پیش نیازهای یادگیری داکر (برای شروع بهتر و سریع)

سرویس داکر به عنوان یکی از پرکاربردترین و پرطرفدارترین ابزارهای دنیای فناوری اطلاعات و توسعه نرم‌افزار، امروزه نقش بسیار مهمی در توسعه، دیپلویمنت و مدیریت برنامه‌ها ایفا می‌کند به همین دلیل برای آموزش داکر و بهره‌برداری بهینه از آن، توجه به آنچه پیش نیاز یادگیری داکر است، ضروری است. این ابزار به توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم‌ها اجازه می‌دهد برنامه‌های خود را به صورت ایزوله و کارآمد اجرا کنند و با سرعت بالاتری به محیط‌های مختلف منتقل کنند. برای یادگیری داکر و بهره‌برداری موثر از آن، آشنایی با برخی مفاهیم و مهارت‌های پایه‌ای از جمله کار با سیستم عامل لینوکس، اصول شبکه و مفاهیم مجازی‌سازی ضروری است. داشتن این دانش به شما کمک می‌کند تا از تمام قابلیت‌های داکر به بهترین نحو بهره‌برداری کنید و از این ابزار در مدیریت پیچیدگی‌های نرم‌افزاری و بهبود فرآیندهای توسعه بهره‌مند شوید.

آشنایی با مفاهیم اولیه داکر

اولین پیش نیاز یادگیری داکر آشنایی با مفاهیم اولیه داکر است. به صورت کلی اگر قصد دارید یادگیری داکر را به شکلی اصولی و کاربردی آغاز کنید، بهتر است ابتدا با مفاهیم و ملزومات یادگیری داکر به صورت پایه‌ای آن آشنا شوید. این مفاهیم به شما کمک می‌کنند تا ساختار داکر و نحوه استفاده از آن را به‌خوبی درک کنید و پایه‌ای محکم برای ادامه مسیر یادگیری خود بسازید:

1. کانتینر (Container)

کانتینرها بخش اصلی داکر هستند. آن‌ها نوعی از مجازی‌سازی سبک و سریع به حساب می‌آیند که امکان اجرای نرم‌افزارها در محیطی کاملا ایزوله و مستقل را فراهم می‌کنند. برخلاف ماشین‌های مجازی که تمام سیستم‌عامل را شبیه‌سازی می‌کنند، کانتینرها تنها لایه‌های لازم برای اجرای برنامه را شامل می‌شوند و این کار را بسیار سریع‌تر و با مصرف منابع کمتر انجام می‌دهند.  

2. تصاویر (Images)

تصاویر داکر مانند قالب‌هایی برای ساخت کانتینرها عمل می‌کنند. هر تصویر شامل تمام چیزهایی است که برای اجرای یک برنامه لازم دارید؛ مانند کتابخانه‌ها، فایل‌های اجرایی و تنظیمات پیکربندی. تصاویر داکر به‌صورت لایه‌ای ساخته می‌شوند و هر تغییر در تصویر یک لایه جدید به آن اضافه می‌کند که این موضوع باعث کاهش حجم و استفاده بهتر از حافظه می‌شود.

3. Dockerfile

تصاویر داکر از طریق یک فایل متنی به نام Dockerfile ساخته می‌شوند. Dockerfile شامل مجموعه‌ای از دستورات است که به داکر می‌گوید چگونه یک تصویر را از صفر بسازد. این دستورات شامل نصب نرم‌افزارها، تنظیمات، کپی کردن فایل‌ها و هر چیزی است که برای اجرای برنامه مورد نیاز است.  

4. ولوم‌ها (Volumes)

ولوم‌ها به داکر اجازه می‌دهند تا داده‌های دائمی را ذخیره و مدیریت کند. از آنجایی که داده‌های داخل کانتینر با حذف کانتینر از بین می‌روند، ولوم‌ها برای ذخیره‌سازی داده‌ها خارج از کانتینر استفاده می‌شوند. این قابلیت به‌ویژه برای پایگاه‌های داده و برنامه‌هایی که نیاز به ذخیره‌سازی اطلاعات دارند بسیار مفید است.

