Docker Simplified: Eine praktische Anleitung für absolute Anfänger

Unabhängig davon, ob Sie planen, Ihre Karriere bei DevOps zu beginnen, oder bereits daran interessiert sind, wenn Docker nicht in Ihrem Lebenslauf aufgeführt ist, ist es zweifellos an der Zeit, darüber nachzudenken, da Docker eine der entscheidenden Fähigkeiten für jeden ist, der dies tut ist in DevOps Arena.

In diesem Beitrag werde ich mein Bestes geben, um Docker so einfach wie möglich zu erklären.

Bevor wir einen tiefen Tauchgang machen und Docker erkunden, werfen wir einen Blick auf die Themen, die wir als Teil dieses Leitfadens für Anfänger behandeln werden.

  • Was ist Docker?
  • Das Problem, das Docker löst
  • Vor- und Nachteile der Verwendung von Docker
  • Kernkomponenten von Docker
  • Docker-Terminologie
  • Was ist Docker Hub?
  • Docker-Editionen
  • Docker installieren
  • Einige wichtige Docker-Befehle für den Einstieg
  • Einpacken

Beginnen wir mit dem Verständnis: Was ist Docker?

In einfachen Worten, Docker ist eine Softwareplattform, die das Erstellen, Ausführen, Verwalten und Verteilen von Anwendungen vereinfacht. Dazu wird das Betriebssystem des Computers virtualisiert, auf dem es installiert ist und ausgeführt wird.

Die erste Ausgabe von Docker wurde 2013 veröffentlicht.

Docker wird mit der Programmiersprache GO entwickelt.

Angesichts der umfangreichen Funktionen, die Docker zu bieten hat, wurde es von einigen der weltweit führenden Organisationen und Universitäten wie Visa, PayPal, der Cornell University und der Indiana University (um nur einige zu nennen) weithin akzeptiert, um ihre Funktionen auszuführen und zu verwalten Anwendungen mit Docker.

Versuchen wir nun, das Problem und die Lösung, die Docker zu bieten hat, zu verstehen

Das Problem

Angenommen, Sie haben drei verschiedene Python-basierte Anwendungen, die Sie auf einem einzelnen Server hosten möchten (entweder eine physische oder eine virtuelle Maschine).

Jede dieser Anwendungen verwendet eine andere Version von Python, und die zugehörigen Bibliotheken und Abhängigkeiten unterscheiden sich von Anwendung zu Anwendung.

Da auf demselben Computer keine unterschiedlichen Python-Versionen installiert sein können, können wir nicht alle drei Anwendungen auf demselben Computer hosten.

Die Lösung

Schauen wir uns an, wie wir dieses Problem lösen können, ohne Docker zu verwenden. In einem solchen Szenario könnten wir dieses Problem lösen, indem wir entweder drei physische Maschinen oder eine einzelne physische Maschine haben, die leistungsfähig genug ist, um drei virtuelle Maschinen darauf zu hosten und auszuführen.

Beide Optionen würden es uns ermöglichen, verschiedene Versionen von Python auf jedem dieser Computer zusammen mit den zugehörigen Abhängigkeiten zu installieren.

Unabhängig davon, für welche Lösung wir uns entscheiden, sind die Kosten für die Beschaffung und Wartung der Hardware recht hoch.

Schauen wir uns nun an, wie Docker eine effiziente und kostengünstige Lösung für dieses Problem sein kann.

Um dies zu verstehen, müssen wir uns ansehen, wie genau Docker funktioniert.

Der Computer, auf dem Docker installiert ist und ausgeführt wird, wird normalerweise in einfachen Worten als Docker-Host oder Host bezeichnet.

Wenn Sie also eine Anwendung auf dem Host bereitstellen möchten, wird eine logische Entität darauf erstellt, um diese Anwendung zu hosten. In der Docker-Terminologie nennen wir diese logische Entität einen Container oder Docker-Container, um genauer zu sein.

