داکر چیست؟

داکر یک پلتفرم نرم افزاری است که به توسعه دهندگان و مدیران سیستم امکان ایجاد، مدیریت، و اجرای برنامه ها و خدمات در محیط های مستقل و ایزوله به نام “کانتینر” را می دهد. داکر به توسعه سریع، استقرار آسان برنامه ها و مدیریت کارآمد سیستم ها کمک می کند و به عنوان یکی از اساسی ترین ابزارهای توسعه نرم افزار و مدیریت زیرساخت های مدرن شناخته می شود.

در دنیای توسعه و استقرار نرم افزار، کارایی، سازگاری و قابل حمل بودن نرم افزارها و برنامه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. توسعه دهندگان می خواهند بدون توجه به محیط توسعه ای که در آن کار می کنند، برنامه ها را بسازند، آن ها را تست و ارسال نمایند. داکر ابزار قدرتمندی است که شیوه مدیریت و استقرار نرم افزار را متحول کرده است.

در این مقاله از وبلاگ مجتمع فنی نیاوران، به صورت مفصل بررسی خواهیم کرد که داکر چیست، چگونه کار می کند، و چرا به یکی از مدرن ترین اجزای ضروری توسعه و استقرار نرم افزارها تبدیل شده است.

مقدمه ای بر داکر

داکر در هسته خود یک پلتفرم برای توسعه، حمل و نقل و اجرای برنامه ها است. از فناوری کانتینر سازی برای کپسوله سازی برنامه ها و وابستگی های آن ها در واحدهای کوچک به نام کانتینر استفاده می کند. این کانتینرها می توانند به راحتی بر روی هر سیستمی که از داکر پشتیبانی می کند مستقر شوند؛ به گونه ای که توسعه دهنده از ثبات و پیش بینی پذیری در محیط های مختلف اطمینان حاصل نماید.

استفاده از داکر، خصوصا در پروژه های توسعه مبتنی بر پایتون، می تواند روند کار شما را بیش از آن چه که فکرش را کنید، ساده سازد. اگر به برنامه نویسی با پایتون علاقمندید، پیشنهاد می شود به صفحه دوره پایتون سری بزنید.

کانتینر داکر چیست؟

کانتینر داکر (Container) به عنوان واحد مستقل و کوچکی شناخته می شود که در آن برنامه ها، کدها، و تمامی وابستگی های لازم برای اجرای یک برنامه در داخل محیطی بسته و ایزوله می شوند. این محیط های کانتینری به طور کامل از محیط میزبان جدا شده و شامل سیستم عامل، کتابخانه ها، وابستگی های اجرایی، و تنظیمات مورد نیاز برای اجرای برنامه می باشند.

یکی از ویژگی های برجسته کانتینرها، قابلیت حمل و اجرا در سرورها و سیستم های مختلف با دقت و پایداری بسیار بالا است. این قابلیت به توسعه دهندگان امکان می دهد تا برنامه ها را بدون نگرانی از اختلافات محیطی و سیستمی در هر مکان و زمان اجرا و مدیریت کنند.

اگر به طورکلی به حوزه توسعه و برنامه نویسی علاقمندید و نمی دانید کار را از کجا شروع کنید، پیشنهاد ما به شما شرکت در دوره های برنامه نویسی مجتمع فنی نیاوران، زیر نظر برجسته ترین اساتید برنامه نویسی ایران است.

کانتینرهای داکر چگونه کار می کنند؟

کانتینرهای داکر به گونه ای طراحی شده اند که خودکفا و قابل حمل باشند. در این قسمت، نحوه کار آن ها را بررسی می کنیم:

Containerization

کانتینرهای داکر محیط های ایزوله ای هستند که یک برنامه کاربردی و وابستگی های آن از جمله کتابخانه ها، زمان اجرا و ابزارهای سیستم را در یک واحد بسته بندی می کنند. بنابراین این موضوع، مشکل کار کردن برنامه ها روی یک ماشین خاص و یا در یک محیط خاص را از بین می برد و تضمین می کند که برنامه ها به طور مداوم در محیط های مختلف قابل اجرا و مدیریت خواهند بود.

Docker Engine

Docker Engine یا موتور داکر، جزء اصلی است که مسئولیت ایجاد و مدیریت کانتینرها را بر عهده دارد. انجین شامل Daemon Docker (یک سرویس پس زمینه) و رابط خط فرمان داکر (CLI) است.

Docker Image

کانتینرهای داکر از فایل های Image ساخته می شوند. Imageها بسته های سبک وزن، مستقل و قابل اجرا هستند که تمامی موارد مورد نیاز برای اجرای یک نرم افزار، از جمله کد، زمان اجرا، کتابخانه ها و ابزارهای سیستم را شامل می شوند.

Dockerfile

داکر فایل، یک فایل متنی است که حاوی دستورالعمل هایی برای ساخت یک Docker Image است. Dockerfile پایه و بیس فایل Image، کد برنامه، وابستگی ها و پیکربندی را مشخص می کند.