5. شبکه‌ها (Networks)

داکر امکاناتی برای ایجاد شبکه‌های مجازی ارائه می‌دهد که به کانتینرها اجازه می‌دهد با یکدیگر یا با دنیای بیرون ارتباط برقرار کنند. برای مثال، با ایجاد یک شبکه بریج (Bridge)، می‌توانید کانتینرها را به‌گونه‌ای تنظیم کنید که به هم دسترسی داشته باشند، بدون آنکه به شبکه خارجی متصل شوند. این قابلیت برای افزایش امنیت و کنترل ارتباطات بین کانتینرها بسیار کارآمد است.

6. Docker Compose

Docker Compose یکی از ابزارهای مهم داکر است که به شما اجازه می‌دهد برنامه‌های چند کانتینری را به‌سادگی مدیریت و اجرا کنید. با استفاده از یک فایل YAML، می‌توانید تمام سرویس‌ها، شبکه‌ها و ولوم‌های مورد نیاز را تعریف کرده و با یک دستور، تمام اجزای اپلیکیشن را به‌صورت هم‌زمان راه‌اندازی کنید.

فرآیند یادگیری داکر

در آغاز پیش نیاز دوره داکر مانند یادگیری هر ابزار جدیدی، نیاز به برنامه‌ریزی و دنبال کردن مراحلی مشخص دارد. در ادامه، فرآیند یادگیری داکر به شکلی گام به گام توضیح داده شده است تا با پیش‌نیازها و مراحل یادگیری آن آشنا شوید و بتوانید به صورت اصولی از این ابزار استفاده کنید.

1. آشنایی با سیستم‌عامل لینوکس و خط فرمان

اولین پیش نیاز یادگیری داکر، آشنایی با سیستم عامل Linux و دستورات خط فرمان (command line) است. بنابراین آشنایی با کار با خط فرمان، به ویژه در سیستم‌عامل‌های لینوکسی مانند اوبونتو، دبیان یا سنت‌اواس، بسیار توصیه می‌شود. شما باید توانایی پیمایش در دایرکتوری‌ها، مدیریت فایل‌ها و درک سطح دسترسی‌ها را داشته باشید. همچنین آشنایی با دستورات پایه‌ای مانند ls, cd, mv, cp, chmod و chown ضروری است. این دستورات به شما امکان مدیریت بهتر فایل‌ها و منابع در محیط داکر را می‌دهند.

دانستن اصول اولیه مدیریت سیستم، مانند مدیریت کاربران، مدیریت پروسه‌ها و مدیریت سرویس‌ها، می‌تواند در کار با داکر بسیار کمک‌کننده باشد. به‌طور خاص، آشنایی با مدیریت سرویس‌های پس‌زمینه، درک مفاهیم مرتبط با systemd و توانایی نصب و پیکربندی نرم‌افزارها اهمیت زیادی دارد.

2. یادگیری مفاهیم پایه کانتینری‌سازی

درک مفاهیم پایه‌ای کانتینری‌سازی پیش نیاز یادگیری داکر است. آشنایی با تفاوت‌های میان کانتینرها و دیگر تکنیک‌های مجازی‌سازی (virtualization) می‌تواند در این مسیر به شما کمک کند. باید بدانید که کانتینرها چگونه منابع را ایزوله می‌کنند و از طریق قابلیت‌هایی مثل namespace و cgroups منابع سیستم را به صورت جداگانه مدیریت می‌کنند. این مفاهیم به شما کمک می‌کنند که درک بهتری از نحوه اجرای برنامه‌ها در محیط‌های ایزوله داشته باشید. برخی از مفاهیم پایه کانتینری‌سازی عبارتند از:

• ایزوله‌سازی پروسه‌ها

این مفهوم به برنامه‌ها اجازه می‌دهد در محیط‌های ایزوله شده اجرا شوند و از تداخل با سایر پروسه‌ها جلوگیری می‌کند. در داکر، این کار با استفاده از نام‌اسپیس‌ها و cgroups صورت می‌گیرد که به هر کانتینر یک محیط مجزا اختصاص می‌دهد.

• نِیم‌اسپیس‌ها (Namespaces)

نِیم‌اسپیس‌ها راهی برای ایزوله کردن منابع مختلف مانند شناسه‌های پروسه واسط‌های شبکه و نقاط مونت برای هر کانتینر فراهم می‌کنند. این به معنای این است که هر کانتینر منابع خود را داشته باشد و نتواند به منابع دیگر کانتینرها دسترسی داشته باشد.

