Docker für Einsteiger: DevOps optimieren und Entwicklungsprozesse beschleunigen

Da moderne Anwendungen nicht mehr als statische Pakete erstellt werden, erfordert die heutige DevOps-Kultur Flexibilität, Portabilität und Geschwindigkeit. Und genau hier kommt Docker ins Spiel.

Docker hilft Entwicklern dabei, Anwendungen mithilfe von Containern zu verpacken, bereitzustellen und auszuführen. Es ermöglicht die Nachbildung derselben Anwendungsumgebung auf verschiedenen Geräten, anstatt diese auf jedem Gerät separat einrichten zu müssen. Im Laufe der Zeit hat Docker die Herangehensweise an DevOps verändert.

In diesem Artikel werden wir Docker auf eine für Anfänger geeignete Weise näher beleuchten.

Wie Docker DevOps verändert hat

Vor Docker wurden Entwicklung und Betrieb getrennt gehandhabt, sodass Unstimmigkeiten zwischen den Umgebungen häufig vorkamen. Stellen Sie sich vor, ein Entwickler hat eine App lokal mit einer bestimmten Python-Version erstellt, und ein Deployment-Ingenieur stellt später fest, dass der Produktionsserver diese nicht unterstützt. Inkompatibilitäten bei Bibliotheken und Abhängigkeiten sowie inkonsistente Konfigurationen wirken sich negativ auf die Produktions- und Release-Zyklen aus. Docker sorgt durch Container für Konsistenz über alle Umgebungen hinweg.

Ein Container ist eine schlanke, isolierte Umgebung, die den Quellcode einer App, die benötigten Bibliotheken, Konfigurationsdateien, Abhängigkeiten, Umgebungsvariablen und alle weiteren Elemente enthält, die eine App zum Funktionieren benötigt. Wenn die App in einem Docker-Container auf dem Laptop eines Entwicklers läuft, sollte sie in QA, Staging und Produktion genauso laufen.

Container unterscheiden sich von virtuellen Maschinen dadurch, dass sie kein Betriebssystem benötigen, um zu funktionieren; stattdessen nutzen sie den Kernel des Host-Rechners gemeinsam. In DevOps-Umgebungen kommt es auf die Geschwindigkeit der Bereitstellung an, und deshalb ist Docker mit seiner schlanken Bauweise sehr hilfreich.

Die wichtigsten Docker-Komponenten, die jeder Anfänger kennen sollte

Um Docker zu verstehen, müssen sich Anfänger mit den vier Kernkonzepten vertraut machen: Docker-Engine, Dockerfile, Docker-Image und Docker-Container.

• Docker-Engine. Dies ist der Laufzeitdienst, der Container erstellt, ausführt und verwaltet und als operativer Kern von Docker fungiert.
• Dockerfile. Dies ist eine Textvorlage, die Docker mitteilt, wie ein Image erstellt werden soll. Es legt unter anderem die Basis-Betriebsumgebung, benötigte Pakete und Abhängigkeiten, den Status der Ports sowie Startbefehle fest. Beachten Sie, dass das Dockerfile ein Stück Code ist.
• Docker-Image. Ein Docker-Image ist eine vollständige Vorlage, die aus dem Dockerfile erstellt wird.
• Docker-Container. Dies ist die live ausgeführte Instanz des Docker-Images.

Warum Docker DevOps beschleunigt

Docker ist beliebt, weil es den DevOps-Lebenszyklus erheblich beschleunigt. Und so funktioniert es.

1. Docker beschleunigt die Bereitstellung von Umgebungen

Bisher konnte die Einrichtung einer Umgebung Stunden oder Tage in Anspruch nehmen, die für die Installation und Konfiguration aller Komponenten, das Setzen von Umgebungsvariablen, das Verbinden von Diensten und das Testen der Kompatibilität aufgewendet wurden.

Mit Docker kann ein Benutzer folgenden Befehl ausführen:

docker compose up

Und erhält die benötigte Umgebung innerhalb weniger Minuten.

