داکر Docker چیست و چه کاربردهایی دارد؟

داکر (Docker) یک پلتفرم متن‌باز برای توسعه، ارسال و اجرای برنامه‌ها است که به‌صورت یک سکوی مجازی‌سازی کانتینریزه عمل می‌کند. این ابزار برای بسته‌بندی و اجرای برنامه‌ها به‌صورت کانتینرها به کار می‌رود. کانتینرها به‌عنوان محیطی مستقل از سیستم‌عامل عمل می‌کنند و قابلیت اجرای یکسان را در سراسر سیستم‌عامل‌ها و محیط‌های مختلف فراهم می‌کنند. تأثیر داکر برنامه‌نویسی را به شکل انقلابی تغییر داده است. در گذشته، برنامه‌نویسان برای اجرای برنامه‌ها در سرورها، مجبور بودند به‌صورت دستی محیط‌های نرم‌افزاری را پیکربندی کنند و سایر ابزارهای موردنیاز را نصب کنند. این روش‌ها معمولاً پیچیده، زمان‌بر و مستلزم تخصص فنی بودند؛ اما با استفاده از داکر، برنامه‌نویسان می‌توانند برنامه‌ها و تمام وابستگی‌های آن‌ها را در یک کانتینر بسته‌بندی کنند.

به‌طور خلاصه داکر با ارائه یک روش ساده و قابل‌حمل برای بسته‌بندی و اجرای برنامه‌ها، تأثیر انقلابی در برنامه‌نویسی داشته است. این ابزار به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا برنامه‌ها را به‌صورت قابل‌حمل و یکپارچه بسته‌بندی کنند، از تفاوت‌های سیستم‌عاملی و محیطی عبور کنند و باعث تسهیل در توسعه، استقرار و مدیریت برنامه‌ها شود.توجه داشته باشید که برای اجرای داکر شما باید اقدام به خرید سرور مجازی کنید تا بتوانید داکر را اجرا کنید.

 

 نقش ماشین‌های مجازی در تست و اجرای برنامه‌ها

چگونه داکر جایگزین پیشرفته‌ای برای ماشین‌های مجازی سنتی ارائه می‌دهد؟ ماشین‌ مجازی (Virtual Machines) نیز مانند داکر، یک فناوری مجازی‌سازی است؛ اما برخی تفاوت‌ها در معماری و عملکرد دارد. در ماشین‌های مجازی، یک‌لایه اضافی از نرم‌افزار به نام Hypervisor بر روی سیستم‌عامل اصلی نصب می‌شود. Hypervisor وظیفه مدیریت و ایجاد ماشین‌های مجازی را بر عهده دارد. هر ماشین مجازی شامل یک سیستم‌عامل کامل است که بر روی آن اجرا می‌شود و از منابع سیستم مجزا استفاده می‌کند.

داکر با استفاده از تکنولوژی کانتینریزاسیون، به‌جای ساختن ماشین‌های مجازی کامل، از یک‌لایه سطحی‌تر استفاده می‌کند. در داکر، کانتینرها یک محیط مجازی‌سازی محدودتر را فراهم می‌کنند. آن‌ها از هسته سیستم‌عامل اصلی استفاده می‌کنند و فقط وابستگی‌های لازم برای اجرای برنامه را شامل می‌شوند. این باعث می‌شود که کانتینرها سریع‌تر، سبک‌تر و کارآمدتر از ماشین‌های مجازی باشند.

به‌طورکلی داکر با ارائه قابلیت‌هایی مانند سرعت و کارایی بالا، قابلیت حمل و انتقال آسان، حجم کوچک و مدیریت ساده به‌عنوان جایگزینی پیشرفته برای ماشین‌های مجازی سنتی عمل می‌کند. این امکان را نیز به برنامه‌نویسان می‌دهد تا برنامه‌ها را به‌صورت مستقل و یکپارچه بسته‌بندی و اجرا کنند و با مشکلاتی مانند تفاوت‌های سیستم‌عاملی و محیطی روبرو نشوند.

 

داکر چیست؟

داکر (Docker) یک پلتفرم متن‌باز و محبوب برای کانتینریزاسیون است که توسط شرکت Docker، Inc توسعه و توزیع می‌شود. داکر به توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم‌ها امکان می‌دهد برنامه‌ها را به‌صورت کانتینرهای قابل‌حمل و مستقل بسته‌بندی و اجرا کنند. با استفاده از داکر، می‌توانید برنامه‌ها و تمام وابستگی‌های آن‌ها را در یک کانتینر قرار داده و آن را در هر محیطی اجرا کنید. کانتینرها به‌صورت محیط‌های مجازی‌سازی شده و سبک‌تر از ماشین‌های مجازی هستند؛ زیرا از هسته سیستم‌عامل اصلی استفاده می‌کنند و تنها وابستگی‌های لازم برای اجرای برنامه را شامل می‌شوند. این به شما امکان می‌دهد تا برنامه‌ها را با بهره‌وری بالا و در تمامی محیط‌ها از سیستم‌های لوکال تا سرورهای ابری اجرا کنید.

داکر همچنین ابزارهایی برای مدیریت کانتینرها و ایجاد تصاویر (Images) مختلف را فراهم می‌کند. با استفاده از فایل‌های ترکیبی (Compose Files) می‌توانید برنامه‌های چند کانتینری را به‌طور مستقل تعریف و مدیریت کنید. همچنین می‌توانید از امکانات شبکه‌بندی و ذخیره‌سازی داکر برای مدیریت و ارتباط بین کانتینرها استفاده کنید. این پلتفرم به دلیل سادگی استفاده، قابلیت حمل و انتقال آسان، سرعت و کارایی بالا، قابلیت مقیاس‌پذیری و پشتیبانی از استانداردهای صنعتی، به یکی از ابزارهای محبوب در جهان توسعه نرم‌افزار تبدیل‌شده است. از بزرگ‌ترین شرکت‌ها تا توسعه‌دهندگان مستقل، از داکر برای بسته‌بندی، توسعه و اجرای برنامه‌ها استفاده می‌کنند. 

 

Docker چگونه کار می‌کند؟

داکر بر اساس فناوری کانتینر سازی کار می‌کند. کانتینر سازی یک تکنولوژی است که به شما امکان می‌دهد برنامه‌ها و تمام وابستگی‌های آن‌ها را در یک محیط مستقل و قابل‌حمل به نام "کانتینر" بسته‌بندی کنید. هر کانتینر شامل برنامه، کتابخانه‌ها، فایل‌های تنظیمات و سایر وابستگی‌ها است که برای اجرای برنامه نیاز است. این کانتینرها به‌صورت محیط‌های مجازی‌سازی شده و سبک‌تر از ماشین‌های مجازی هستند؛ زیرا از هسته سیستم‌عامل اصلی استفاده می‌کنند و تنها وابستگی‌های لازم را شامل می‌شوند.