Auf einem Docker Container ist kein Betriebssystem installiert und läuft darauf. Es würde jedoch eine virtuelle Kopie der Prozesstabelle, der Netzwerkschnittstelle (n) und der Dateisystem-Einhängepunkte enthalten. Diese wurden vom Betriebssystem des Hosts geerbt, auf dem der Container gehostet wird und ausgeführt wird.

Während der Kernel des Betriebssystems des Hosts von allen Containern gemeinsam genutzt wird, die darauf ausgeführt werden.

Dadurch kann jeder Container von dem anderen auf demselben Host vorhandenen isoliert werden. Daher werden mehrere Container mit unterschiedlichen Anwendungsanforderungen und Abhängigkeiten unterstützt, die auf demselben Host ausgeführt werden können, sofern dieselben Betriebssystemanforderungen gelten.

Um zu verstehen, wie hilfreich Docker bei der Lösung dieses Problems war, lesen Sie den nächsten Abschnitt, in dem die Vor- und Nachteile der Verwendung von Docker erläutert werden.

Kurz gesagt, Docker würde das Betriebssystem des Hosts, auf dem es installiert ist und ausgeführt wird, virtualisieren, anstatt die Hardwarekomponenten zu virtualisieren.

Die Vor- und Nachteile der Verwendung von Docker

Vorteile der Verwendung von Docker

Einige der wichtigsten Vorteile der Verwendung von Docker sind nachstehend aufgeführt:

  • Docker unterstützt mehrere Anwendungen mit unterschiedlichen Anwendungsanforderungen und -abhängigkeiten, die zusammen auf demselben Host gehostet werden, sofern sie dieselben Betriebssystemanforderungen haben.
  • Speicher optimiert. Eine große Anzahl von Anwendungen kann auf demselben Host gehostet werden, da Container normalerweise nur wenige Megabyte groß sind und nur sehr wenig Speicherplatz belegen.
  • Robustheit. Auf einem Container ist kein Betriebssystem installiert. Daher verbraucht es im Vergleich zu einer virtuellen Maschine (auf der ein vollständiges Betriebssystem installiert wäre und ausgeführt wird) nur sehr wenig Speicher. Dies reduziert auch die Startzeit auf nur wenige Sekunden im Vergleich zu einigen Minuten, die zum Starten einer virtuellen Maschine erforderlich sind.
  • Reduziert die Kosten. Docker ist weniger anspruchsvoll, wenn es um die Hardware geht, die für die Ausführung erforderlich ist.

Nachteile der Verwendung von Docker

  • Applications with different operating system requirements cannot be hosted together on the same Docker Host. For example, let’s say we have 4 different applications, out of which 3 applications require a Linux-based operating system and the other application requires a Windows-based operating system. In such a scenario, the 3 applications that require Linux-based operating system can be hosted on a single Docker Host, whereas the application that requires a Windows-based operating system needs to be hosted on a different Docker Host.

Core Components of Docker

Docker Engine is one of the core components of Docker. It is responsible for the overall functioning of the Docker platform.

Docker Engine is a client-server based application and consists of 3 main components.

  1. Server
  2. REST API
  3. Client

The Server runs a daemon known as dockerd(Docker Daemon), which is nothing but a process. It is responsible for creating and managing Docker Images, Containers, Networks and Volumes on the Docker platform.

The REST API specifies how the applications can interact with the Server, and instruct it to get their job done.

The Client is nothing but a command line interface, that allows users to interact with Docker using the commands.

Docker Terminology

Let us take a quick look at some of the terminology associated with Docker.

Docker Images and Docker Containers are the two essential things that you will come across daily while working with Docker.

In simple terms, a Docker Image is a template that contains the application, and all the dependencies required to run that application on Docker.

On the other hand, as stated earlier, a Docker Container is a logical entity. In more precise terms, it is a running instance of the Docker Image.

What is Docker Hub?