2. Docker erleichtert die CI/CD-Integration

Docker-Images fügen sich nahtlos in Pipelines für kontinuierliche Integration und kontinuierliche Entwicklung ein. Ein CI-Server kann ein Image erstellen, darin Tests ausführen, das validierte Image in eine Registry übertragen und dieses Artefakt in der Produktion bereitstellen. Das bedeutet, dass das Artefakt, das die Nutzer erhalten, genau das gleiche ist, das automatisiert getestet wurde; dieser Zyklus erhöht die Konsistenz der Bereitstellung.

3. Docker verbessert die Skalierbarkeit

Docker ist extrem skalierbar. Sie können sieben Container statt eines einzigen ausführen, frühere Image-Versionen bereitstellen, Staging-Umgebungen replizieren und viele weitere Dinge tun, die den Entwicklungs- und Betriebsprozess wesentlich kosteneffizienter und zuverlässiger machen.

4. Docker vereinfacht die Zusammenarbeit im Team

Docker beseitigt viele Probleme im Zusammenhang mit dem Verhalten der App in verschiedenen Umgebungen. Das Modell der gemeinsam genutzten Umgebung stellt sicher, dass Teammitglieder die Konsistenz der Anwendung gewährleisten und Fehler effektiv beheben oder die App verbessern können.

Erste Schritte mit Docker

Der Einstieg in Docker ist einfacher, als es zunächst den Anschein hat.

Schritt 1 – Docker Desktop oder Docker Engine installieren

Als Erstes müssen Sie Docker auf Ihrem lokalen Rechner installieren und die Einrichtung überprüfen.

In der Regel lautet ein Testbefehl wie folgt:

docker run hello-world

Wenn Docker einen Beispielcontainer ausführt, ist die Umgebung bereit.

Schritt 2 – Erstellen einer Dockerfile

Hier ist ein Beispiel dafür, wie eine Dockerfile aussieht:

FROM node:20 WORKDIR /app COPY . . RUN npm install CMD ["npm", "start"]

Damit wird Docker angewiesen:

• Node.js 20 zu verwenden,
• ein App-Verzeichnis anzulegen;
• die Projektdateien zu kopieren;
• die Abhängigkeiten zu installieren;
• die App zu starten;

Schritt 3 — Erstellen eines Images

Verwenden Sie den folgenden Befehl:

docker build -t myapp

Schritt 4 — Starten des Containers

So starten Sie den Container:

docker run -p 3000:3000 myapp

Die Anwendung läuft nun in einem Container, ist jedoch nur lokal zugänglich.

Docker Compose und warum Sie es brauchen

Die meisten Anwendungen bestehen aus vielen Diensten, darunter Frontend, Backend, Datenbank, Cache, Warteschlange und Worker. Die Verwaltung jedes einzelnen Containers für jeden Dienst ist mühsam.

Docker Compose löst dieses Problem, indem es Ihnen ermöglicht, den gesamten Stack an Diensten in einer einzigen YAML-Datei zu definieren.

Das sieht folgendermaßen aus:

version: '3' 

services: 

app: 

build: . 

ports: 

- "3000:3000" 

db: 

image: mysql 

redis: 

image: redis

Anschließend können Sie alles mit folgendem Befehl starten:

docker compose up

Solche Funktionen sind einige der Hauptgründe, warum Docker in DevOps-Umgebungen unverzichtbar geworden ist.

Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt

Neue Docker-Nutzer machen oft die folgenden Fehler, die Sie unbedingt vermeiden sollten:

• Erstellen großer Docker-Images.
• Speichern sensibler Informationen in Dockerfiles.
• Öffnen unnötiger Ports.
• Ausführen aller Vorgänge als Administrator.
• Nicht bereinigen ungenutzter Container oder Images.

So hilfreich Docker auch ist, es erfordert dennoch Aufmerksamkeit und Verwaltung.