معماری داکر شامل چند مؤلفه است:

1. محیط اجرا

داکر از محیط اجرایی به نام Docker Engine استفاده می‌کند که شامل دمون Daemon و (CLI (Command Line Interface است. دمون نقش سرور داکر را بر عهده دارد و در پس‌زمینه برنامه‌های کانتینری را مدیریت و اجرا می‌کند. CLI به شما امکان می‌دهد با استفاده از دستورات داکر با دمون تعامل کنید. اگر می‌خواهید با دستورات مهم و کاربردی داکر آشنا شوید محتوای دستورات پیشرفته داکر را بخوانید.

2. تصاویر (Images)

 تصاویر داکر به‌عنوان الگوهای قابل تکرار برای ایجاد کانتینرها عمل می‌کنند. یک تصویر شامل تمام وابستگی‌ها و فایل‌های موردنیاز برای اجرای یک برنامه است. تصاویر می‌توانند از ریپازیتوری‌های عمومی مانند Docker Hub دریافت شوند یا توسط کاربر ساخته شوند.

3. کانتینرها (Containers)

 کانتینرها نمونه‌های اجرایی از تصاویر هستند. هر کانتینر شامل برنامه و تمام وابستگی‌ها و فایل‌های مربوطه است. کانتینرها قابل‌حمل هستند و می‌توانند در تمامی محیط‌هایی که Docker در آن قابل‌اجرا است، به‌صورت یکپارچه و بدون تغییر اجرا شوند.

4. شبکه‌بندی (Networking)

 داکر امکان ایجاد شبکه‌های مجازی داخلی برای ارتباط بین کانتینرها و همچنین اتصال به شبکه بیرونی را فراهم می‌کند. این امکان به شما اجازه می‌دهد که کانتینرها را با یکدیگر و با دیگر سرویس‌ها درون یک شبکه متصل کنید.

5. ذخیره‌سازی

 داکر امکان مدیریت و ذخیره‌سازی داده‌های داخل کانتینرها را فراهم می‌کند. شما می‌توانید حجم‌های مخزن را برای ذخیره و به اشتراک‌گذاری داده‌ها بین کانتینرها استفاده کنید.

 

نحوه عملکرد داکر به این صورت است که شما ابتدا یک تصویر را تعریف یا دریافت کرده و سپس یک یا چند کانتینر از آن تصویر ایجاد می‌کنید. کانتینرها به‌طور جداگانه و بدون تداخل با یکدیگر اجرا می‌شوند. شما می‌توانید کانتینرها را بر اساس نیازهای خود پیکربندی کنید و آن‌ها را به‌صورت مستقل اجرا، توسعه و مدیریت کنید. با استفاده از ابزارهای داکر، می‌توانید تمامی مراحل چرخه توسعه نرم‌افزار را از توسعه و آزمایش محلی تا استقرار در محیط‌های تولید را ساده‌تر و قابل تکرارتر کنید. همچنین از قابلیت مقیاس‌پذیری داکر برای افزایش یا کاهش تعداد کانتینرها بر اساس بارکاری نیز می‌توانید استفاده کنید.

 

معرفی اجزای داکر (Dockerfiles، کانتینرها، Docker Hub و Docker Compose)

اجزای اصلی پلتفرم داکر شامل موارد زیر است. برای آشنایی با عملکرد این پلتفرم باید با اجزای آن به‌خوبی آشنا شوید.

1. Dockerfiles

Dockerfile یک فایل متنی است که دستورات و تنظیمات موردنیاز برای ساخت یک تصویر Docker را تعریف می‌کند. در این فایل، شما می‌توانید مراحل موردنیاز برای نصب و پیکربندی برنامه خود را تعیین کنید. Dockerfile شامل دستوراتی مانند (COPY کپی فایل‌ها)، RUN (اجرای دستورات) و CMD (تنظیم دستور اجرایی پیش‌فرض) است. با استفاده از Dockerfile، می‌توانید یک تصویر Docker سفارشی را ایجاد کنید که شامل برنامه و تنظیمات موردنیاز شما است.

2. کانتینرها

کانتینرها نمونه‌های اجرایی از تصاویر Docker هستند. زمانی که شما یک کانتینر را اجرا می‌کنید، Docker Engine تصویر مربوطه را می‌گیرد و یک محیط اجرایی جدید از آن را بر اساس تنظیمات مشخص‌شده در Dockerfile ایجاد می‌کند. هر کانتینر شامل برنامه و تمام وابستگی‌ها و تنظیمات موردنیاز است. کانتینرها قابل‌حملی هستند و می‌توانند در هر سیستمی که Docker در آن نصب‌شده است، اجرا شوند.

3. Docker Hub

Docker Hub یک ریپازیتوری عمومی برای تصاویر Docker است. این سرویس امکان می‌دهد تا تصاویر Docker را به اشتراک بگذارید، از تصاویر موجود استفاده و تصاویر خود را در آن ذخیره کنید. شما می‌توانید تصاویر را بر اساس برچسب‌ها ((tags و دسته‌بندی‌های مختلف در Docker Hub جستجو کنید. این ریپازیتوری شامل تصاویر رسمی از برنامه‌های معروفی مانند MySQL، Nginx و Python است که به شما این امکان را می‌دهد تا بدون نیاز به ساخت تصویر از ابتدا، از آن‌ها استفاده کنید.

4. Docker Compose

Docker Compose ابزاری است که به شما امکان می‌دهد تا برنامه‌های چندبخشی که از چندین کانتینر تشکیل‌شده‌اند را به‌صورت یکپارچه مدیریت کنید. با استفاده از فایل Compose شما می‌توانید تنظیمات مربوط به هر کانتینر و ارتباطات وابسته بین آن‌ها را تعیین کنید. از این ابزار می‌توانید برای تعیین تعداد کانتینرها، پورت‌ها، متغیرها، شبکه‌ها و سایر تنظیمات موردنیاز برنامه‌های چندبخشی استفاده کنید. با استفاده از Docker Compose، می‌توانید برنامه‌های چندبخشی را به‌صورت محلی یا در محیط‌های تولیدی اجرا کنید. فایل Compose یک فایل YAML است که توصیف تنظیمات و اجزای برنامه را در خود ذخیره می‌کند.

مزایای استفاده از داکر

استفاده از Docker بسیاری از مزایا را در توسعه و استقرار نرم‌افزارها فراهم می‌کند. در زیر به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

کارایی

Docker بر اساس فناوری کانتینریزاسیون عمل می‌کند که به شما امکان می‌دهد برنامه‌ها را در محیط‌های جداگانه و جداشدنی اجرا کنید. با استفاده از کانتینرها، می‌توانید برنامه‌ها را بازنشانی و اجرا کنید و از تداخل‌های ممکن بین آن‌ها جلوگیری کنید. همچنین با استفاده از فناوری مجازی‌سازی در سطح سیستم‌عامل، کارایی برنامه‌ها بهبود می‌یابد و نیاز به مصرف منابع سخت‌افزاری کمتری دارند.