Docker Hub is the official online repository where you could find all the Docker Images that are available for us to use.

Docker Hub also allows us to store and distribute our custom images as well if we wish to do so. We could also make them either public or private, based on our requirements.

Please Note: Free users are only allowed to keep one Docker Image as private. If we wish to keep more than one Docker Image as private, we need to subscribe to a paid subscription plan.

Docker Editions

Docker is available in 2 different editions, as listed below:

  • Community Edition (CE)
  • Enterprise Edition (EE)

The Community Edition is suitable for individual developers and small teams. It offers limited functionality, in comparison to the Enterprise Edition.

The Enterprise Edition, on the other hand, is suitable for large teams and for using Docker in production environments.

The Enterprise Edition is further categorized into three different editions, as listed below:

  • Basic Edition
  • Standard Edition
  • Advanced Edition

Installing Docker

One last thing that we need to know before we go ahead and get our hands dirty with Docker is actually to have Docker installed.

Below are the links to the official Docker CE installation guides. You can follow these guides to install Docker on your machine, as they are simple and straightforward.

  • CentOS Linux
  • Debian Linux
  • Fedora Linux
  • Ubuntu Linux
  • Microsoft Windows
  • MacOS

Want to skip installation and head off straight to practicing Docker?

Just in case you are feeling too lazy to install Docker, or you don’t have enough resources available on your computer, you need not have to worry — here’s the solution to your problem.

You can head over to Play with Docker, which is an online playground for Docker. It allows users to practice Docker commands immediately, without having to install anything on your machine. The best part is it’s simple to use and available free of cost.

Docker Commands

Now it’s time to get our hands dirty with Docker commands, for which we all have been waiting till now.

docker create

The first command which we will be looking at is the docker create command.

This command allows us to create a new container.

The syntax for this command is as shown below:

docker create [options] IMAGE [commands] [arguments]

Please Note: Anything enclosed within the square brackets is optional. This is applicable to all the commands that you would see on this guide.

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker create fedora
02576e880a2ccbb4ce5c51032ea3b3bb8316e5b626861fc87d28627c810af03

In the above example, the docker create command would create a new container using the latest Fedora image.

Before creating the container, it will check if the latest official image of the Fedora is available on the Docker Host or not. If the latest image isn’t available on the Docker Host, it will then go ahead and download the Fedora image from the Docker Hub before creating the container. If the Fedora image is already present on the Docker Host, it will make use of that image and create the container.

If the container was created successfully, Docker will return the container ID. For instance, in the above example 02576e880a2ccbb4ce5c51032ea3b3bb8316e5b626861fc87d28627c810af03 is the container ID returned by Docker.

Each container has a unique container ID. We refer to the container using its container ID for performing various operations on the container, such as starting, stopping, restarting, and so on.

Now, let us refer to another example of docker create command, which has options and commands being passed to it.

$ docker create -t -i ubuntu bash
30986b73dc0022dbba81648d9e35e6e866b4356f026e75660460c3474f1ca005

In the above example, the docker create command creates a container using the Ubuntu image (As stated earlier, if the image isn’t available on the Docker Host, it will go ahead and download the latest image from the Docker Hub before creating the container).

The options -t and -i instruct Docker to allocate a terminal to the container so that the user can interact with the container. It also instructs Docker to execute the bash command whenever the container is started.

docker ps

The next command we will look at is the docker ps command.

The docker ps command allows us to view all the containers that are running on the Docker Host.

$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES30986b73dc00 ubuntu "bash" 45 minutes ago Up About a minute elated_franklin

It only displays the containers that are presently running on the Docker Host.

If you want to view all the containers that were created on this Docker Host, irrespective of their current status, such as whether they are running or exited, then you would need to include the option -a, which in turn would display all the containers that were created on this Docker Host.

$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES30986b73dc00 ubuntu “bash” About an hour ago Up 29 minutes elated_franklin02576e880a2c fedora “/bin/bash” About an hour ago Created hungry_sinoussi

Before we proceed further, let’s try to decode and understand the output of the docker ps command.

