24 janvier 2019

Qu'est-ce que Docker ? Pourquoi devrais-je m'intéresser à Docker ?

Introduction à Docker en tant que système de conteneurs comme alternative à la virtualisation classique.

Qu'est-ce que Docker ?

Docker représente une révolution dans le domaine de la virtualisation. Si vous êtes déjà un expert en virtualisation, vous voudrez peut-être ignorer certaines des sections suivantes. Cependant, si vous êtes nouveau dans ce concept, une compréhension de base de la virtualisation sera essentielle pour vous aider à saisir la valeur et le potentiel de Docker.

Docker est un puissant outil open source pour la conteneurisation, une innovation qui révolutionne la façon dont nous créons, déployons et exécutons des applications. Avec Docker, vos applications sont enfermées dans des environnements isolés appelés "conteneurs", ce qui leur permet de fonctionner indépendamment du système d'exploitation sous-jacent et d'assurer des performances constantes, quel que soit l'environnement dans lequel elles s'exécutent.

Les conteneurs Docker utilisent des technologies avancées de virtualisation au niveau du système d'exploitation, notamment les cgroups et les espaces de noms Linux. Ces outils isolent les ressources système critiques telles que la mémoire et les processus, permettant la création d'environnements d'exécution légers et portables. Contrairement aux machines virtuelles traditionnelles, les conteneurs Docker ne nécessitent pas l'installation d'un système d'exploitation complet ou d'un hyperviseur, ce qui les rend plus efficaces et rationalisés.

L'un des principaux avantages de Docker réside dans sa capacité à surmonter les problèmes de compatibilité entre différents environnements, ce qui facilite le déploiement d'applications sur n'importe quel système d'exploitation prenant en charge Docker. Docker facilite également la configuration d'environnements de développement et de test qui reflètent étroitement les environnements de production, puisque les développeurs peuvent travailler avec les mêmes conteneurs utilisés en production. Cette utilisation stratégique des conteneurs peut aider à réduire les coûts d'infrastructure, puisque les conteneurs peuvent fonctionner sur une seule machine, à la fois physique et virtuelle, éliminant ainsi le besoin de machines dédiées pour chaque application.

Qu'est-ce que la virtualisation ?

Commençons à démêler le concept de virtualisation avec une métaphore simple : imaginez que vous possédez une maison et que vous avez un ami qui a besoin d'un endroit pour rester. Vous avez plusieurs possibilités pour aider votre ami :

  1. Vous pourriez inviter votre ami à partager votre chambre, mais cette option pourrait devenir inconfortable très rapidement.
  2. Vous pourriez construire une nouvelle maison pour votre ami sur votre propriété, mais cela pourrait coûter trop cher.
  3. Vous pourriez proposer à votre ami de rester dans la chambre d'amis, gardant ainsi vos vies séparées, tout en partageant certaines ressources communes comme la cuisine et le salon.

La troisième option représente l'essence de la virtualisation. En informatique, la virtualisation fait référence au processus de création d'une version virtuelle (ou simulée) d'une ressource matérielle, telle qu'un serveur, un périphérique de stockage ou un réseau.

Supposons maintenant que vous souhaitiez exécuter un serveur Web sur votre ordinateur, mais que vous souhaitiez le séparer de votre système d'exploitation et de vos applications existantes. La solution? Virtualisation. Vous pouvez créer une machine virtuelle (VM) sur votre système, qui hébergera le serveur Web. La VM fonctionne comme un ordinateur séparé, avec son propre système d'exploitation et ses propres applications, mais utilise les ressources matérielles de votre ordinateur, telles que le processeur et la RAM.

Lorsque vous démarrez la machine virtuelle, vous verrez un tout nouveau système d'exploitation apparaître dans une fenêtre à l'intérieur de votre système d'exploitation actuel. C'est l'équivalent d'inviter votre ami à rester dans votre chambre d'amis : vous partagez des ressources (dans ce cas, vos ressources matérielles informatiques), mais gardez la séparation et l'indépendance. Cette technologie puissante permet de tirer le meilleur parti des ressources matérielles disponibles, de réduire les coûts et d'améliorer l'efficacité et la flexibilité des systèmes informatiques.

En quoi Docker est-il différent ? En quoi est-ce différent de la virtualisation traditionnelle ?