• گروه‌های کنترل (cgroups)

این گروه‌ها امکان محدودسازی و مدیریت منابع برای کانتینرها را فراهم می‌کنند، از جمله تخصیص پردازنده، حافظه و دیگر منابع. با استفاده از cgroups می‌توان تضمین کرد که هیچ کانتینری منابع بیش از حدی را مصرف نکند و به سیستم آسیب نرساند.

• لایه‌های فایل‌سیستم

تصاویر داکر به صورت لایه‌ای ساخته می‌شوند که هر لایه نمایانگر یک تغییر در تصویر است. این معماری لایه‌ای، ساخت و ذخیره‌سازی تصاویر را کارآمد می‌کند و باعث کاهش مصرف پهنای باند و حافظه می‌شود. به عنوان مثال، اگر چندین تصویر بر اساس یک لایه پایه باشند، داکر می‌تواند از همان لایه پایه برای همه آن‌ها استفاده کند.

3. کار با تصاویر (Images) و Dockerfile

یکی از مهارت‌های اساسی در کار با داکر، یادگیری ساخت و مدیریت تصاویر داکر است. تصاویر شامل همه چیزهایی است که برای اجرای یک برنامه لازم است. این تصاویر از طریق Dockerfile ساخته می‌شوند که شامل دستوراتی برای نصب نرم‌افزارها، حذف تصاویر داکر، تنظیمات و کپی کردن فایل‌ها است. در این مرحله باید یاد بگیرید که چطور Dockerfile ایجاد کنید و تغییرات مورد نیاز برنامه خود را به صورت لایه‌ای اعمال کنید.

4. مدیریت کانتینرها

بعد از آشنایی با تصاویر، گام بعدی یادگیری نحوه کار با کانتینرها است. شما باید بتوانید کانتینرها را ایجاد، اجرا، متوقف و حذف کنید. همچنین، مدیریت وضعیت کانتینرها و ارتباط آن‌ها با یکدیگر از اهمیت بالایی برخوردار است. آشنایی با دستورات مختلف برای مدیریت کانتینرها به شما کمک می‌کند تا از داکر به شکل کارآمدتری استفاده کنید. 

5. کار با شبکه‌ها در داکر

داکر ابزارهای متعددی برای مدیریت شبکه‌ها و ارتباطات بین کانتینرها ارائه می‌دهد. در این مرحله باید یاد بگیرید که چگونه شبکه‌ها را ایجاد و پیکربندی کنید و به هر کانتینر یک آدرس IP اختصاص دهید. با تنظیمات پورت و پروتکل‌ها مانند TCP و UDP آشنا شوید تا بتوانید ارتباط بین کانتینرها و دنیای بیرون را برقرار کنید. مبانی شبکه عبارتند از:

• آدرس‌دهی آی‌پی

درک نحوه کار آدرس‌های آی‌پی برای پیکربندی شبکه کانتینر ضروری است. هر کانتینر در داکر می‌تواند یک آدرس آی‌پی مختص به خود داشته باشد و این امکان را فراهم می‌کند که کانتینرها بتوانند به یکدیگر متصل شوند. علاوه بر این، شما باید با نحوه استفاده از دستورات شبکه‌ای مانند ifconfig یا IP آشنا باشید.

• پورت‌ها

آشنایی با نحوه استفاده از پورت‌ها برای ارتباط شبکه‌ای، جهت فراهم‌سازی دسترسی سرویس‌های کانتینر به دنیای خارج حیاتی است. در داکر، می‌توان پورت‌های خاصی را از کانتینر به سیستم میزبان فوروارد کرد تا سرویس‌ها در دسترس باشند. به عنوان مثال، می‌توانید پورت ۸۰ کانتینر را به پورت ۸۰ میزبان فوروارد کنید تا وب‌سرور اجرا شده در کانتینر، از طریق مرورگر سیستم قابل دسترسی باشد.