CONTAINER ID: A unique string consisting of alpha-numeric characters, associated with each container.

IMAGE: Name of the Docker Image used to create this container.

COMMAND: Any application specific command(s) that needs to be executed when the container is started.

CREATED: This shows the time elapsed since this container has been created.

STATUS: This shows the current status of the container, along with the time elapsed, in its present state.

If the container is running, it will display as Up along with the time period elapsed (for example, Up About an hour or Up 3 minutes).

If the container is stopped, then it will display as Exited followed by the exit status code within round brackets, along with the time period elapsed (for example, Exited (0) 3 weeks ago or Exited (137) 15 seconds ago, where 0 and 137 are the exit codes).

PORTS: This displays any port mappings defined for the container.

NAMES: Apart from the CONTAINER ID, each container is also assigned a unique name. We can refer to a container either using its container ID or its unique name. Docker automatically assigns a unique silly name to each container it creates. But if you want to specify your own name to the container, you can do that by including the — — name (double hyphen name) option to the docker create or the docker run (we will look at the docker run command later) command.

I hope this gives you a better understanding of the output of the docker ps command.

docker start

The next command we will look at, is the docker start command.

This command starts any stopped container(s).

The syntax for this command is as shown below:

docker start [options] CONTAINER ID/NAME [CONTAINER ID/NAME…]

We can start a container either by specifying the first few unique characters of its container ID or by specifying its name.

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker start 30986

In the above example, Docker starts the container beginning with the container ID 30986.

$ docker start elated_franklin

Whereas in this example, Docker starts the container named elated_franklin.

docker stop

The next command on the list is the docker stop command.

This command stops any running container(s).

The syntax for this command is as shown below:

docker stop [options] CONTAINER ID/NAME [CONTAINER ID/NAME…]

It is similar to the docker start command.

We can stop the container either by specifying the first few unique characters of its container ID or by specifying its name.

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker stop 30986

In the above example, Docker will stop the container beginning with the container ID 30986.

$ docker stop elated_franklin

Whereas in this example, Docker will stop the container named elated_franklin.

docker restart

The next command we will look at is the docker restart command.

This command restarts any running container(s).

The syntax for this command is as shown below:

docker restart [options] CONTAINER ID/NAME [CONTAINER ID/NAME…]

We can restart the container either by specifying the first few unique characters of its container ID or by specifying its name.

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker restart 30986

In the above example, Docker will restart the container beginning with the container ID 30986.

$ docker restart elated_franklin

Whereas in this example, Docker will restart the container named elated_franklin.

docker run

The next command we will be looking at is the docker run command.

This command first creates the container, and then it starts the container. In short, this command is a combination of the docker create and the docker start command.

The syntax for this command is as shown below:

docker run [options] IMAGE [commands] [arguments]

It has a syntax similar to that of the docker create command.

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker run ubuntu
30fa018c72682d78cf168626b5e6138bb3b3ae23015c5ec4bbcc2a088e67520

In the above example, Docker will create the container using the latest Ubuntu image and then immediately start the container.

If we execute the above command, it would start the container and immediately stop it — we wouldn’t get any chance to interact with the container at all.

If we want to interact with the container, then we need to specify the options: -it (hyphen followed by i and t) to the docker run command presents us with the terminal, using which we could interact with the container by typing in appropriate commands. Below is an example of the same.

$ docker run -it ubuntu
[email protected]:/#

In order to come out of the container, you need to type exit in the terminal.

docker rm

Moving on to the next command — if we want to delete a container, we use the docker rm command.

The syntax for this command is as shown below:

docker rm [options] CONTAINER ID/NAME [CONTAINER ID/NAME...]

Some of the examples of using this command are shown below:

$ docker rm 30fa elated_franklin

In the above example, we are instructing Docker to delete 2 containers within a single command. The first container to be deleted is specified using its container ID, and the second container to be deleted is specified using its name.

