معرفی داکر؛ چرا داکر یک انقلاب در توسعه نرم‌افزار است؟

امروزه داکر به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین فناوری‌ها در حوزه محاسبات ابری و کانتینری شناخته می‌شود. داکر با ارائه راهکاری برای پکیج‌سازی و استقرار برنامه‌ها، مشکلات سنتی مربوط به توزیع نرم‌افزار و مدیریت زیرساخت‌ها را برطرف کرده است.

Docker اجازه می‌دهد برنامه‌ها به‌صورت مستقل از سیستم‌عامل ماشین‌های فیزیکی اجرا شوند. این کار با استفاده از کانتینرها انجام می‌شود. کانتینرها محیطی مجازی و جدا ایجاد می‌کنند که شامل برنامه‌ها و وابستگی‌های لازم برای اجرای آن برنامه است. در ادامه به بررسی جزئیات بیشتری در مورد داکر، نحوه کارکرد آن و چگونگی استفاده از مزایای آن خواهیم پرداخت.

تعریف داکر (Docker)

داکر یک پلتفرم متن‌باز برای توسعه، حمل و اجرای برنامه‌ها درون کانتینر است. داکر با ارائه راهکارهایی مثل مدیریت کانتینر در داکر، ایمیج و ساخت Dockerfile به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا برنامه‌هایشان را به‌راحتی بسته‌بندی، توزیع و مدیریت کنند.

تاریخچه داکر

داکر اولین بار در مارس 2013 از طرف شرکت Docker Inc.، که توسط Solomon Hykes و Sebastien Pahl تاسیس شده بود، به‌عنوان یک پروژه متن‌باز منتشر شد. این تکنولوژی با وعده‌ ساده‌سازی فرآیندهای توسعه و اجرای برنامه‌ها، بلافاصله در حوزه صنعت مورد توجه قرار گرفت.

داکر از ابتدا با هدف حل مشکلات پیچیده مرتبط با «وابستگی‌ها» و «محیط‌های اجرایی» طراحی شد. این تکنولوژی با استفاده از مفهوم «کانتینریزیشن» این مشکلات را به‌طرز چشمگیری حل کرد.  کانتینریزیشن پیش از آن نیز در تکنولوژی‌هایی مانند LXC وجود داشت، اما به‌صورت کامل و یکپارچه پیاده‌سازی نشده بود. 

با گذشت زمان، داکر ابزارها و قابلیت‌های بیشتری را اضافه کرد، از جمله Docker Compose ،Docker Swarm، و Docker Hub، که هر یک به نوعی توانمندی‌های این پلتفرم را گسترش داده‌اند.

امروزه داکر به‌عنوان یک استاندارد صنعتی در میان توسعه‌دهندگان، مدیران سیستم و تیم‌های DevOps شناخته می‌شود و برای پروژه‌های مختلف از جمله وب اپلیکیشن‌ها، میکروسرویس‌ها و حتی پردازش داده‌های بزرگ (Big Data) استفاده می‌شود.

چرا باید در مورد داکر بدانیم؟

داکر نه تنها یک ابزار است، بلکه یک انقلاب در نحوه توسعه، تست و اجرای برنامه‌ها است. این تکنولوژی به شما اجازه می‌دهد تا برنامه‌ها و سرویس‌های خود را در یک محیط معزول و یکنواخت بسازید، تست کنید و اجرا کنید. این یعنی دیگر نیازی به جملاتی مانند «کد در محیط من کار می‌کند، نمی‌دانم چرا در محیط تولید کار نمی‌کند» نیست. با داکر، اگر کد شما در یک کانتینر کار می‌کند، مطمئن می‌شوید که در هر جای دیگری که آن کانتینر اجرا می‌شود، نیز کار خواهد کرد. این موضوع داکر را به یک ابزار ضروری در دنیای DevOps و میکروسرویس‌ها تبدیل کرده است.

چه مشکلاتی را داکر حل می‌کند؟

داکر با فراهم کردن یک محیط استاندارد و مشترک برای توسعه و اجرای برنامه‌ها، مشکلات زیر را حل می‌کند:

مشکلات وابستگی به سیستم‌عامل و سخت‌افزار میزبان

در گذشته اگر یک برنامه در محیط توسعه‌ یک توسعه‌دهنده کار می‌کرد، هیچ تضمینی نبود که در محیط تولید هم کار کند. داکر با ایجاد یک محیط معزول و استاندارد، این مشکل را حل می‌کند.

پیچیدگی در نصب و راه‌اندازی

نصب و پیکربندی برنامه‌ها در محیط‌های مختلف می‌تواند بسیار پیچیده و زمان‌بر باشد. داکر با فراهم کردن یک محیط یکپارچه، این فرآیند را ساده‌تر می‌کند.