• پروتکل‌ها

آشنایی با پروتکل‌های شبکه‌ای (مانند TCP، UDP، HTTP) برای پیکربندی ارتباطات کانتینرها لازم است. دانستن این که چگونه این پروتکل‌ها در داکر استفاده می‌شوند به شما کمک می‌کند تا سرویس‌های خود را بهینه و ایمن پیکربندی کنید.

6. ذخیره‌سازی داده‌ها با ولوم‌ها (Volumes)

برای حفظ داده‌ها در داکر، باید با ولوم‌ها آشنا شوید. ولوم‌ها امکان ذخیره‌سازی داده‌ها به‌صورت پایدار را فراهم می‌کنند، به طوری که حتی پس از حذف کانتینرها نیز داده‌ها باقی بمانند. استفاده از ولوم‌ها به‌ویژه برای برنامه‌هایی که نیاز به داده‌های طولانی‌مدت دارند، مانند پایگاه‌های داده، بسیار مفید است.

7. یادگیری Docker Compose

Docker Compose به شما امکان می‌دهد تا چندین کانتینر را به‌صورت هم‌زمان و در قالب یک اپلیکیشن چند بخشی مدیریت کنید. در این مرحله باید یاد بگیرید که چگونه با استفاده از یک فایل YAML سرویس‌های مختلف، شبکه‌ها و ولوم‌ها را تعریف و مدیریت کنید. Docker Compose در پروژه‌های بزرگ که نیاز به هماهنگی و مدیریت چندین کانتینر دارند، بسیار مفید است.

8. آشنایی با اصول امنیت در داکر

امنیت کانتینرها بخش مهمی از یادگیری داکر است. یادگیری نحوه مدیریت دسترسی‌ها، پیکربندی‌های امنیتی و به‌روزرسانی‌های منظم، به شما کمک می‌کند که محیط داکر خود را ایمن نگه دارید. 

9. منابع آموزشی و تمرین‌های عملی

در این مرحله، برای تسلط بیشتر باید از منابع آموزشی مانند کتاب آموزش داکر، دوره‌های آنلاین و مستندات رسمی داکر استفاده کنید. داکر هاب نیز می‌تواند به‌عنوان یک منبع مهم برای دسترسی به تصاویر آماده و مستندات کاربردی به شما کمک کند.

این فرآیند گام به گام مهم‌ترین پیش نیازهای Docker است که به شما کمک می‌کند تا داکر را به شکل اصولی و حرفه‌ای یاد بگیرید و بتوانید از این ابزار قدرتمند برای مدیریت بهتر و سریع‌تر پروژه‌های خود استفاده کنید.

منابع آموزشی یادگیری داکر

برای شروع مسیر یادگیری داکر و استفاده موثر از آن، آشنایی با منابع آموزشی معتبر ضروری است. اصلی‌ترین پیش‌نیاز یادگیری داکر شامل دسترسی به منابعی است که مفاهیم پایه و تکنیک‌های پیشرفته این ابزار را به‌خوبی پوشش می‌دهند. از مستندات رسمی و کتاب‌های آموزشی گرفته تا دوره‌های آنلاین، هرکدام از این منابع می‌توانند شما را گام به گام در یادگیری داکر و بهره‌گیری از قابلیت‌های آن همراهی کنند:

1. مستندات داکر

منابعی مانند کتاب های آموزش داکر و مستندات رسمی داکر می‌توانند به شما کمک کنند. مستندات رسمی داکر راهنماها و آموزش‌های جامعی برای یادگیری جنبه‌های مختلف داکر ارائه می‌دهد. این مستندات شامل مثال‌های کاربردی و توضیحات گام به گام هستند که به شما کمک می‌کنند تا داکر را به صورت عمیق و عملی یاد بگیرید. علاوه بر این، آموزش داکر به شما کمک می‌کند که بتوانید به صورت حرفه‌ای با این ابزار کار کنید و بدانید داکر چیست و چه کاربردهایی دارد.

2. داکر هاب

این بخش عمومی شامل مجموعه گسترده‌ای از تصاویر داکر همراه با مستندات و مثال‌هایی برای استفاده از آنها است. همچنین، سرویس داکر هاب به عنوان یک منبع مهم برای دسترسی به تصاویر داکر عمل می‌کند. شما می‌توانید تصاویر آماده را دانلود و استفاده کنید یا تصاویر خود را در داکر هاب آپلود کنید تا با دیگران به اشتراک بگذارید.

