Erste Schritte mit Docker-Grundlagen

Was ist eine virtuelle Box?

• VirtualBox ist ein Virtualisierungssoftwareprogramm, mit dem Benutzer mehrere Betriebssysteme auf einer einzigen physischen Maschine ausführen können.

• Es erstellt eine virtuelle Hardwareumgebung auf dem Hostcomputer und ermöglicht die Installation und Ausführung mehrerer Gastbetriebssysteme auf dieser virtuellen Hardware.
• Auf diese Weise können Benutzer mehrere verschiedene Betriebssysteme und Anwendungen auf demselben physischen Computer ausführen und problemlos zwischen verschiedenen Betriebssystemen wechseln, ohne dass ein Neustart erforderlich ist.
• VirtualBox ist beliebt bei Entwicklern und Systemadministratoren, die Anwendungen auf mehreren Betriebssystemen testen und ausführen müssen. Es ist auch nützlich für Benutzer, die mehrere Betriebssysteme auf ihren PCs ausführen möchten.
• Wir haben einen begrenzten Speicher auf der virtuellen Box und es wird ziemlich chaotisch, wenn wir versuchen, mehrere Anwendungen auf der virtuellen Maschine zu installieren. Die virtuelle Maschine macht das gesamte Betriebssystem sperrig und verzögert schließlich alle Prozesse, die darauf ausgeführt wurden.
• Dies liegt daran, dass wir jedes Mal, wenn wir eine Anwendung auf der virtuellen Maschine installieren müssen, basierend auf der Anwendung das entsprechende Betriebssystem und die für diese Anwendungen erforderlichen Abhängigkeiten installieren müssen.
• Virtuelle Maschinen sind also keine ideale Lösung.

• Ein Hypervisor, auch bekannt als Virtual Machine Monitor, ist eine Softwareanwendung, die es mehreren Betriebssystemen ermöglicht, einen einzelnen Hardwarehost gemeinsam zu nutzen.
• Es fungiert als Vermittler zwischen den Betriebssystemen und der physischen Hardware und ermöglicht die Ausführung mehrerer virtueller Maschinen (VMs) auf einer einzigen physischen Maschine.
• Jede virtuelle Maschine führt ihr eigenes Betriebssystem und Anwendungen aus und erscheint dem Benutzer als separater, unabhängiger Computer.
• Es gibt zwei Haupttypen von Hypervisoren: Typ 1, auch als native oder Bare-Metal-Hypervisoren bekannt, wird direkt auf der Hardware des Hosts ausgeführt.
• Typ 2, auch bekannt als gehostete Hypervisoren, laufen auf einem Host-Betriebssystem. Beispiele für beliebte Hypervisoren sind VMware vSphere, Microsoft Hyper-V und Oracle VM VirtualBox.

• Um die Probleme zu überwinden, die virtuelle Maschinen beim Erstellen von Containern verursachen, kam Docker ins Spiel, das ein Containerisierungstool oder eine Container-Engine ist, die zum Erstellen, Löschen und Verwalten von Containern verwendet wird.

• Docker ist ein Tool, mit dem Entwickler ihre Anwendungen einfach in einem Container bereitstellen können, der ein leichtes und portables Paket ist, das alle erforderlichen Codes und Abhängigkeiten enthält und leicht gemeinsam genutzt werden kann.
• Mit Docker können wir N Anwendungen ausführen, da es sehr flexibel ist.
• Dies erleichtert die gemeinsame Nutzung und Bereitstellung von Anwendungen und stellt sicher, dass die Anwendung auf jedem anderen Computer auf die gleiche Weise ausgeführt wird, unabhängig von der Umgebung oder Konfiguration, indem einige einfache grundlegende Befehle verwendet werden.
• Docker wird häufig in Kombination mit Workflows für Continuous Integration und Continuous Deployment (CI/CD) verwendet.

• Sie haben eine Anwendung -> wir möchten diese Anwendung containerisieren, dh Container erstellen. Um dasselbe zu tun, müssen wir
  die Docker-Datei schreiben, die die Schritte zum Erstellen der
  jeweiligen Anwendung enthält -> nach dem Erstellen der Anwendung haben wir
  ein Image (Schnappschuss der jeweiligen Anwendung).
• Wann immer wir ausführen, wird das Image erstellt und die Anwendung gestartet.
• Wir können dieses Image mit jedem auf der Welt teilen und sie können darauf zugreifen, indem sie den Befehl #docker run (Name des Images) -> Anwendung wird gestartet -> auf einem bestimmten Port 8080 verwenden
• Durch die Verwendung von #docker run (Name des Images) -> Sie führen Ihre Anwendung in einem bestimmten Container aus -> im Container ist ein Image vorhanden -> das Image wird in dem bestimmten Container ausgeführt -> der Container stellt eine Umgebung bereit (Linux, Ubuntu) für die Anwendung -> Anforderungen an die Umgebung und andere Dinge werden in das Dockerfile geschrieben.