دشواری در توزیع و جابجایی برنامه‌ها

با داکر می‌توانید یک برنامه را به‌سادگی از یک سرور به سرور دیگر منتقل کنید، بدون آنکه نگران سازگاری‌ها و وابستگی‌ها باشید.

هزینه‌های مدیریت زیرساخت

داکر به شما اجازه می‌دهد تا منابع سیستمی را به‌صورت بهینه‌تری استفاده کنید، که در نتیجه هزینه‌های مربوط به زیرساخت را کاهش می‌دهد.

مشکلات همکاری تیمی و CI/CD

داکر با ایجاد یک محیط استاندارد برای توسعه، تست و اجرا، فرآیند توسعه مشترک و ادغام مداوم (CI/CD) را ساده‌تر می‌کند. هر توسعه‌دهنده می‌تواند یک کانتینر را در محیط خود اجرا کند و اطمینان حاصل کند که کد در همه محیط‌ها به‌طور یکسان عمل می‌کند.

با حل این مشکلات، داکر توانمندی‌های جدیدی را برای توسعه‌دهندگان، مدیران سیستم و تیم‌های DevOps فراهم می‌کند.

۵ مزیت کلیدی استفاده از داکر در توسعه نرم‌افزار

داکر به‌عنوان یک فناوری محبوب و پرکاربرد در توسعه نرم‌افزار، مزایای بسیار زیادی برای توسعه‌دهندگان دارد. در این مقاله به بررسی ۵ مزیت کلیدی داکر می‌پردازیم:

سرعت بالا در توسعه و استقرار برنامه‌ها

• امکان ایجاد محیط‌های توسعه و تست یکسان با محیط تولید که باعث شتاب بیشتر در روند CI/CD می‌شود.
• حذف وابستگی برنامه‌ها به سخت‌افزار و سیستم‌عامل میزبان که باعث کاهش زمان استقرار می‌شود.

امکان جابجایی برنامه‌ها بین محیط‌های مختلف

• امکان جابجایی برنامه‌ها از محیط توسعه به تولید و بالعکس بدون نگرانی در مورد سازگاری
• سهولت در تغییر مکان فیزیکی برنامه‌ها از یک سرور به سرور دیگر یا از دیتاسنتری به دیتاسنتر دیگر

سادگی مدیریت و نگهداری

• مدیریت متمرکز کانتینرها از طریق Docker Engine
• به‌روزرسانی و اعمال تغییرات به صورت همزمان بر روی چندین کانتینر
• امکان استفاده از تکنیک‌های مدرن مانیتورینگ و لاگ‌گیری

استاندارد بودن و امکان همکاری بین تیمی

• یکسان‌سازی محیط توسعه بین توسعه‌دهندگان
• تسهیل انتقال دانش بین اعضای تیم‌های مختلف
• امکان اتوماسیون و یکپارچه‌سازی عملیات با ابزارهای مدیریت کانتینر مانند Kubernetes

مفاهیم پایه در داکر

کانتینر (Container)

کانتینرها محیطی مجازی و مستقل هستند که شامل کد برنامه، کتابخانه‌ها و وابستگی‌های لازم برای اجرای آن برنامه می‌باشند. کانتینرها از سیستم‌عامل میزبان مجزا هستند.

ایمیج (Image)

ایمیج‌ها نمونه‌های read-only از کانتینر هستند که برای ایجاد کانتینر به‌کار می‌روند. ایمیج‌ها را می‌توان به‌عنوان الگو برای ایجاد کانتینر در نظر گرفت.

رجیستری (Registry)

مخزنی برای ذخیره و مدیریت ایمیج‌های داکر. معروف‌ترین آن‌ها Docker Hub است که ایمیج‌های رسمی داکر در آن قرار دارد.

Dockerfile

فایلی برای تعریف دستورالعمل ساخت یک ایمیج. مشخص می‌کند چه محتوا و تنظیماتی باید در ایمیج وجود داشته باشد.

داکر انجین (Docker Engine)

قلب تپنده داکر که مسئول اجرا و مدیریت کانتینرها و ایمیج‌ها است. CLI و API برای تعامل با آن وجود دارد.

Docker Compose

Docker Compose ابزاری است که به شما اجازه می‌دهد تا چندین کانتینر را به صورت همزمان مدیریت کنید.

آموزش نصب و راه‌اندازی داکر در ۵ دقیقه

در این بخش، به تفصیل در مورد چگونگی نصب و راه‌اندازی داکر در سیستم‌عامل‌های مختلف مانند ویندوز، لینوکس و macOS صحبت می‌کنیم.

نصب در ویندوز

دانلود نصب‌کننده

اولین گام، دانلود نصب‌کننده‌ی Docker Desktop از وب‌سایت رسمی داکر است.