Docker représente une approche innovante et différente de la virtualisation. Alors qu'une machine virtuelle traditionnelle encapsule l'ensemble du système d'exploitation avec l'application en cours d'exécution, Docker utilise une approche de partage, maximisant l'utilisation commune des ressources entre les systèmes virtualisés. Cette stratégie permet à Docker de consommer moins de ressources lors de son exécution et facilite le déploiement des conteneurs Docker, tant pour les développeurs que pour l'environnement de production.

La virtualisation traditionnelle, proposée par des hyperviseurs tels que VMware ou Hyper-V, génère un environnement d'exécution séparé appelé "machine virtuelle" (VM). Dans une machine virtuelle, un système d'exploitation complet s'exécute, permettant à plusieurs systèmes d'exploitation de s'exécuter simultanément sur une seule machine physique. Cependant, cette approche entraîne une surcharge importante des ressources système, car chaque machine virtuelle a besoin de sa propre mémoire, de son processeur et de son espace disque.

Au lieu de cela, Docker utilise une technologie appelée conteneurisation pour créer des environnements d'exécution isolés, appelés "conteneurs".. Ces conteneurs partagent le noyau du système d'exploitation de la machine hôte. Cela signifie que, contrairement aux machines virtuelles, les conteneurs Docker n'ont pas besoin d'un système d'exploitation complet pour fonctionner, mais utilisent les ressources partagées du système d'exploitation hôte. Cette fonctionnalité permet à Docker de créer des environnements d'exécution plus légers et plus portables que les machines virtuelles. En fait, les conteneurs peuvent être déplacés de manière transparente entre différentes machines physiques ou virtuelles, sans nécessiter de modifications.

En résumé, alors que la virtualisation traditionnelle exploite les hyperviseurs pour créer des machines virtuelles complètement séparées, Docker exploite la technologie de conteneurisation pour générer des environnements d'exécution isolés qui partagent le noyau du système d'exploitation hôte. Cette approche unique de la virtualisation fait de Docker une solution efficace et flexible pour développer, tester et déployer des applications.

Docker joue un rôle essentiel pour les développeurs Web, fournissant des outils puissants et facilitant de nombreuses opérations quotidiennes.

L'un des principaux avantages de Docker est la facilité de partage des environnements de développement. Si vous et moi collaborions sur une application Node, par exemple, nous aimerions nous assurer que Node est installé et que nous utilisons la même version pour assurer la cohérence entre nos environnements. Les incohérences de version peuvent causer des problèmes difficiles à trouver, car les bibliothèques et notre code peuvent se comporter différemment entre les différentes versions de Node.

Une solution possible consiste à installer la même version de Node pour les deux, mais si nous avons déjà d'autres projets sur nos systèmes qui nécessitent différentes versions de Node, nous devrions envisager d'installer NVM, un outil qui nous permet de changer facilement de version. À ce stade, nous pourrions ajouter un fichier .nvmrc au projet, en spécifiant la version que nous avons l'intention d'utiliser. Ce processus, cependant, peut être assez laborieux, et malgré la mise en œuvre de toutes ces étapes, nous ne pouvons pas garantir que l'environnement sera le même pour tous les développeurs.

Docker nous offre une solution à ces défis en nous permettant de fournir le même environnement de développement pour tous les développeurs. Avec Docker, le processus devient :

  1. Installez Docker.
  2. Écrivez un fichier Docker.
  3. Cours docker build -t <image-name>.
  4. Cours docker run -p 3000:3000 <image-name>.

Ce processus peut ne pas sembler beaucoup plus simple que de configurer Node/NVM, mais il offre un avantage majeur : l'installation de Docker est une opération unique, quelle que soit la pile technologique que vous comptez utiliser. Avec Docker, au lieu d'avoir à installer un logiciel spécifique pour chaque pile, vous écrivez simplement un Dockerfile différent (ou un fichier Docker Compose, selon la complexité de votre application).

Un Dockerfile est un simple fichier texte, sans extension, qui définit la configuration d'un environnement Docker. Par exemple, voici à quoi pourrait ressembler un Dockerfile pour une application Node :

# Cette image Docker sera basée sur l'image Node 11.6
Nœud DE : 11.6.0
# Installer les dépendances
COPIER le paquet*.json ./
Exécutez l'installation de npm
# Copiez l'application de nœud de l'hôte dans l'image à /app
COPIE . /application
# Exposez le port 3000 et démarrez l'application
EXPOSER 3000
CMD démarrage npm

Ce Dockerfile est destiné à une application Node qui écoute sur le port 3000 et est démarrée avec la commande npm start. En le plaçant dans le référentiel de votre projet, l'intégration de nouveaux développeurs devient simple et cohérente à 100 % : chaque développeur bénéficie toujours du même environnement. Docker est essentiellement un outil puissant qui facilite la vie des développeurs, augmente l'efficacité et favorise la cohérence entre les environnements de développement.