Behälter

• Container ist ein einfaches und eigenständiges ausführbares Paket, das alles enthält, was zum Ausführen einer Anwendung erforderlich ist: Anwendungscode, Bibliotheken, Abhängigkeiten und Laufzeit. Container ermöglichen es Entwicklern, ihre Anwendungen in einer portablen und isolierten Umgebung zu verpacken und zu verteilen, wodurch es einfach wird, dieselbe Anwendung auf verschiedenen Plattformen und Umgebungen auszuführen.
• Container werden aus Images erstellt, bei denen es sich im Wesentlichen um Vorlagen handelt, die den Inhalt und die Einstellungen eines Containers angeben. Wenn ein Container von einem Image gestartet wird, erstellt er eine neue Containerinstanz mit einem eigenen isolierten Dateisystem, Netzwerk und Prozessbereich. Dadurch können mehrere Container auf demselben Host ausgeführt werden, ohne dass Konflikte miteinander oder mit dem Hostsystem auftreten.

• Ein Image ist ein einfaches, eigenständiges, ausführbares Paket, das alles enthält, was zum Ausführen einer Software erforderlich ist, einschließlich Code, Laufzeit, Bibliotheken, Umgebungsvariablen und Konfigurationsdateien.
• Ein Image ist ein statischer Snapshot einer Anwendung und wird zum Erstellen von Containern verwendet. Wenn ein Container von einem Image gestartet wird, erstellt er eine neue Containerinstanz mit einem eigenen isolierten Dateisystem, Netzwerk und Prozessbereich. Dadurch können mehrere Container auf demselben Host ausgeführt werden, ohne dass Konflikte miteinander oder mit dem Hostsystem auftreten.
• Images werden mithilfe einer Reihe von Anweisungen erstellt, die als Dockerfile bezeichnet werden und die Schritte angeben, die zum Erstellen des Images erforderlich sind. Diese Anweisungen können Befehle zum Installieren von Paketen, Kopieren von Dateien, Festlegen von Umgebungsvariablen und Konfigurieren der Anwendung enthalten.

• Ein Repository ist ein Speicherort zum Halten und Organisieren von Dateien, häufig im Zusammenhang mit Versionskontrollsystemen. Im Kontext von Docker ist ein Repository eine Sammlung verwandter Docker-Images, die in einer Registrierung gespeichert sind.
• Eine Docker-Registry ist ein Host zum Speichern und Verteilen von Docker-Images. Es gibt verschiedene Arten von Registrierungen, einschließlich öffentlicher, privater und lokaler Registrierungen. Docker Hub ist eine öffentliche Registrierung, die von Docker, Inc. verwaltet wird und die Standardregistrierung für Docker ist. Es ermöglicht Entwicklern, ihre Bilder zu speichern und mit anderen zu teilen.
• In Docker kann ein Repository mehrere Bilder enthalten und jedes Bild kann mehrere Tags haben. Ein Bild-Tag ist ein Label, das verwendet wird, um eine bestimmte Version eines Bildes zu identifizieren.

• Docker Hub ist ein Cloud-basierter öffentlich-privater Registrierungsdienst zum Speichern und Verteilen von Docker-Images.
• Docker Hub bietet einen zentralen Ort für Entwickler, um ihre Images zu speichern und mit anderen zu teilen.
• Es enthält eine Reihe von Funktionen zum Verwalten und Organisieren von Bildern, z. B. Bildkennzeichnung, Bildspeicherung und Bilderkennung.
• Benutzer können öffentliche oder private Repositories zum Speichern ihrer Bilder erstellen, und sie können auch mit anderen zusammenarbeiten, indem sie Zugriff auf ihre Repositories gewähren.

