Docker container là gì

Giới thiệu chung về Docker

Docker là gì?

Docker là một nền tảng phần mềm mã nguồn mở được thiết kế để giúp các nhà phát triển và quản trị hệ thống xây dựng, triển khai và chạy các ứng dụng một cách dễ dàng trong môi trường container. Container là các gói phần mềm nhẹ, có tính di động cao và chứa tất cả các thành phần cần thiết để chạy ứng dụng (bao gồm mã nguồn, runtime, thư viện, và công cụ hệ thống). Với Docker, bạn có thể chạy các ứng dụng trong các môi trường cô lập và nhất quán trên mọi hệ thống.

Tại sao sử dụng Docker?

Docker mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:

Khả năng di động cao: Docker container bao gồm tất cả các thành phần cần thiết để chạy ứng dụng, giúp dễ dàng di chuyển ứng dụng từ máy tính của nhà phát triển sang môi trường thử nghiệm, rồi đến sản xuất mà không gặp phải vấn đề tương thích môi trường.
Hiệu suất cao: So với các máy ảo truyền thống (VM), Docker container chia sẻ kernel của hệ điều hành, giúp chúng nhẹ và khởi động nhanh hơn. Điều này giúp tiết kiệm tài nguyên hệ thống và cải thiện hiệu suất của các ứng dụng.
Tính nhất quán và dễ dàng quản lý: Docker đảm bảo rằng ứng dụng chạy ổn định trong mọi môi trường bằng cách cung cấp một môi trường thực thi nhất quán. Điều này giúp giảm thiểu lỗi “nó chạy trên máy của tôi” khi triển khai phần mềm.
Khả năng mở rộng và dễ dàng triển khai: Docker cho phép bạn dễ dàng mở rộng và quản lý các container với các công cụ như Docker Swarm và Kubernetes, hỗ trợ việc triển khai ứng dụng phân tán và dịch vụ microservices.
Hỗ trợ DevOps và CI/CD: Docker giúp tăng cường quy trình phát triển liên tục (CI/CD) bằng cách cung cấp các môi trường xây dựng và thử nghiệm nhất quán, giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu lỗi.

Các khái niệm cơ bản liên quan đến Docker

Định nghĩa container trong Docker

Container trong Docker là một đơn vị phần mềm đóng gói và có thể thực thi, chứa tất cả các thành phần cần thiết để chạy một ứng dụng, bao gồm mã nguồn, runtime, thư viện, và các công cụ hệ thống. Container chạy trên cùng một kernel của hệ điều hành chủ (host OS) nhưng được cách ly với hệ thống và các container khác, tạo ra một môi trường cô lập và an toàn. Container giúp đảm bảo tính nhất quán của ứng dụng trên các môi trường khác nhau từ giai đoạn phát triển đến triển khai sản phẩm.

Container là một cách hiệu quả để triển khai ứng dụng vì chúng nhẹ hơn nhiều so với máy ảo (VM) truyền thống và khởi động nhanh chóng, do chúng chia sẻ kernel với hệ điều hành chủ và không cần khởi động hệ điều hành đầy đủ như trong VM.

Định nghĩa image trong Docker

Image trong Docker là một khuôn mẫu bất biến (immutable) chứa tất cả các chỉ thị cần thiết để tạo ra một container. Mỗi image bao gồm các lớp (layer) được xây dựng từ các chỉ thị trong một Dockerfile (một tập tin chứa mã nguồn của image), ví dụ như hệ điều hành cơ bản, các thư viện, công cụ và mã nguồn của ứng dụng.

Images là read-only (chỉ đọc) và có thể được sử dụng nhiều lần để tạo ra nhiều container khác nhau. Các images được lưu trữ trong Docker Hub hoặc các registry riêng tư khác. Khi một image được cập nhật, chỉ các lớp mới hoặc thay đổi mới được thêm vào, làm cho việc cập nhật và phân phối image trở nên hiệu quả hơn.

Ví dụ, một image có thể dựa trên một hệ điều hành cơ bản như Ubuntu, sau đó thêm vào các thư viện Python và mã nguồn ứng dụng của bạn. Khi image này được chạy, nó sẽ tạo ra một container có môi trường như được định nghĩa trong image đó.

Quy trình làm việc với Docker

Quy trình làm việc với Docker thường bao gồm các bước xây dựng, triển khai và quản lý các container từ các image. Dưới đây là các bước cơ bản:

Tạo một Dockerfile

Dockerfile là một tập tin văn bản chứa một tập hợp các chỉ thị để Docker sử dụng trong quá trình xây dựng một Docker image. Mỗi chỉ thị trong Dockerfile là một bước hướng dẫn Docker làm gì, chẳng hạn như cài đặt phần mềm, sao chép file, hoặc thiết lập các biến môi trường.