قابلیت حمل

 یکی از مزایای اصلی این پلتفرم قابلیت حمل‌پذیری بالاست. با استفاده از تصاویر Docker شما می‌توانید برنامه‌ها و تمام وابستگی‌های آن‌ها را به‌صورت کامل و از پیش تنظیم‌شده در یک تصویر قرار دهید. این به شما اجازه می‌دهد برنامه‌ها را در هر سیستمی که داکر در آن نصب‌شده است بدون نیاز به نصب و پیکربندی مجدد اجرا کنید.

مقیاس‌پذیری

 داکر شما امکان می‌دهد برنامه‌ها را به‌سرعت و به مقیاس بزرگ توسعه دهید. با استفاده از امکانات مدیریتی این ابزار می‌توانید کانتینرها را به‌راحتی تکثیر و مقیاس‌پذیر کنید. این به شما امکان می‌دهد تا با توجه به بارکاری و نیازهای عملکردی، تعداد کانتینرها را افزایش یا کاهش دهید.

جداسازی

 Docker امکان جداسازی بین کانتینرها و میزبان را فراهم می‌کند. هر کانتینر دارای محیط اجرایی مجزا و منابع محدود است که از دیگر کانتینرها و محیط اجرایی میزبان جداشده است. این به شما امکان می‌دهد تا برنامه‌ها را با اطمینان اجرا کنید و از تداخل و تأثیر متقابل بین آن‌ها جلوگیری کنید.

مدیریت پیکربندی ساده

 این پلتفرم به شما ابزارها و مکانیزم‌هایی را ارائه می‌دهد که به شما در مدیریت پیکربندی ساده کمک می‌کنند. شما می‌توانید تصاویر Docker را با استفاده از Dockerfile تعریف کنید و تمام تنظیمات و وابستگی‌های برنامه را در یک فایل مشخص کنید. این به شما امکان می‌دهد پیکربندی برنامه را به‌سرعت و با دقت تغییر دهید و از طریق نسخه بندی و مدیریت کنترل نسخه، از تغییرات و پیکربندی‌های قبلی برنامه استفاده کنید.

 

مروری بر اکوسیستم منبع باز داکر و مشارکت‌های جامعه

اکوسیستم این پلتفرم شامل مجموعه‌ای از ابزارها، خدمات و منابع است که توسط شرکت Docker Inc؛ و جامعه منبع باز توسعه و حمایت می‌شود. Docker از زمان عرضه خود در سال 2013 به‌سرعت جامعه منبع باز قوی و پویا را به دور خود جمع کرده است. جامعه منبع باز این پلتفرم بسیار پویا و فعال است و سازمان‌ها، توسعه‌دهندگان و کاربران حرفه‌ای از طریق مشارکت در توسعه، گزارش باگ، ارائه پیشنهاد‌ها و ایجاد منابع آموزشی در بهبود و پیشرفت اکوسیستم این پلتفرم نقش دارند. جامعه داکر یکی از بزرگ‌ترین جوامع منبع باز در حوزه نرم‌افزار است و میلیون‌ها کاربر فعال دارد. به‌طورکلی مشارکت‌های جامعه در اکوسیستم Docker عبارت‌اند از:

- توسعه و بهبود موتور Docker و ابزارهای مرتبط.

- ایجاد تصاویر Docker آماده و قابل‌استفاده برای استفاده عمومی.

- ایجاد ابزارها و پلاگین‌های متنوع برای توسعه و مدیریت برنامه‌های داکر.

- ایجاد مستندات و منابع آموزشی برای کمک به کاربران جدید.

- گزارش باگ‌ها و مشکلات و ارائه پیشنهاد‌ها برای بهبود کیفیت و عملکرد داکر.

- مشارکت در توسعه و بهبود ابزارهای مدیریت ارکستراسیون مانند Docker Swarm و Kubernetes.

تعامل و مشارکت با جامعه داکر می‌تواند به‌صورت مختلف ازجمله ارائه کدها، مشارکت در پروژه‌ها، ایجاد گزارش باگ، شرکت در گفتگوهای آنلاین و حضور در رویدادها و کنفرانس‌های مرتبط اتفاق بیفتد. این مشارکت‌ها باعث رشد و پیشرفت اکوسیستم و بهبود تجربه کاربران می‌شود.

 

Docker در مقابل سایر فناوری‌های کانتینر و ماشین‌های مجازی

داکر فناوری کانتینری محبوبی است که در مقایسه با ماشین‌های مجازی (VMs) و فناوری‌های کانتینری دیگر، مزایا و ویژگی‌های خاص خود را دارد. در زیر مقایسه‌ای بین این پلتفرم و سایر فناوری‌های کانتینر و ماشین‌های مجازی ارائه می‌شود:

1. مصرف منابع

 یکی از مزایای اصلی Docker نسبت به ماشین‌های مجازی مصرف منابع سیستم کمتر است. درحالی‌که در ماشین‌های مجازی، هر ماشین مجازی نیاز به سیستم‌عامل مجزا و منابع سخت‌افزاری جداگانه دارد. در این پلتفرم از همان سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌شود و کانتینرها از قابلیت‌های جدا از سیستم‌عامل استفاده می‌کنند. این باعث می‌شود داکر سبک‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر از ماشین‌های مجازی باشد.

2. زمان راه‌اندازی

 داکر به دلیل استفاده از فناوری کانتینری، زمان راه‌اندازی بسیار سریع‌تری نسبت به ماشین‌های مجازی دارد. با این پلتفرم می‌توانید برنامه‌های کاربردی را در عرض ثانیه‌ها راه‌اندازی کنید، درحالی‌که راه‌اندازی یک ماشین مجازی ممکن است به مدت چند دقیقه یا بیشتر طول بکشد.

3. محیط همگن

 داکر این امکان را می‌دهد تا برنامه‌ها و خدمات را در یک محیط همگن و قابل‌حمل اجرا کنید. این به معنای این است که شما می‌توانید برنامه‌ها را در هر سیستمی که Docker نصب‌شده است بدون نیاز به تغییرات و تنظیمات اضافی اجرا کنید. در مقابل، در ماشین‌های مجازی، برنامه‌ها باید برای هر سیستم مجازی مجزا تنظیم شوند.

4. مدیریت ساده

 این پلتفرم ابزارهایی برای مدیریت و مانیتورینگ کانتینرها ارائه می‌دهد که به مدیران سیستم کمک می‌کند برنامه‌ها و خدمات را به‌راحتی مدیریت کنند. Docker Compose، Docker Swarm و Kubernetes ابزارهایی هستند که امکاناتی برای مدیریت جریان کار، انتشار خودکار و ارکستراسیون دارند. در مقابل ماشین‌های مجازی نیازمند ابزارهای مدیریت جداگانه‌ای هستند که می‌تواند پیچیده‌تر و نیازمند آشنایی بیشتر با مفاهیم ماشین‌های مجازی باشند.