Développer sur le même environnement que la production

Une fois l'application installée dans un environnement de développement Docker, vous pouvez envoyer l'intégralité du conteneur directement en production. Si vous pensez que c'est un problème de gérer les incohérences entre deux développeurs, attendez simplement que vous écriviez le code qui fonctionne sur votre machine juste pour m'assurer que non fonctions en production. C'est extrêmement frustrant.

Vous avez des tonnes d'options pour déployer des conteneurs Docker en production. En voici quelques uns:

J'aime l'approche d'Heroku car c'est la seule qui vous permet simplement d'accélérer votre projet avec un Dockerfile pour les exécuter. D'autres prennent de nombreuses autres mesures, telles que le transfert de l'image Docker vers un référentiel. Les étapes supplémentaires ne sont pas la fin du monde, mais elles ne sont pas nécessaires.

Qu'en est-il des applications plus complexes ?

En raison de la philosophie de Docker (un processus par conteneur), le la plupart des applications nécessiteront plusieurs conteneurs . Par exemple, un site WordPress doit être composé d'un conteneur pour le serveur Web exécutant PHP et d'un conteneur pour la base de données MySQL. Cela signifie que vous avez besoin d'un moyen pour les conteneurs de parler. C'est appelé orchestration de conteneurs .

Si vous pouvez exécuter tous les conteneurs sur un seul hôte, Docker Compose il répondra probablement aux besoins d'orchestration. Il est inclus lorsque vous installez Docker et il est facile à apprendre. Il vous permet de lancer plusieurs conteneurs en même temps et de vous mettre en réseau afin qu'ils puissent se parler. C'est le moyen le plus rapide et le plus simple d'orchestrer plusieurs conteneurs.

Si vous devez orchestrer des conteneurs éparpillés plus hôte, Kubernetes est la solution dominante. De nombreux hôtes prenant en charge les déploiements Docker proposent Kubernetes pour l'orchestration.

Avantages rapides de la compréhension de Docker.

Cela peut ne pas sembler pertinent pour le moment, mais gardez ces informations à l'esprit la première fois que vous rencontrez un problème causé par des différences dans les environnements de développement. Vous ne voulez pas que cela se reproduise. En apprenant à utiliser Docker, vous serez en mesure d'assurer un environnement cohérent pour votre application, quel que soit l'endroit où elle s'exécute ou qui la gère. Cela signifie des résultats constants et fiables sur lesquels vous, vos clients et vos employeurs pouvez compter.

Comprendre Docker offre un certain nombre d'avantages immédiats ou, comme nous les appelons dans le monde des affaires, des « gains rapides ». Regardons quelques-uns des plus significatifs :

  1. Environnement de développement cohérent: Docker vous permet de créer et de déployer facilement des environnements de développement uniformes sur différentes machines et différentes plates-formes. Cela réduit considérablement les problèmes liés aux différences d'environnements de développement, un problème courant dans de nombreuses équipes de développement.
  2. Portabilité des applications: Avec Docker, vos applications peuvent être facilement déplacées d'un environnement à un autre sans problème de compatibilité. Cela signifie que vos applications peuvent être développées localement, testées dans un environnement intermédiaire, puis mises en production sans aucune modification de l'environnement.
  3. Isolement des applications: Docker vous permet d'exécuter des applications dans des conteneurs isolés, en veillant à ce qu'elles n'interfèrent pas les unes avec les autres. Cela peut être particulièrement utile lorsque vous travaillez avec des applications qui nécessitent différentes versions des mêmes dépendances.
  4. Efficacité des ressources: Les conteneurs Docker sont notoirement économes en ressources, n'utilisant que les ressources nécessaires pour exécuter l'application qu'ils contiennent. Cela peut conduire à une plus grande efficacité des ressources, en particulier lorsque vous travaillez avec des machines à ressources limitées.
  5. Réplicabilité: Avec Docker, les processus de création et de déploiement d'applications sont entièrement automatisés et reproductibles. Cela signifie que chaque membre de l'équipe peut exécuter l'application exactement de la même manière, éliminant les problèmes de différences dans les configurations locales.

En bref, comprendre et utiliser Docker peut apporter un certain nombre d'avantages immédiats, ce qui en fait un outil précieux pour tout développeur.

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