اجرای نصب‌کننده

پس از دانلود، فایل نصب‌کننده را اجرا کنید. این یک مرحله گرافیکی است و شما تنها نیاز به کلیک کردن روی گزینه‌های «Next» و «Install» دارید.

راه‌اندازی

پس از نصب، داکر به‌صورت خودکار راه‌اندازی می‌شود. شما می‌توانید از طریق ترمینال یا واسط گرافیکی با آن کار کنید.

بررسی نصب

برای مطمئن شدن از موفقیت‌آمیز بودن نصب، در ترمینال دستور docker –version را اجرا کنید.

نصب در لینوکس

به‌روزرسانی بسته‌ها

قبل از هر چیز، با استفاده از دستور sudo apt update (برای توزیع‌های مبتنی بر Debian) یا sudo yum update (برای توزیع‌های مبتنی بر Red Hat)، بسته‌ها را به‌روز کنید.

نصب داکر

با استفاده از دستور sudo apt install docker.io یا sudo yum install docker، داکر را نصب کنید.

فعال‌سازی و شروع سرویس

با دستورات sudo systemctl start docker و sudo systemctl enable docker، سرویس داکر را فعال و شروع کنید.

بررسی نصب

مانند ویندوز، با اجرای دستور docker –version می‌توانید نصب را بررسی کنید.

نصب در macOS

دانلود Docker Desktop

از وب‌سایت رسمی داکر، Docker Desktop را برای macOS دانلود کنید.

کشیدن به Applications

فایل دانلود شده را باز کرده و آیکون Docker را به پوشه‌ Applications کشیده و رها کنید.

اجرای برنامه

Docker Desktop را از پوشه‌ Applications اجرا کنید.

بررسی نصب

با باز کردن ترمینال و اجرای docker –version، مطمئن شوید که نصب با موفقیت انجام شده است.

کار با کانتینر‌ها در داکر

کانتینرها قلب تپنده داکر هستند و درک نحوه کار با آن‌ها بسیار مهم است. برای ایجاد یک کانتینر، کافی است از دستور docker run استفاده کنید. این دستور یک کانتینر از روی ایمیج مورد نظر شما ایجاد می‌کند. می‌توانید پارامترهای مختلفی مانند نام کانتینر، پورت‌های شبکه و مسیرهای حجم‌دهی را در دستور مشخص کنید.

پس از ایجاد، برای مدیریت کانتینرها از دستوراتی مانند docker ps برای مشاهده لیست کانتینرهای فعال، docker stop و docker start برای خاموش و روشن کردن آن‌ها و docker exec برای اجرای دستور درون کانتینر استفاده می‌شود.

سرانجام، برای حذف یک کانتینر پس از اتمام کار، دستور docker rm را بکار می‌بریم. البته اگر هنگام ایجاد با پارامتر –rm مشخص کرده باشید که کانتینر پس از خروج حذف شود، نیازی به حذف دستی آن نیست.

با یادگیری این دستورات داکر، می‌توانید به راحتی کانتینرها را مدیریت کنید و از آن‌ها در پروژه‌های خود بهره ببرید.

ایجاد یک کانتینر

استفاده از دستور docker run

برای ایجاد یک کانتینر جدید، دستور docker run را در ترمینال اجرا می‌کنیم. این دستور یک ایمیج را به‌عنوان ورودی می‌گیرد و یک کانتینر جدید از آن ایمیج می‌سازد.

پارامتر‌ها و تنظیمات

می‌توانید با استفاده از پارامتر‌های مختلف، تنظیمات کانتینر را مشخص کنید. مثلا با استفاده از –name می‌توانید نام کانتینر را تعیین کنید.

مدیریت کانتینر‌ها

لیست کانتینر‌ها با docker ps

با اجرای دستور docker ps, می‌توانید لیست تمام کانتینر‌های فعال را مشاهده کنید.

توقف و شروع کانتینر با docker stop و docker start

این دستورات به شما اجازه می‌دهند که یک کانتینر را متوقف کنید یا دوباره آن را شروع کنید.

حذف و بازیافت کانتینر‌ها

حذف کانتینر با docker rm

اگر نیاز به حذف یک کانتینر دارید، می‌توانید با استفاده از دستور docker rm آن را حذف کنید.

بازیافت منابع

پس از حذف کانتینر، منابعی که توسط آن اشغال شده بودند، بازیافت می‌شوند و می‌توانید آن‌ها را در کانتینر‌های جدید استفاده کنید.

با استفاده از این دستورات و روش‌ها، می‌توانید کانتینر‌های داکر خود را به‌راحتی مدیریت کنید. از ایجاد یک کانتینر جدید گرفته تا مدیریت و حذف آن، همه چیز در دستان شما است.