3. دوره‌های آنلاین

پلتفرم‌هایی مانند یودمی و KodeKloud دوره‌های ساختاریافته‌ای برای یادگیری داکر از سطح مبتدی تا پیشرفته ارائه می‌دهند. این دوره‌ها شامل تمرین‌های عملی، پروژه‌های واقعی و آزمون‌های ارزیابی هستند که به شما کمک می‌کنند تا مهارت‌های خود را به صورت کاربردی بهبود بخشید.

با داشتن دانش پایه‌ای از این مفاهیم، یادگیری اصطلاحات پایه داکر و استفاده از منابع موجود، می‌توانید به صورت کارآمد از داکر برای ساخت، دیپلوی و مدیریت برنامه‌ها بهره ببرید. یادگیری داکر می‌تواند به شما کمک کند تا در دنیای توسعه نرم‌افزار مدرن به یک متخصص تبدیل شوید و توانایی مدیریت موثرتر و سریع‌تر برنامه‌ها را به دست آورید.

نتیجه‌گیری

در این مقاله به صورت کامل آنچه به عنوان پیش نیاز یادگیری داکر مورد نیاز است را بررسی کردیم و دریافتیم که یادگیری داکر می‌تواند تحولی بزرگ در مسیر حرفه‌ای شما در زمینه توسعه و مدیریت نرم‌افزار باشد. با تسلط بر پیش‌نیازهای داکر مانند اصول سیستم‌عامل، شبکه، مفاهیم کانتینری‌سازی و مهارت‌های اسکریپت‌نویسی، قادر خواهید بود به طور کارآمدتری از این ابزار برای ساخت، دیپلوی و مدیریت برنامه‌ها استفاده کنید. سرمایه‌گذاری در یادگیری داکر نه تنها باعث افزایش مهارت‌های فنی شما می‌شود، بلکه توانایی مدیریت پروژه‌های پیچیده نرم‌افزاری و بهبود عملکرد تیم‌های توسعه و عملیات را نیز به همراه دارد.

سوالات متداول

1. پیش‌نیازهای اصلی برای یادگیری داکر چیست؟  

آشنایی با سیستم‌عامل لینوکس، مفاهیم مجازی‌سازی، اصول شبکه و توانایی کار با خط فرمان، از جمله مهم‌ترین پیش‌نیازهای یادگیری داکر هستند که به کاربران کمک می‌کنند تا از این ابزار به‌صورت مؤثرتری استفاده کنند.

2. آیا بدون آشنایی با لینوکس هم می‌توان داکر را یاد گرفت؟  

آشنایی با لینوکس کمک بزرگی به کار با داکر می‌کند، چون بسیاری از دستورات و عملیات‌ها از طریق خط فرمان لینوکس انجام می‌شوند. هرچند می‌توان بدون تسلط کامل بر لینوکس نیز شروع کرد، اما دانستن مبانی لینوکس فرایند یادگیری داکر را آسان‌تر می‌کند.

3. چرا مفاهیم کانتینری‌سازی و ایزوله‌سازی پروسه‌ها برای داکر اهمیت دارند؟  

کانتینری‌سازی و ایزوله‌سازی پروسه‌ها از قابلیت‌های کلیدی داکر هستند که به اجرای برنامه‌ها در محیط‌های جداگانه کمک می‌کنند. این مفاهیم امکان اجرای مستقل برنامه‌ها را فراهم کرده و باعث می‌شود از تداخل آن‌ها با سایر فرایندها جلوگیری شود.

4. برای استفاده از Docker Compose چه دانشی مورد نیاز است؟  

آشنایی با ساختار فایل‌های YAML و نحوه تعریف سرویس‌ها و شبکه‌ها در Docker Compose، برای مدیریت و راه‌اندازی چندین کانتینر به صورت هم‌زمان ضروری است.

5. چه منابعی برای یادگیری داکر پیشنهاد می‌شود؟  

مستندات رسمی داکر، کتاب‌های آموزشی، داکر هاب و دوره‌های آنلاین در پلتفرم‌هایی مانند Udemy و Kode Cloud از بهترین منابع یادگیری داکر به شمار می‌آیند.