5. عملکرد

 به‌طورکلی داکر در عملکرد بهبود قابل‌توجهی نسبت به ماشین‌های مجازی دارد. به دلیل استفاده از سیستم‌عامل میزبان به‌عنوان محیط اجرا، هزینه‌هایی مانند هزینه‌های مربوط به مجازی‌سازی کاهش می‌یابد و کارایی بالاتری دارد. همچنین این پلتفرم به‌عنوان یک فناوری کانتینری روی سیستم‌عامل میزبان اجرا می‌شود و این باعث می‌شود کارایی بالاتری در مقایسه با سایر فناوری‌های کانتینر داشته باشد.

 

راهنمایی برای شروع کار با Docker

برای شروع کار با داکر مراحل زیر را می‌توانید دنبال کنید:

1. نصب Docker

 ابتدا باید داکر را روی سیستم خود نصب کنید. برای این منظور باید نسخه مناسب را بر اساس سیستم‌عامل خود انتخاب کنید و دستورالعمل‌های نصب را دنبال کنید. شما می‌توانید این نرم‌افزار را از وب‌سایت رسمی Docker در آدرس https://www.docker.com/products/docker-desktop دانلود کنید.

2. اجرای Docker

 پس از نصب آن را اجرا کنید. در سیستم‌های ویندوز و macOS، شما می‌توانید Docker Desktop را بازکنید و آن را فعال کنید. در سیستم‌های لینوکس، باید سرویس Docker را راه‌اندازی کنید. برای اجرای دستورات داکر معمولاً از خط فرمان یا ترمینال استفاده می‌شود.

3. تست Docker

 برای اطمینان از صحیح نصب شدن و عملکرد درست آن می‌توانید یک تست ساده انجام دهید. از طریق خط فرمان یا ترمینال، دستور زیر را اجرا کنید:

 docker run hello-world

این دستور یک کانتینر ساده را از Docker Hub دریافت و اجرا می‌کند. اگر همه‌چیز به‌درستی کارکرده باشد پیغامی که نشان می‌دهد داکر به‌درستی نصب و پیکربندی‌شده است را مشاهده خواهید کرد.

4. مفاهیم اصلی Docker

 برای شروع به کار با داکر باید با مفاهیم اصلی آن آشنا شوید. برخی از اصطلاحات مهم در این پلتفرم عبارت‌اند از:

- Image (تصویر): یک تصویر داکر حاوی تنظیمات و برنامه‌های کاربردی است که برای اجرای یک کانتینر استفاده می‌شود. تصاویر از Docker Hub یا سایر منابع دریافت می‌شوند یا می‌توانید تصاویر خود را بسازید.

- Container (کانتینر): یک نمونه از یک تصویر Docker است که در حال اجرا است. هر کانتینر محیط مجزا و جداگانه‌ای دارد و به‌صورت ایزوله از سایر کانتینرها و سیستم میزبان عمل می‌کند.

- Dockerfile : یک فایل متنی است که دستوراتی برای ساخت یک تصویر Docker مشخص می‌کند. شما می‌توانید Dockerfile خود را بنویسید و با استفاده از دستورات مربوطه تصویر خود را بسازید.

-Docker Compose: یک ابزار برای تعریف و مدیریت چند کانتینر متعلق به یک برنامه است. با استفاده از Docker Compose، می‌توانید یک برنامه چندقسمتی را که از چندین کانتینر تشکیل‌شده است، تعریف کنید و آن‌ها را به‌صورت مشترک راه‌اندازی و مدیریت کنید.

5. مدیریت تصاویر و کانتینرها

با استفاده از دستورات Docker، می‌توانید تصاویر را دانلود، کانتینرها را ایجاد، اجرا، متوقف و حذف کنید. برخی از دستورات مهم عبارت‌اند از:

-docker pull image_name: دانلود یک تصویر Docker از Docker Hub

- docker run image_name: ایجاد و اجرای یک کانتینر بر اساس یک تصویر Docker

-:docker ps: نمایش لیست کانتینرهای در حال اجرا.

-docker stop container_id: متوقف کردن یک کانتینر.

-docker rm container_id: حذف یک کانتینر.

-docker images: نمایش لیست تصاویر موجود در سیستم.

-docker rmi image_name: حذف یک تصویر.

-docker-compose up: راه‌اندازی یک برنامه چند کانتینری با استفاده از Docker Compose.

این مراحل اولیه شروع کار با Docker هستند. با پیشرفت کار و آشنایی بیشتر می‌توانید از قابلیت‌های پیشرفته‌تر مانند شبکه‌بندی کانتینرها، ایجاد تصاویر سفارشی با Dockerfile پیشرفته‌تر، استفاده از Docker Swarm برای ایجاد یک محیط توزیع‌شده و بسیاری از امکانات دیگر استفاده کنید.

 

ویژگی‌ها و ملاحظات امنیتی در Docker

استفاده امن از داکر یکی از جنبه‌های مهم در استفاده از این فناوری است. در زیر ویژگی‌ها و ملاحظات امنیتی مربوط به این پلتفرم را بررسی می‌کنیم:

1. جداسازی کانتینرها

یکی از ویژگی‌های امنیتی اصلی این پلتفرم جداسازی کانتینرها است. هر کانتینر در داکر ایزوله شده است و منابع سیستمی را با سایر کانتینرها یا سیستم میزبان به اشتراک نمی‌گذارد. این معنی را دارد که اگر یک کانتینر تحت حمله قرار بگیرد، احتمال تأثیرگذاری بر روی سایر کانتینرها کمتر است.

2. مدیریت تصاویر

 تصاویر Docker باید از منابع معتبر و قابل‌اعتماد دریافت شوند. استفاده از تصاویر رسمی از Docker Hub یا مخازن معتبر دیگر توصیه می‌شود. همچنین باید تصاویر را به‌روزرسانی کرده و از نسخه‌های قدیمی و آسیب‌پذیر استفاده نکرد.

3. مدیریت دسترسی

 داکر برای مدیریت دسترسی به منابع سیستمی از سیستم کنترل دسترسی(Access Control) سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌کند؛ بنابراین تنظیمات دسترسی میزبان به‌درستی باید تنظیم شود تا از دسترسی غیرمجاز به منابع سیستمی جلوگیری شود.

4. محدودیت منابع

 Docker قابلیت‌هایی برای محدود کردن منابع مصرفی کانتینرها ارائه می‌دهد. می‌توانید محدودیت‌هایی مانند استفاده از حداکثر حافظه، پردازنده و پهنای باند را برای کانتینرها تعیین کنید. این کار ممکن است از حملات DDoS و سوءاستفاده از منابع سیستم جلوگیری کند.