• Eine virtuelle Maschine (VM) ist ein Softwareprogramm, das die Hardware eines physischen Computers emuliert und es ihm ermöglicht, ein Betriebssystem und Anwendungen auszuführen, als wäre es ein separates physisches Gerät.
• Dadurch können mehrere VMs auf einer einzigen physischen Maschine ausgeführt werden, jede mit ihrem eigenen Betriebssystem und ihren eigenen Anwendungen, und es können verschiedene Betriebssysteme und Anwendungen nebeneinander auf derselben Hardware ausgeführt werden.
• Docker hingegen ist ein Tool zum Bereitstellen von Anwendungen in Containern. Ein Container ist ein einfaches und portables Paket, das den Code und die Abhängigkeiten für eine Anwendung enthält und auf jedem Computer ausgeführt werden kann, auf dem Docker installiert ist.
• Im Gegensatz zu einer virtuellen Maschine enthält ein Container kein vollständiges Betriebssystem, sondern nutzt stattdessen den Kernel und die Bibliotheken des Host-Betriebssystems. Dies macht Container viel leichter und effizienter als VMs.
• Zusammenfassend bietet eine virtuelle Maschine eine vollständig emulierte Hardwareumgebung zum Ausführen eines Betriebssystems und von Anwendungen, während Docker eine Möglichkeit bietet, Anwendungen in leichtgewichtigen Containern zu verpacken und bereitzustellen, die auf dem Hostbetriebssystem ausgeführt werden.
• Diese Technologien werden häufig zusammen verwendet, wobei VMs die zugrunde liegende Hardwarevirtualisierung bereitstellen und Docker eine bequeme Möglichkeit bietet, Anwendungen auf dieser virtualisierten Hardware zu paketieren und bereitzustellen.

• Amazon Elastic Container Registry (ECR) ist ein vollständig verwalteter privater Containerregistrierungsdienst, der von Amazon Web Services (AWS) bereitgestellt wird. Es ermöglicht Entwicklern, Docker-Images in der Cloud zu speichern, zu verwalten und bereitzustellen.
• Es ist eine Alternative zu DockerHub.
• ECR ist in andere AWS-Services wie Amazon ECS (Elastic Container Service) und AWS Fargate integriert, was die Verwendung mit containerisierten Anwendungen erleichtert, die auf AWS ausgeführt werden. ECR lässt sich auch in die Docker-Befehlszeilenschnittstelle (CLI) integrieren, sodass Entwickler vertraute Docker-Befehle verwenden können, um Bilder von ECR zu übertragen und abzurufen.
• ECR bietet mehrere Funktionen zum Verwalten und Organisieren von Bildern, einschließlich Bild-Tagging, Bildscannen und Bildaufbewahrungsrichtlinien.

Architektur Erklärung

• Wir führen zuerst einen Befehl in der Docker-CLI aus -> es interagiert mit dem Docker-Daemon (Container Engine) für die Verarbeitung der Befehle -> Basierend auf dem Befehl, der an den Daemon gesendet wurde -> wird es zuerst prüfen, ob dieses bestimmte Image im lokalen System vorhanden ist oder nicht, wenn es vorhanden ist, wird es von dort abgerufen.
• Wenn es nicht vorhanden ist, geht es zur Remote-Registrierung, dh Dockerhub, und holt es von dort und speichert das jeweilige Image im lokalen System, und wenn wir den #docker run- Befehl mit dem Image-Namen ausführen, wird es gestartet in Behälterform.

• Die Docker-Architektur besteht aus mehreren Komponenten, die zusammenarbeiten, um die Erstellung und Bereitstellung von Docker-Containern zu ermöglichen. Auf hoher Ebene umfasst die Docker-Architektur die folgenden Komponenten:
• Die Docker-Engine, die den Kern der Docker-Plattform darstellt und für den Betrieb von Containern verantwortlich ist. Die Docker-Engine ist ein Daemon, der auf dem Hostbetriebssystem ausgeführt wird und die Schnittstelle zum Verwalten und Ausführen von Containern bereitstellt.
• Der Docker-Client, ein Befehlszeilentool, das zur Interaktion mit dem Docker-Daemon verwendet wird. Benutzer können den Docker-Client zum Erstellen und Verwalten von Containern sowie zum Verwalten des Docker-Daemons selbst verwenden.
• Die Docker-Image-Registrierung, die ein öffentliches oder privates Repository von Docker-Images ist. Benutzer können Docker-Images aus der Registrierung pushen und abrufen und Images aus der Registrierung verwenden, um Container zu erstellen.
• Die Dockerfile, eine Textdatei, die die Anweisungen zum Erstellen eines Docker-Images enthält. Eine Docker-Datei gibt das zu verwendende Basis-Image sowie die Anweisungen zum Installieren von Abhängigkeiten und zum Konfigurieren der Anwendung an.
• Zusammen bilden diese Komponenten eine leistungsstarke und flexible Plattform für die Bereitstellung von Anwendungen in Containern. Durch die Verwendung von Docker können Entwickler ihre Anwendungen einfach packen und bereitstellen und können sicher sein, dass die Anwendung auf jedem Computer, auf dem Docker installiert ist, auf die gleiche Weise ausgeführt wird.

• Isolation

• Reproduzierbarkeit

• Resourcenmanagement

• Portabilität

• Benutzerfreundlichkeit

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_Rajani ✨