Ejemplo: docker run --name ubuntu_bash --rm -i -t ubuntu bash
• Las primeras versiones de Docker eran más limitadas, así que salieron comandos como docker start y docker stop, relacionados con los contenedores.

Persistiendo Datos

• Por defecto, un contenedor está aislado y al eliminarlo se eliminan sus archivos.
• Para almacenar datos dentro de un contenedor sin perderlos se puede hacer:
• A través de volúmenes
• Montando un directorio de la máquina anfitrión
• Almacenándolo en la memoria del sistema (se perderían al reiniciar)
• Lo normal es usar volúmenes.

Crear Volumen

• Para crear un volumen donde guardar la información para blog WordPress:
• Comando: docker volume create
• Ejemplo: docker volume create wordpress-db

Listar Volúmenes

- Para visualizar todos los volúmenes disponibles:

• Comando: docker volume ls
• Ejemplo de resultado:

DRIVER      VOLUME NAME
local       wordpress-db

Visualizar Volúmenes

• Los volúmenes se crean en un directorio del sistema, no es recomendable acceder a él mientras haya contenedor usándolo.
• Para ver metadatos volumen usa.
• Comando: docker volume inspect

Borrar Volúmenes

• Como todos los objetos de Docker, se pueden borrar volúmenes
• Solamente se realiza si el volumen no está en uso
• Usar mucha precaución porque se perderían todos los datos que contenga
• Comando: docker volume rm

Levantar WordPress con Docker

• Para crear un blog con WordPress requiere de una BBDD
• Se comenzará por crear la base de datos para luego crear el contenedor del blog.

Crear un Contenedor con MariaDB

• WordPress soporta los motores relaciones MySQL y MariaDB
• Para crear la BBDD se utiliza el volumen docker run -d --name wordpress-db \
• -mount source=wordpress-db,target=/var/lib/mysql \
• e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
• e MYSQL_DATABASE=wordpress \
• e MYSQL_USER=manager \
• e MYSQL_PASSWORD=secret mariadb:10.3.9
  • La imagen de MariaDB se descargue si no lo está y se inicie el contenedor.
• No se usa el parámetro -p para publicar puertos
• Agregar parámetro -d para que se ejecute como un proceso en segundo plano, para no pararlo por accidente con Control+C.
• Variables con -e que configuran la BBDD, un usuario y configuración de contraseña
• Se recomienda mirar en el registro de Docker la imagen oficial de MariaDB
• El parámetro --mount enlaza el volumen al directorio /var/lib/mysql del contenedor, donde se guardan los datos de MariaDB.

Creando Nuestro Blog

• Se conectará WordPress con la BBDD
• Es necesario poder editar los ficheros de las plantillas, por lo que se necesita montar el directorio del contenedor con la cuenta del usuario de la máquina anfitrión
• Para crear el espacio de trabajo se usa el siguiente comando: mkdir -p ~/Sites/wordpress/target && cd ~/Sites/wordpress
• Para arrancar el contenedor se usa el siguiente comando:

docker run -d --name wordpress \
- -link wordpress-db:mysql \
- -mount type=bind,source="$(pwd)"/target,target=/var/www/html \
- e WORDPRESS_DB_USER=manager \
- e WORDPRESS_DB_PASSWORD=secret \
- p 8080:80 \
wordpress:4.9.8

• Al terminar, se accede al http://localhost:8080/ y ahora se podrá acabar el proceso de instalación del WordPress
  • Listar directorio target, comprueba que están todos los archivos de la instalación accesibles fuera directorio

Levantar un WordPress con Docker Compose

• El cliente de Docker es problemático para crear contenedores, así como vinculados entre ellos.
• Para automatizar la creación, inicio y parada de un grupo de contenedores, Docker proporciona una herramienta Docker Compose.
• Para detener y borrar lo creado se usa:

docker container stop wordpress wordpress-db
docker container rm wordpress wordpress-db
docker volume rm wordpress-db

Docker Compose

• Compose es una herramienta para definir y ejecutar aplicaciones multi-contenedor.
• Se crea e inicia todos los servicios con un comando
• Los casos de usos más habituales para docker-compose:
• Entornos de desarrollo
• Entornos de test automáticos (integración continua)
• Despliegue en host individuales (no clusters)
• Compose tiene comandos para manejar ciclo de vida de aplicación
• Iniciar, detener y rehacer servicios.
• Ver estado de servicios.
• Visualizar los logs.
• Ejecutar comando en un servicio.