5. شبکه‌بندی امن

 برای ایجاد شبکه‌بندی امن در داکر می‌توانید شبکه‌های مجازی خصوصی (VPN) را برای کانتینرها استفاده کنید. همچنین می‌توانید قوانین دسترسی و فایروال‌ها را تنظیم کنید تا دسترسی به کانتینرها محدود شود و از حملات شبکه‌ای جلوگیری شود.

6. مدیریت و پیکربندی امن

 باید از اصول بهینه‌سازی و پیکربندی امن برای این پلتفرم استفاده کنید. به‌عنوان‌مثال، باید تنظیمات پیکربندی مانند استفاده از TLS برای ارتباطات شبکه، غیرفعال کردن خدمات غیرضروری در کانتینرها، استفاده از رمزنگاری برای داده‌های حساس و محدود کردن دسترسی به ابزارها و منابع سیستمی مهم را انجام دهید.

7. به‌روزرسانی منظم

 برای حفظ امنیت داکر باید به‌روزرسانی‌های امنیتی و به‌روزرسانی‌های آن را منظماً اعمال کنید. این شامل به‌روزرسانی هسته سیستم‌عامل میزبان، Docker Engine و تصاویر استفاده‌شده است.

سازگاری و ادغام Docker با سایر ابزارهای توسعه

داکر به‌عنوان یکی از ابزارهای محبوب در محیط توسعه نرم‌افزار، قابلیت ادغام و سازگاری با بسیاری از ابزارها و فرآیندهای توسعه رادار است. این پلتفرم به‌صورت مستقیم در فرآیندهای CI/CD شما استفاده شود. شما می‌توانید تصاویر Docker خود را بسازید و آن‌ها را در محیط‌های CI/CD خود استفاده کنید. این کار امکان ایجاد یک محیط توسعه و تست یکنواخت در طول فرآیند توسعه را فراهم می‌کند. همچنین این پلتفرم قابلیت سازگاری با ابزارهای مدیریت توزیع نرم‌افزار مانند Ansible، Chef و Puppet را دارد. شما می‌توانید تصاویر را با استفاده از این ابزارها مدیریت و پیکربندی کنید و به‌راحتی محیط‌های توسعه و تولید را مدیریت کنید. علاوه بر این شما می‌توانید آن را با ابزارهای مدیریت زیرساخت، ابزارهای مانیتورینگ، ابزارهای تست و امنیتی و... ادغام کنید.

 

چشم‌اندازها و به‌روزرسانی‌های آینده Docker

فناوری داکر در حوزه توسعه نرم‌افزار و مدیریت زیرساخت‌ها به‌شدت پویا است و همچنان در حال تکامل است Kubernetes به‌عنوان یک سامانه مدیریت ارکان کانتینری، با Docker به‌خوبی سازگار است و بسیاری از سازمان‌ها از این ترکیب برای مدیریت کانتینرها و محیط‌های بزرگ‌مرکز‌داده استفاده می‌کنند. در آینده، انتظار می‌رود که Kubernetes و مدیریت مداوم کانتینرها با استفاده از این پلتفرم بهبود و گسترش یابد. این شامل بهبود عملکرد، افزودن ویژگی‌های جدید و بهبود تجربه کاربری است.

همچنین داکر به‌عنوان یک فناوری قابل‌حمل و معماری مبتنی بر کانتینر، برای توسعه و مدیریت برنامه‌ها در بسترهای چند برنامه‌ای و ابر طراحی‌شده است. در آینده انتظار می‌رود استفاده از آن در بسترهای چند برنامه‌ای و ابر بهبود یابد و ابزارها و سرویس‌های مختلفی برای این موضوع توسعه یابند. امنیت همواره یکی از موضوعات حیاتی در فناوری داکر بوده است. در آینده، انتظار می‌رود استانداردها و ابزارهایی برای بهبود امنیت کانتینرها و تصاویر Docker توسعه یابند. این شامل ابزارهای رصد و تشخیص تهدید، رمزنگاری، سکیوریتی پلیسی و سیستم‌های تمایز دسترسی می‌شود.

 

تفاوت‌های اصلی بین داکر و ماشین‌های مجازی

تفاوت‌های اصلی بین Docker و ماشین‌های مجازی (Virtual Machines) در رویکرد و معماری استفاده‌شده در هرکدام است. در ادامه به توضیح ویژگی‌های عملیاتی متمایز و موارد استفاده هرکدام اشاره می‌کنیم:

Docker:

داکر از فناوری کانتینر استفاده می‌کند. کانتینرها به‌صورت جداگانه و جدا از یکدیگر اجرا می‌شوند و هرکدام درون یک محیط عملیاتی مستقل از سایر کانتینرها قرار می‌گیرند. این محیط عملیاتی، هسته لینوکس مشترکی را با سایر کانتینرها به اشتراک می‌گذارد. به دلیل استفاده از فناوری کانتینر، Docker بسیار سبک و سریع است. زمان راه‌اندازی کانتینرها در آن بسیار کمتر از زمان راه‌اندازی ماشین‌های مجازی است. همچنین به دلیل عدم نیاز به هسته جداگانه برای هر کانتینر، مصرف منابع سیستم نیز کمتر است. شما می‌توانید یک کانتینر را در محیط توسعه ایجاد کنید و آن را بدون نیاز به تغییرات بزرگ در برنامه به محیط تولید یا محیط ابر منتقل کنید.

همچنین داکر ابزارهایی برای مدیریت و پیکربندی کانتینرها ارائه می‌دهد. شما می‌توانید از Docker CLI، Docker Compose و ابزارهای مدیریتی مانند Kubernetes برای مدیریت و اجرای کانتینرها استفاده کنید. این ابزارها راه‌حل‌هایی برای مدیریت مقیاس‌پذیری و اتوماسیون در Docker فراهم می‌کنند.

ماشین‌های مجازی:

در ماشین‌های مجازی، هر ماشین مجازی شامل یک سیستم‌عامل کامل است که روی یک هاست مجازی اجرا می‌شود. هر ماشین مجازی مستقل از سایر ماشین‌ها است و نیاز به منابع جداگانه از سیستم میزبان دارد. همچنین هر ماشین مجازی از منابع سیستم میزبان جداگانه استفاده می‌کند.