Dockerfile و ساخت ایمیج‌ها

چگونه یک Dockerfile بنویسیم؟

ایجاد فایل Dockerfile

ابتدا یک فایل متنی با نام Dockerfile در پروژه خود ایجاد کنید.

نوشتن دستورات

در این فایل، دستورات مورد نیاز برای ساخت ایمیج را می‌نویسیم. مثلا با استفاده از دستور FROM، می‌توانیم پایه ایمیج را مشخص کنیم.

تنظیمات اضافی

می‌توانید دستوراتی مانند COPY ،RUN و CMD را اضافه کنید تا فایل‌ها را کپی کرده یا دستوراتی را اجرا کنید.

ساخت ایمیج از Dockerfile

استفاده از docker build

با اجرای دستور docker build در ترمینال، یک ایمیج جدید از Dockerfile موجود ساخته می‌شود.

تگ‌گذاری ایمیج

با استفاده از پارامتر -t، می‌توانید به ایمیج یک نام یا تگ اختصاص دهید.

Docker Compose

چرا Docker Compose؟

مدیریت یکپارچه

Docker Compose به شما اجازه می‌دهد تا چندین کانتینر را به صورت یکپارچه مدیریت کنید، که در پروژه‌های بزرگ بسیار مفید است.

سادگی و انعطاف‌پذیری

با استفاده از یک فایل تنظیماتی، می‌توانید تمامی کانتینر‌ها و تنظیمات آن‌ها را در یک مکان مدیریت کنید.

یک مثال ساده از Docker Compose

ایجاد فایل docker-compose.yml

این فایل تنظیمات کلی کانتینر‌ها را در بر می‌گیرد.

نوشتن تنظیمات

در این فایل، تنظیمات مربوط به هر کانتینر را می‌نویسیم. مثلا برای یک برنامه وب با بک‌اند و فرانت‌اند، می‌توانیم دو سرویس مختلف تعریف کنیم.

اجرای Docker Compose

با اجرای دستور docker-compose up، تمامی کانتینر‌های تعریف شده در فایل docker-compose.yml اجرا می‌شوند.

با استفاده از آموزش Dockerfile و Docker Compose، می‌توانید پروسه توسعه و استقرار برنامه‌ها را بسیار ساده‌تر و مدیریت‌پذیرتر کنید.

امنیت در داکر: چگونه محیط کانتینری خود را امن کنیم؟

امنیت در داکر یکی از مسائل حیاتی است که نیاز به توجه دقیق دارد. برای اطمینان از امنیت کانتینر‌ها، چندین روش و ابزار موجود است:

بهترین روش‌ها

ایجاد کاربر غیر-root در کانتینر: این کار محدودیت‌های دسترسی را افزایش می‌دهد و از نفوذ به سیستم جلوگیری می‌کند.

استفاده از ایمیج‌های معتبر: ایمیج‌هایی که از منابع معتبر و معتبر تهیه شده‌اند، معمولاً امن‌تر هستند.

ابزارهای امنیتی

Docker Bench for Security: این ابزار یک سری تست‌های امنیتی را بر روی کانتینر‌ها اجرا می‌کند و گزارش می‌دهد.

Clair: یک ابزار تحلیل امنیتی است که می‌تواند نقاط ضعف را در ایمیج‌ها شناسایی کند.

به کلیه این نکات توجه کنید تا محیط کانتینری خود را به صورت امن مدیریت کنید.

جمع‌بندی و نظر ما درباره آینده داکر

داکر طی چند سال گذشته توانسته است جایگاه ویژه‌ای در عرصه توسعه و مدیریت برنامه‌های کاربردی به دست آورد. این تکنولوژی با فراهم کردن یک سکوی استاندارد و انعطاف‌پذیر، کار توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم را تسهیل کرده است.

پیش‌بینی می‌شود در آینده نزدیک شاهد افزایش هرچه بیشتر استفاده از داکر در محیط‌های تولیدی باشیم. همچنین انتظار می‌رود کاربرد داکر در سایر حوزه‌ها مانند اینترنت اشیاء و هوش مصنوعی نیز گسترش پیدا کند.

علاوه‌براین، پیش‌بینی می‌شود شاهد تکامل هرچه بیشتر اکوسیستم داکر باشیم. ابزارهایی مانند Docker Swarm و Kubernetes برای مدیریت کلاسترهای داکر همچنان در حال توسعه هستند و قابلیت‌های بیشتری به آن‌ها اضافه خواهد شد.

با توجه به محبوبیت فزاینده و مزایای داکر، پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آتی این تکنولوژی به یک استاندارد دفاکتو در حوزه توسعه و مدیریت برنامه‌ها تبدیل شود.