Ví dụ về Dockerfile đơn giản:

# Sử dụng một image cơ bản

FROM python:3.8-slim

# Thiết lập thư mục làm việc trong container

WORKDIR /app

# Sao chép các file cần thiết vào container

COPY . /app

# Cài đặt các thư viện yêu cầu từ file requirements.txt

RUN pip install -r requirements.txt

# Cài đặt biến môi trường (nếu cần)

ENV PYTHONUNBUFFERED=1

# Lệnh để chạy ứng dụng khi container được khởi động

CMD [“python”, “app.py”]

Trong ví dụ trên:

FROM chỉ ra image cơ bản để bắt đầu xây dựng (ở đây là image Python 3.8).
WORKDIR thiết lập thư mục làm việc mặc định bên trong container.
COPY sao chép các file từ hệ thống host vào container.
RUN thực hiện các lệnh trong quá trình xây dựng image, chẳng hạn như cài đặt các thư viện.
ENV thiết lập các biến môi trường.
CMD xác định lệnh mặc định sẽ được chạy khi container khởi động.

Xây dựng image

Sau khi tạo Dockerfile, bạn có thể sử dụng lệnh docker build để xây dựng một Docker image từ Dockerfile. Lệnh này sẽ đọc các chỉ thị trong Dockerfile và thực thi chúng để tạo ra một image.

Cú pháp xây dựng image:

docker build -t tên_image:tag .

Trong đó:

-t tên_image:tag là tên và thẻ (tag) cho image mà bạn muốn tạo (ví dụ: myapp:latest).
Dấu . ở cuối chỉ ra thư mục hiện tại chứa Dockerfile.

Ví dụ:

docker build -t myapp:latest .

Lệnh trên sẽ xây dựng một image mới có tên myapp với tag latest từ Dockerfile trong thư mục hiện tại.

Sau khi image được xây dựng thành công, bạn có thể sử dụng image đó để khởi tạo và chạy container với lệnh docker run. Image cũng có thể được lưu trữ trong Docker Hub hoặc các Docker registry khác để chia sẻ với các hệ thống khác hoặc cho việc triển khai sau này.

So sánh Docker với các công cụ container khác

Docker là công cụ container phổ biến nhất hiện nay, nhưng có nhiều công cụ container khác như LXC (Linux Containers) và rkt (pronounced “rocket”). Mỗi công cụ có những đặc điểm và lợi ích riêng biệt. Dưới đây là so sánh giữa Docker với hai công cụ container khác: LXC và rkt.

So sánh Docker với LXC

LXC (Linux Containers):

Mô tả: LXC là một công nghệ containerization truyền thống, sử dụng các tính năng của kernel Linux như cgroups và namespaces để tạo ra các container riêng biệt, hoạt động như các hệ điều hành nhỏ gọn. LXC cung cấp môi trường giống như một hệ điều hành đầy đủ, giúp bạn chạy nhiều hệ thống Linux cô lập trên cùng một máy chủ.
Ưu điểm:
- Cung cấp môi trường cô lập gần với hệ điều hành đầy đủ hơn.
- Ít lớp trừu tượng hơn, trực tiếp sử dụng kernel Linux, dẫn đến hiệu suất tốt hơn trong một số trường hợp.
Nhược điểm:
- Quản lý phức tạp hơn và ít thân thiện với người dùng so với Docker.
- Không hỗ trợ nhiều tính năng quản lý container và tích hợp DevOps như Docker (Docker Compose, Docker Swarm).

Docker:

Mô tả: Docker xây dựng trên khái niệm container của LXC nhưng cung cấp một lớp trừu tượng và công cụ dễ sử dụng hơn. Docker sử dụng một daemon (dockerd) để quản lý các container và cung cấp nhiều tính năng hỗ trợ như Docker Compose, Docker Swarm, và tích hợp CI/CD.
Ưu điểm:
- Dễ sử dụng và thiết lập hơn với các công cụ quản lý đơn giản và mạnh mẽ.
- Hỗ trợ tốt hơn cho DevOps và quy trình CI/CD với Docker Compose và Docker Swarm.
- Hệ sinh thái rộng lớn và được hỗ trợ bởi cộng đồng lớn.
Nhược điểm:
- Có thể nặng hơn trong một số trường hợp sử dụng cụ thể so với LXC vì Docker thêm một lớp trừu tượng trên LXC.

Kết luận: Docker là lựa chọn phổ biến và dễ sử dụng hơn cho hầu hết các trường hợp sử dụng, đặc biệt trong các môi trường DevOps và phát triển phần mềm. LXC có thể phù hợp hơn nếu bạn cần một môi trường cô lập gần với hệ điều hành đầy đủ và bạn có kinh nghiệm quản lý hệ thống Linux.

So sánh Docker với rkt

rkt (Rocket):

Mô tả: rkt (pronounced “rocket”) được phát triển bởi CoreOS và thiết kế để trở thành một giải pháp container an toàn và dễ dàng tích hợp hơn. Không giống như Docker, rkt không sử dụng daemon để quản lý container. Nó được thiết kế để tuân thủ các tiêu chuẩn container chặt chẽ hơn và cung cấp nhiều tùy chọn cho việc triển khai và quản lý container.
Ưu điểm:
- Bảo mật cao hơn với các tính năng như khả năng chạy mà không cần quyền root.
- Tích hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn của App Container (appc).
- Linh hoạt hơn trong việc lựa chọn môi trường runtime và tích hợp với hệ sinh thái CoreOS.
Nhược điểm:
- Không phổ biến bằng Docker và có cộng đồng nhỏ hơn.
- Ít tài liệu và hướng dẫn hỗ trợ hơn so với Docker.
- Không có nhiều tính năng và công cụ tích hợp sẵn như Docker Compose và Docker Swarm.