 

تفاوت بین نسخه رایگان (نسخه انجمن) و پولی (نسخه سازمانی) داکر

داکر از دو نسخه مختلف برخوردار است: نسخه رایگان (نسخه انجمنی) و نسخه پولی (نسخه سازمانی). تفاوت‌ بین این دو نسخه به دلیل ویژگی‌ها و مخاطبان هدف آن‌ها است. در زیر به‌تفصیل به این تفاوت‌ها می‌پردازیم:

1. نسخه رایگان (نسخه انجمنی):

- ویژگی‌ها: نسخه رایگان این پلتفرم شامل بیشتر ویژگی‌های اصلی Docker است که به‌صورت مفتوح منتشر می‌شود. این شامل مواردی مانند موتور Docker، Docker CLI، Docker Compose و Docker Swarm است. نسخه رایگان آن به کاربران اجازه می‌دهد کانتینرهای خود را بسازند، مدیریت و در محیط‌های مختلف اجرا کنند.

- مخاطبان هدف: نسخه رایگان به‌طور عمده برای توسعه‌دهندگان و کسانی که به‌صورت فردی یا در پروژه‌های کوچک از Docker استفاده می‌کنند مناسب است. این نسخه توسط جامعه داکر پشتیبانی می‌شود و کاربران می‌توانند از طریق انجمن آن به پشتیبانی و منابع مربوطه دسترسی داشته باشند.

2. نسخه پولی (نسخه سازمانی):

- ویژگی‌ها: نسخه پولی این پلتفرم علاوه بر ویژگی‌های نسخه رایگان، قابلیت‌ها و ابزارهای بیشتری را ارائه می‌دهد. این شامل مواردی مانند Docker Enterprise Edition (EE)، Docker Datacenter و Docker Security Scanning است. نسخه پولی آن برای محیط‌های تجاری و سازمانی مختلف طراحی‌شده است و ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی 24/7، مدیریت مرکزی، امنیت پیشرفته و برنامه‌های مدیریتی متناسب با سازمان‌ها را فراهم می‌کند.

- مخاطبان هدف: نسخه پولی داکر بیشتر برای و سازمان‌های بزرگ مناسب است. این شامل توسعه‌دهندگان بزرگ، مدیران سیستم و شبکه، گروه‌های عملیات و امنیت، واحدهای توسعه نرم‌افزار در سازمان‌ها و سایر افرادی است که به دنبال استفاده از این پلتفرم در محیط‌های تجاری و بزرگ هستند

 

 آشنایی فنی با Docker

برای یادگیری داکر راه‌ها و منابع زیادی وجود دارد. شما می‌توانید به وب‌سایت Docker رفته و راهنمایی‌ها، مقالات و مستندات را بررسی کنید. در این مستندات، اجزای اصلی و نحوه استفاده از آن‌ها به‌طور جزئی توضیح داده‌شده است. علاوه بر این شما می‌توانید از کتاب "Docker Cookbook "اثر Sébastien Goasguen و انتشارات O'Reilly Media برای آشنایی با این پلتفرم استفاده کنید. این کتاب شامل مجموعه‌ای از الگوها و تکنیک‌های کاربردی برای استفاده از Docker است. بامطالعه این کتاب، شما می‌توانید به‌صورت عملی با اجزای اصلی این پلتفرم آشنا شوید.

اجزای اصلی داکر عبارت‌اند از:

1.Docker Engine: یکی از اجزای اصلی و شامل موتور Docker است که کانتینرها را ساخته، مدیریت و اجرا می‌کند. این جزء مسئول مدیریت منابع سیستم، شبکه‌ها و ... است.

2. Docker Images: تصاویر Docker حاوی بسته‌ها و وابستگی‌های لازم برای اجرای یک برنامه درون یک کانتینر هستند. تصاویر مبتنی بر لایه‌ها ((layers هستند و می‌توانند از طریق Docker Hub و یا سایر مخزن‌های تصاویر موجود در اینترنت تولید شوند.

3. Docker Containers : کانتینرها نمونه‌های قابل‌اجرای تصاویر داکر هستند. آن‌ها شامل برنامه‌ها، وابستگی‌ها و محیط اجرایی موردنیاز برای اجرای برنامه هستند. کانتینرها قابلیت حمل، سرعت اجرای سریع و جدا شدن منابع از یکدیگر را فراهم می‌کنند.

4. Docker Compose : Docker Compose یک ابزار است که به شما امکان می‌دهد تنظیمات چند کانتینر را در یک فایل تعریف کنید. این ابزار به شما امکان می‌دهد تا به‌راحتی برنامه‌های چندبخشی که از چند کانتینر تشکیل‌شده‌اند را مدیریت کنید.

5. Docker Swarm : Docker Swarm یک ابزار برای مدیریت و اجرای یک مجموعه از کانتینرها است. با استفاده از آن می‌توانید کانتینرها را در یک محیط توزیع‌شده مدیریت و از قابلیت‌های مانند بازیابی و مقیاس‌پذیری استفاده کنید.

این منابع و اجزای اصلی Docker می‌توانند به شما کمک کنند تا با آن آشنا شوید و بتوانید کانتینرها را بسازید و آن‌ها را مدیریت و اجرا کنید.

ایجاد و اجرای تصویر Docker

Docker Images و Docker Hub دو مفهوم کلیدی در داکر هستند و نقش‌های مهمی در ایجاد و اجرای تصاویر در این پلتفرم ایفا می‌کنند. تصاویر Docker حاوی بسته‌ها و موارد لازم برای اجرای یک برنامه درون یک کانتینر هستند. آن‌ها به‌صورت ساختاری لایه‌ای (layered) سازمان‌دهی شده‌اند. هر لایه تصویر شامل تغییراتی نسبت به لایه قبلی است و می‌توان آن را به‌صورت سلسله مراتبی ادغام کرد. این ساختار لایه‌ای امکان به‌روزرسانی و بهینه‌سازی تصاویر را فراهم می‌کند. تصاویر می‌توانند به دو صورت ساخته شوند:

- از طریق فرآیند ساخت: در این روش، شما یک فایل تعریف مشخص مانند (Dockerfile) را ایجاد می‌کنید که شامل دستوراتی است که به داکر می‌گوید چگونه یک تصویر را بسازد. با اجرای دستور docker build و ارائه مسیر فایل تعریف، داکر می‌تواند تصویر را بر اساس آن بسازد.

- از طریق دریافت از مخزن‌های تصاویر: شما می‌توانید تصاویر آماده را از مخزن‌های تصاویر مانند Docker Hub دریافت کنید. Docker Hub یک مخزن عمومی است که توسط جامعه داکر تأسیس‌شده است و شامل تصاویر آماده برای برنامه‌ها و سرویس‌های مختلف است. با استفاده از دستور docker pull و ارائه نام تصویر موردنظر، شما می‌توانید یک تصویر را از آن دریافت کنید و بر روی سیستم خود نصب کنید.

علاوه بر تصاویر آماده شما همچنین می‌توانید تصاویر سفارشی خود را در Docker Hub ذخیره کرده و با دیگران به اشتراک بگذارید. این به شما امکان توسعه و انتشار برنامه‌ها با استفاده از این پلتفرم را می‌دهد. Docker Hub همچنین امکان مدیریت نسخه‌های مختلف تصاویر، اشتراک‌گذاری تصاویر با گروه و جامعه، ایجاد مخزن‌های خصوصی برای استفاده داخلی سازمان و ابزارهای تکمیلی مانند Docker Hub API را فراهم می‌کند.