رجیستری کانتینر

فایل های Docker Image را می توان در رجیستری های کانتینری مانند  Docker Hub، یک مخزن عمومی برای اشتراک گذاری و توزیع فایل های Image کانتینر، ذخیره کرد. همچنین شما می توانید برای فایل های Image سازمان خود رجیستری های خصوصی تنظیم نمایید.

ارکستراسیون کانتینر

در کاربردهای پیچیده، ممکن است چندین کانتینر داکر با هم کار کنند. ابزارهای ارکستراسیون کانتینر مانند Kubernetes به مدیریت و مقیاس بندی برنامه های کانتینری کمک می کنند.

مفاهیم کلیدی داکر

برای درک کامل داکر، دانستن برخی از مفاهیم کلیدی ضروری است:

Image در مقابل کانتینر

Imageها ثابت هستند، در حالی که کانتینرها نمونه هایی از آن Imageها هستند. شما می توانید چندین کانتینر از یک Image ایجاد نمایید.

Docker Hub

داکر هاب یک سرویس رجیستری مبتنی بر فضای ابری برای به اشتراک گذاری و توزیع Imageهای کانتینر است. این سرویس، در واقع میزبان هزاران Image از پیش ساخته شده است که شما می توانید از آن ها به عنوان پایه ای برای کانتینرهای خود استفاده نمایید.

Docker Compose

ابزاری برای تعریف و اجرای برنامه های داکر چند کانتینری است. Docker Compose به شما این امکان را می دهد که خدمات، شبکه ها و حجم ها را در یک فایل YAML تعریف کنید.

ولوم

حجم های داکر برای تداوم داده های تولید شده توسط کانتینرها استفاده می شوند. آن ها در واقع تضمین می کنند که داده ها حتی در صورت توقف یا برداشتن یک کانتینر، حفظ خواهند شد.

شبکه سازی

داکر ویژگی های شبکه ای را ارائه می دهد که به کانتینرها اجازه می دهد با یکدیگر و با شبکه های خارجی ارتباط برقرار کنند. شما می توانید شبکه های سفارشی برای جداسازی کانتینرها یا کنترل ارتباطات آن ها ایجاد نمایید.

مزایای داکر

داکر چندین مزیت را برای توسعه دهندگان ارائه می دهد که در ادامه به بررسی برخی از مهمترین آن ها می پردازیم:

ثبات

کانتینرهای داکر همه وابستگی ها را محصور می کنند و اطمینان می دهند که برنامه ها در محیط های مختلف، از توسعه تا تولید، به طور مداوم و بدون مشکل کار خواهند کرد.

ایزوله بودن

کانتینرها جداسازی فرآیند و منبع را فراهم می کنند و به چندین برنامه اجازه می دهند که در یک میزبان، بدون تداخل با یکدیگر، اجرا شوند.

قابلیت حمل

کانتینرهای داکر می توانند روی هر سیستمی که از Docker پشتیبانی می کند، اجرا شوند که این موضوع، جابجایی برنامه ها بین ارائه دهندگان مختلف فضای ابری یا محیط های داخلی را آسان می کند.

کارایی و ویژگی ها

کانتینرها کم حجم هستند، هسته سیستم عامل میزبان را به اشتراک می گذارند، سربار منابع را کاهش می دهند و استفاده از منابع را بهبود می بخشند.

مقیاس پذیری

داکر برنامه های مقیاس بندی را ساده می کند و به شما امکان می دهد تا کانتینرهای اضافی را در صورت نیاز، هم به صورت دستی و هم به صورت خودکار، با استفاده از ابزارهای هماهنگ سازی جابجا کنید.

کاربرد داکر

برخی از مهمترین کاربردها و موارد استفاده از داکر در دنیای واقعی، عبارتند از:

معماری میکروسرویس ها

داکر یک فعال کننده کلیدی میکروسرویس ها است که به توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا خدمات کوچک و مستقلی را بسازند و به کار گیرند که به راحتی قابل مقیاس بندی و مدیریت باشند.

Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD)

داکر برای خطوط مدرن CI/CD به صورت یکپارچه عمل می کند و توسعه دهندگان را قادر می سازد تا برنامه ها را به طور خودکار و پیوسته بسازند، آزمایش کنند و به کار گیرند.

DevOps Practices

داکر همکاری بین تیم های توسعه و عملیات را با ارائه یک پلتفرم مشترک برای بسته بندی و استقرار برنامه ها تسهیل می کند.

Hybrid Cloud

قابلیت حمل داکر آن را به یک انتخاب ایده آل برای سازمان هایی که عملکرد آن ها مبتنی بر فضای ابری هیبریدی است، تبدیل می کند که این امر، امکان جابجایی یکپارچه کانتینرها را بین محیط های داخلی و ابری فراهم می سازد.