Creación de Contenedores Automatizada

• Se crea fichero llamado docker-compose.yaml con el siguiente contenido:

version: '3'
services:
  db:
    image: mariadb:10.3.9
    volumes:
    data:/var/lib/mysql
    environment:
    MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret
    MYSQL_DATABASE=wordpress
    MYSQL_USER=manager
    MYSQL_PASSWORD=secret
  web:
    image: wordpress:4.9.8
    depends_on:
          db
    volumes:
    ./target:/var/www/html
    environment:
    WORDPRESS_DB_USER=manager
    WORDPRESS_DB_PASSWORD=secret
    WORDPRESS_DB_HOST=db
    ports:
    8080:80

• Los ficheros de Compose se dividen en tres secciones: services, volumes y networks e indican un número de versión.
• Realiza prácticamente lo mismo que el cliente de docker de forma automática.
• Con este fichero podemos hacer lo mismo que en el capítulo anterior pero con la ventaja de describir todos los requisitos en un solo archivo

Iniciar Servicios

-  Se usa el siguiente aplicación: `docker-compose up -d`

• Al arrancar la aplicación, Compose informa de los servicios levantando la
• El parámetro -d es similar al docker run, permite levantar servicios en segundo plano.

docker-compose up -d
Creating network "wordpress_default" with the default driver
Creating volume "wordpress_data" with local driver
Creating wordpress_db_1 ... done
Creating wordpress_web_1 ... done

Detener Servicios

• Se detiene con: docker-compose stop

Borrar Servicios

• Se borran con: docker-compose down
• Este comando borra los contenedores pero no los volúmenes
• Para borrar con volúmenes: docker-compose down -v

Estructura de la Configuración

• Estructura de la parte de configuración version: '3'
• Compose con frecuencia es actualizado por lo que el archivo va adquiriendo funcionales.
• La versión 3 es la última actualización, mirar la página de referencia
• Datos volátiles de las aplicaciones en volúmenes, en este caso, se utiliza data.

Crear Imágenes Propias

• Se usan imágenes de terceros
• Docker permite crear imágenes propias, aunque se puede partir desde cero
• Es fácil crear la imagen en base a una ya existente
• Se puede partir de una imagen base de un lenguaje de programación o de una distinta distribución
• Se debe guardar dentro un build context, un directorio
• El directorio contiene los archivos para construir la imagen

Mi Primer Dockerfile

• Los archivos Dockerfile contienen las instrucciones crean las imágenes
• Se deben guardar en un build content

Trucos

Portainer

• Es un gestor de contenedores con interface web
• Hay que guardar el docker-compose.yaml en ~/Sites/portainer
• El fichero queda de la siguiente forma:

version: '2'
services:
    portainer:
      image: portainer/portainer
      command: -H unix:///var/run/docker.sock
      volumes:
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
      - portainer_data:/data
      ports:
          - 127.0.0.1:9000:9000
volumes:
    portainer_data:

• Para ejecutar el contenedor: docker-compose up -d

Limpieza

• Para borrar objetos en desuso: docker system prune
• Para borrar volúmenes no asociados con un contenedor: docker volume rm $(docker volume ls -q -f "dangling=true")
• Para eliminar contenedores que han finalizado: docker rm $(docker ps -q -f "status=exited")
• Para borrar imágenes sin etiquetar: docker image rmi $(docker images -q -f "dangling=true")

Copias de seguridad

• Crear una copia de seguridad se realiza mediante:

docker run --rm -v /tmp:/backup \
- -volumes-from <container-name> \
busybox tar -cvf /backup/backup.tar <path-to-data>

• La restauración se realiza:

docker run --rm -v /tmp:/backup \
- -volumes-from <container-name> \
busybox tar -xvf /backup/backup.tar <path-to-data>

Pon a prueba tus conocimientos sobre Docker, incluyendo contenedores, imágenes y el demonio de Docker. Aprende sobre Docker CE, Docker Compose y comandos esenciales para administrar contenedores. Este cuestionario cubre desde los conceptos básicos hasta la gestión de usuarios y la instalación de Docker en diferentes sistemas operativos.