 

عملکردها و نقش Docker Engine

Docker Engine هسته (core Docker) است که نقش اصلی در اجرا و مدیریت کانتینرهای داکر را دارد. این شامل مجموعه‌ای از اجزا و سرویس‌ها است که امکان ساخت، اجرا و مدیریت کانتینرها را فراهم می‌کند. در ادامه عملکردها و نقش‌های اصلی آن را بررسی خواهیم کرد:

1. ساخت تصاویر (Build Images)

Docker Engine امکان ساخت تصاویر داکر را فراهم می‌کند. از طریق فایل تعریف مشخصی به نام Dockerfile که شامل دستورات ساخت تصویر است می‌توان تصاویر را ساخت. Docker Engine این دستورات را مطابق با ساختار لایه‌ای تصاویر داکر اجرا می‌کند و تصویر نهایی را ایجاد می‌کند. این فرآیند شامل مراحلی مانند کپی کردن فایل‌ها، اجرای دستورات، نصب وابستگی‌ها و غیره است.

2. مدیریت کانتینرها (Manage Containers)

Docker Engine به شما اجازه می‌دهد تا کانتینرها را ایجاد، اجرا و مدیریت کنید. شما می‌توانید از طریق دستورات مربوطه، کانتینرهای داکر را ایجاد و آن‌ها را به‌صورت جداگانه اجرا کنید. Docker Engine از تکنولوژی مجازی‌سازی سطح سیستم‌عاملی (OS-level virtualization) یا به‌عبارتی‌دیگر فضای نام محدود (namespaces ) و کنترل‌های گروه (cgroups) استفاده می‌کند تا به ایزولاسیون و محدودیت منابع کانتینرها بپردازد.

3. شبکه‌بندی (Networking)

Docker Engine به شما امکان می‌دهد تا کانتینرها را به شبکه‌های مختلف متصل کنید و به آن‌ها آدرس IP اختصاص دهید. شما می‌توانید شبکه‌های داخلی (internal ) و بیرونی (external) را تعریف کنید و کانتینرها را درون آن‌ها قرار دهید. همچنین Docker Engine امکان دسترسی به سرویس‌های بیرونی را از طریق پورت‌ها و مکانیزم‌های شبکه‌بندی مختلف فراهم می‌کند.

4. مدیریت حجم داده (Data Volumes)

Docker Engine به شما امکان می‌دهد حجم‌های داده (volumes) را بین کانتینرها و سیستم میزبان به اشتراک بگذارید. این به شما امکان می‌دهد تا داده‌های مهم را درون کانتینرها ذخیره کنید و از دست رفتن داده‌ها جلوگیری کنید. با استفاده از حجم‌های داده، می‌توانید داده‌هایی را درون کانتینرها ذخیره و آن‌ها را به‌صورت پایدار در سیستم میزبان نگهداری کنید.

5. مدیریت منابع (Resource Management)

Docker Engine به شما امکان می‌دهد تا منابع سیستم مانند CPU، حافظه و شبکه را به‌طور مجزا برای کانتینرها مدیریت کنید. شما می‌توانید محدودیت‌ها و مقادیر مصرف منابع را برای هر کانتینر تعیین کنید.

 

اهمیت داکر هاب در اکوسیستم داکر

داکر هاب (Docker Hub) یکی از اجزای کلیدی در اکوسیستم داکر است و یک شبکه مشترک برای اشتراک تصاویر کانتینر داکر است. داکر هاب یک مخزن عمومی برای تصاویر کانتینر این پلتفرم است که توسط جامعه و توسعه‌دهندگان استفاده می‌شود. در ادامه اهمیت داکر هاب در اکوسیستم داکر را بررسی خواهیم کرد:

1. اشتراک تصاویر

داکر هاب به کاربران امکان می‌دهد تا تصاویر کانتینر خود را با دیگران به اشتراک بگذارند. این امکان به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تصاویری که برای برنامه‌ها و سرویس‌های خود ایجاد کرده‌اند را در داکر هاب منتشر کنند. این باعث می‌شود که سایر افراد بتوانند به‌آسانی از این تصاویر استفاده کنند و زمان و تلاش لازم برای ساختن تصاویر از ابتدا را کاهش دهند.

2. توزیع تصاویر

داکر هاب به‌عنوان یک مخزن تصاویر مرجع عمل می‌کند و به کاربران امکان می‌دهد تا تصاویر را به‌سادگی توزیع کنند. درصورتی‌که یک تصویر در داکر هاب منتشر شود، سایر کاربران می‌توانند به‌سادگی آن تصویر را دانلود و بر روی سیستم خود اجرا کنند. این امکان بسیار مفید است زیرا اجازه می‌دهد تا تصاویر از یک محیط توسعه به محیط تست و به‌طور نهایی به محیط عملیاتی منتقل شوند.

3. جامعه و اکوسیستم

داکر هاب به‌عنوان یک شبکه مشترک برای اشتراک تصاویر، یک جامعه بزرگ از توسعه‌دهندگان و کاربران داکر را به همراه دارد. این باعث می‌شود که اکوسیستم داکر به‌طور فزاینده‌ای رشد کند و توسعه‌دهندگان بتوانند از تجربیات و دانش دیگران بهره‌برداری کنند. همچنین در داکر هاب می‌توانید تصاویر را مشاهده کنید، به آن‌ها امتیاز دهید، نظرات خود را به اشتراک بگذارید و با دیگران درباره آن‌ها بحث کنید.

4. اطمینان از اصالت

داکر هاب امکان بررسی و تأیید اصالت تصاویر را به کاربران می‌دهد با استفاده از امضای دیجیتال و مکانیزم‌های امنیتی مانند توکن‌ها، داکر هاب اطمینان می‌دهد که تصاویر منتشرشده از منبع معتبر و اصلی تأمین‌شده‌اند. این امر بسیار حیاتی است زیرا کاربران می‌توانند به‌آسانی تصاویر خاصی را پیدا کنند و مطمئن شوند که آن‌ها به‌طور امن و معتبر استفاده می‌شوند.

 

کاربرد Docker Compose در مدیریت ارکستراسیون کانتینر

Docker Compose یک ابزار است که به شما امکان می‌دهد تا یکپارچگی بین چندین کانتینر داکر را در یک برنامه واحد ایجاد و محیط اجرای آن‌ها را مدیریت کنید. همچنین به شما امکان می‌دهد تا پیکربندی موردنیاز برای اجرای چندین کانتینر را در یک فایل تعریف کنید و سپس با استفاده از یک دستور ساده، برنامه را به‌صورت هم‌زمان و در یک محیط مشترک اجرا کنید. کاربرد اصلی Docker Compose در مدیریت ارکستراسیون کانتینر است. با استفاده از آن می‌توانید تعریف کنید که چگونه چندین کانتینر با یکدیگر در ارتباط باشند. این امکان به شما اجازه می‌دهد تا به‌سادگی برنامه‌های پیچیده‌تری را توسعه و مدیریت کنید که شامل چندین سرویس مستقل و تعاملاتی با یکدیگر هستند.