مدرن سازی برنامه

داکر می تواند برنامه های قدیمی را با کانتینری کردن آنها مدرن سازد، آن ها را قابل حمل تر کند و مدیریت آن ها را ساده تر نماید.

شروع کار با داکر

اگر در کار با داکر تازه کار هستید و تجربه چندانی ندارید، در اینجا یک راهنمای خیلی خوب برای شروع کار با Docker برای شما آورده شده است:

نصب: برای نصب داکر بر روی سیستم توسعه خود، از دستورالعمل هایی که خود Docker برای پلتفرم های مختلف، از جمله ویندوز، مک و لینوکس ارائه داده است، استفاده نمایید.

Hello World: اولین کانتینر داکر خود را با اجرای یک “Hello World” ساده ایجاد کنید. این به شما کمک می کند تا با دستورات اولیه Docker آشنا شوید.

Dockerfile: یاد بگیرید که چگونه یک Dockerfile برای ساخت Imageهای سفارشی ایجاد کنید. می توانید با یک Image پایه (به عنوان مثال اوبونتو یا آلپاین) شروع کنید و کد برنامه و سایر ملزومات را اضافه نمایید.

Docker Compose: از Docker Compose برای تعریف برنامه های کاربردی چند کانتینری استفاده کنید؛ یک فایل Docker Compose برای راه اندازی سرویس های به هم پیوسته ایجاد نمایید.

جستجو در Docker Hub: داکر هاب را برای یافتن Imageهای از پیش ساخته شده برای نرم افزارها و کتابخانه های محبوب جستجو کنید. شما می توانید از این فایل های Image موجود در داکرهاب، به عنوان نقطه شروع برای کانتینرهای خود استفاده نمایید.

ارکستراسیون کانتینر: اگر بر روی برنامه های پیچیده کار می کنید، برای مدیریت خوشه های کانتینر، ارکستراسیون کانتینر را با استفاده از ابزارهایی مانند Kubernetes یا Docker Swarm امتحان کنید.

نکات کار با داکر

همانطور که در کار با داکر عمیق تر و حرفه ای تر می شوید، بهتر است این نکات و روش ها را در ذهن داشته باشید:

فایل های Image را کوچک نگه دارید: تنها وابستگی های ضروری را در فایل Image درج کنید و از این طریق، اندازه Image را به حداقل برسانید. همچنین می توانید از ساخت های چند مرحله ای برای کامپایل کد و تولید یک فایل Image نهایی کوچک استفاده نمایید.

از کنترل نسخه استفاده کنید: Dockerfiles را در کنار کد برنامه خود در مخازن کنترل نسخه، مانند Git برای سازگاری نسخه ذخیره نمایید.

امنیت: به طور مرتب Imageهای پایه را به منظور اصلاح و کاهش آسیب پذیری ها، آپدیت نمایید. ابزارهای اسکن امنیتی را برای شناسایی و کاهش خطرات امنیتی در فایل های Image خود پیاده کنید.

محدودیت منابع: محدودیت منابع (CPU و حافظه) را برای کانتینرهای داکر تنظیم کنید تا از اختلاف منابع جلوگیری کرده و از این طریق، از توزیع عادلانه منابع اطمینان حاصل نمایید.

نظارت: همواره کانتینرها و پلتفرم های ارکستراسیون را به منظور عیب یابی موثر مسائل، مانیتور کنید و تحت نظارت قرار دهید.

داکر در آینده

تاثیر داکر بر توسعه نرم افزار و گستره کاربردهای این پلتفرم، همچنان در حال تکامل است. در حالی که Docker Inc. بر بهبود تجربه توسعه دهندگان تمرکز دارد، اکوسیستم اطراف Docker، از جمله Kubernetes نیز همواره به رشد و توسعه خود ادامه می دهد.

همانطور که تکنولوژی تکامل می یابد، شیوه ها و پلتفرم های مدرن توسعه نرم افزار، نظیر داکر نیز بیش از پیش یکپارچه گردیده، توسعه یافته و در دسترس قرار می گیرند.

در دنیای داکر شیرجه بزنید!

داکر در نحوه ساخت، ارسال و اجرای برنامه های کاربردی انقلابی ایجاد کرده است. در واقع، این پلتفرم به توسعه دهندگان یک راه استاندارد، قابل حمل و کارآمد برای بسته بندی برنامه ها و وابستگی های آن ها ارائه می دهد.

شما با تسلط بر Docker، می توانید فرآیند توسعه خود را ساده نمایید، ثبات را افزایش دهید و از پتانسیل کانتینر سازی برای پروژه های خود بهره ببرید.

اگر در دنیای داکر شیرجه بزنید، ابزار همه کاره ای را کشف خواهید کرد که به شما قدرت ایجاد، استقرار و مدیریت نرم افزارهایی را می دهد که قبلاً هرگز نداشته اید.