Please Note: The containers need to be in a stopped state in order to be deleted.

docker images

docker images is the next command on the list.

This command lists out all the Docker Images that are present on your Docker Host.

$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE CREATED SIZEmysql latest 7bb2586065cd 38 hours ago 477MBhttpd latest 5eace252f2f2 38 hours ago 132MBubuntu 16.04 9361ce633ff1 2 weeks ago 118MBubuntu trusty 390582d83ead 2 weeks ago 188MBfedora latest d09302f77cfc 2 weeks ago 275MBubuntu latest 94e814e2efa8 2 weeks ago 88.9MB

Let us decode the output of the docker images command.

REPOSITORY: This represents the unique name of the Docker Image.

TAG: Each image is associated with a unique tag. A tag basically represents a version of the image.

A tag is usually represented either using a word or set of numbers or a combination of alphanumeric characters.

IMAGE ID: A unique string consisting of alpha-numeric characters, associated with each image.

CREATED: This shows the time elapsed since this image has been created.

SIZE: This shows the size of the image.

docker rmi

The next command on the list is the docker rmi command.

The docker rmi command allows us to remove an image(s) from the Docker Host.

The syntax for this command is as shown below:

docker rmi [options] IMAGE NAME/ID [IMAGE NAME/ID...]

Some of the examples of using this command are shown below:

docker rmi mysql

The above command removes the image named mysql from the Docker Host.

docker rmi httpd fedora

The above command removes the images named httpd and fedora from the Docker Host.

docker rmi 94e81

The above command removes the image starting with the image ID 94e81 from the Docker Host.

docker rmi ubuntu:trusty

The above command removes the image named ubuntu, with the tag trusty from the Docker Host.

These were some of the basic Docker commands you will see. There are many more Docker commands to explore.

Wrap-Up

Die Containerisierung hat in letzter Zeit die Aufmerksamkeit erhalten, die sie verdient, obwohl es sie schon lange gibt. Einige der Top-Tech-Unternehmen wie Google, Amazon Web Services (AWS), Intel, Tesla und Juniper Networks verfügen über eine eigene benutzerdefinierte Version von Container-Engines. Sie verlassen sich stark auf sie, um ihre Anwendungen zu erstellen, auszuführen, zu verwalten und zu verteilen.

Docker ist eine äußerst leistungsstarke Containerisierungs-Engine und hat viel zu bieten, wenn es darum geht, Ihre Anwendungen effizient zu erstellen, auszuführen, zu verwalten und zu verteilen.

Sie haben Docker gerade auf einem sehr hohen Niveau gesehen. Es gibt noch viel mehr über Docker zu lernen, wie zum Beispiel:

  • Docker-Befehle (leistungsstärkere Befehle)
  • Docker-Bilder (Erstellen Sie Ihre eigenen benutzerdefinierten Bilder)
  • Docker-Netzwerk (Netzwerk einrichten und konfigurieren)
  • Docker Services (Gruppieren von Containern, die dasselbe Image verwenden)
  • Docker Stack (Grouping services required by an application)
  • Docker Compose (Tool for managing and running multiple containers)
  • Docker Swarm (Grouping and managing one or more machines on which docker is running)
  • And much more…

If you have found Docker to be fascinating, and are interested in learning more about it, then I would recommend that you enroll in the courses which are listed below. I found them to be very informative and straight to the point.

If you are an absolute beginner, then I would suggest you enroll in this course, which has been designed for beginners.

If you have some good knowledge about Docker, and are pretty much confident with the basic stuff and want to expand your knowledge, then I would suggest you should enroll into this course, which is aimed more towards advanced topics related to Docker.

Docker ist eine zukunftssichere Fähigkeit und nimmt gerade Fahrt auf.

Ihre Zeit und Ihr Geld in das Erlernen von Docker zu investieren, wäre nichts, was Sie bereuen würden.

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