به‌عنوان‌مثال فرض کنید که شما برنامه‌ای را توسعه می‌دهید که شامل یک وب سرور، یک پایگاه داده و یک سرویس کش می‌شود. با استفاده از آن شما می‌توانید یک فایل پیکربندی تعریف کنید که شامل سرویس‌های مختلف و تنظیمات موردنیاز برای هر سرویس باشد. سپس با استفاده از دستور docker-compose up تمام سرویس‌ها را با یکدیگر به‌صورت هم‌زمان و در یک محیط اجرا کنید. Docker Compose به‌صورت خودکار شبکه‌ها را بین کانتینرها تنظیم می‌کند و ارتباطات لازم بین آن‌ها را فراهم می‌کند. با استفاده از آن شما می‌توانید تنظیماتی مانند تعداد نمونه‌های هر سرویس، پورت‌ها، متغیرهای محیطی، انتشار مخزن‌ها و موارد دیگر را تعیین کنید. همچنین شما می‌توانید با استفاده از آن فرآیند استقرار و مدیریت برنامه را ساده‌تر و از قابلیت استراتژی‌های متنوعی نظیر توازن بار و مدیریت خطا استفاده کنید.

Docker Swarm برای مدیریت خوشه‌های کانتینر

Docker Swarm یک ابزار است که برای مدیریت خوشه‌های کانتینری متعدد در این پلتفرم استفاده می‌شود. با استفاده از آن شما می‌توانید یک گروه از ماشین‌ها را به‌عنوان یک خوشه(Cluster) تعریف کنید و کانتینرها را بین این ماشین‌ها توزیع کنید. این کار به شما امکان می‌دهد تا برنامه‌های پیچیده را در محیطی باقابلیت بالا، تقسیم‌بندی و مدیریت کنید. در Docker Swarm، یکی از ماشین‌ها به‌عنوان مدیر خوشه تعیین می‌شود و نقش مدیریتی را بر عهده می‌گیرد. سایر ماشین‌ها که به آن‌ها کارگر می‌گویند، در خوشه عضو می‌شوند و کانتینرها را اجرا می‌کنند. این مدل مدیریتی به شما این امکان را می‌دهد که خوشه را به‌راحتی توسعه داده و در صورت نیاز، تعداد ماشین‌های کارگر را افزایش دهید تا بارکاری را توزیع کنید.

با استفاده از Docker Swarm، شما می‌توانید برنامه‌های خود را به‌صورت خودکار بین ماشین‌های کارگر توزیع کنید. شما فقط نیاز دارید تا یک توصیف خوشه با استفاده از فایل Compose یا توصیف خطی تعریف کنید. در این توصیف، شما مشخص می‌کنید که چگونه کانتینرها باید توسط خوشه مدیریت شوند، چه تعداد نمونه از هر کانتینر باید اجرا شود و چگونه بار ترافیک بین این نمونه‌ها تقسیم شود.

Docker Swarm از الگوریتم‌های مختلفی برای توزیع کانتینرها بین ماشین‌های کارگر استفاده می‌کند. این الگوریتم‌ها شامل توزیع تصادفی، توزیع تعادل بار، توزیع بر اساس نیاز و توزیع بر اساس توپولوژی شبکه می‌شوند. با استفاده از این الگوریتم‌ها، Docker Swarm به‌صورت خودکار کانتینرها را بین ماشین‌های کارگر توزیع می‌کند و به مدیریت بارکاری و قابلیت بالا کمک می‌کند. علاوه بر این Docker Swarm امکاناتی برای مدیریت خوشه را فراهم می‌کند. شما می‌توانید وضعیت خوشه را پیگیری کنید، مانیتورینگ و لاگ‌گیری را پیکربندی کنید و برنامه‌های خود را با استفاده از روش‌های خودکار به‌روزرسانی کنید. همچنین این ابزار از برنامه‌های قابلیت‌های محافظتی مانند راه‌اندازی مجدد خودکار و بازیابی خودکار در صورت خرابی ماشین‌ها نیز پشتیبانی می‌کند.

 

 نقش Docker Daemon در اجرای دستور

Docker Daemon (داکر دیمون) یک سرویس پس‌زمینه است که در سیستم‌عامل شما اجرا می‌شود و مسئولیت اجرای دستورات داکر را بر عهده دارد. نقش اصلی آن دریافت دستورات از کاربر و اجرای آن‌ها بر روی محیط کانتینری است. وقتی شما یک دستور را اجرا می‌کنید ابتدا این دستور توسط Docker Client مانند دستورات کامند لاین docker یا API های Docker دریافت می‌شود. سپس Docker Client این دستور را به Docker Daemon ارسال می‌کند.

داکر دیمون مسئول پردازش و اجرای دستور در محیط کانتینری است. این شامل ایجاد، مدیریت و حذف کانتینرها، شبکه‌ها، ولوم‌ها و سایر مؤلفه‌های داکر می‌شود. همچنین این ابزار مسئول مدیریت دسترسی به منابع سیستمی مانند فایل‌ها و شبکه نیز است.

 

اهمیت رابط‌های خط فرمان در عملیات داکر

رابط‌های خط فرمان (Command-Line Interface) یا CLI در Docker نقش بسیار مهمی در عملیات و مدیریت کانتینرها و محیط داکر بازی می‌کنند. این رابط‌ها به شما اجازه می‌دهند تا از طریق دستورات خط فرمان، تعامل مستقیم با Docker Daemon و کنترل دقیق بر روی عملیات مختلف داکر را داشته باشید. این رابط‌ها دارای اهمیت‌های زیر هستند:

 سهولت استفاده و یادگیری:

 رابط خط فرمان داکر برای بسیاری از کاربران، ازجمله توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم، بسیار آشنا و قابل‌فهم است. استفاده از دستورات ساده و قابل‌فهم، کاربران را قادر می‌سازد به‌سرعت با این پلتفرم آشنا شوند و عملیات مختلف را اجرا کنند.

 انعطاف‌پذیری

 رابط خط فرمان داکر به شما امکان می‌دهد تا دستورات را به‌صورت دقیق و دلخواه تنظیم و درخواست‌های خاص خود را برای Docker Daemon ارسال کنید. این انعطاف‌پذیری می‌تواند در مواقعی که نیاز به تنظیمات سفارشی و پیشرفته دارید، بسیار مفید واقع شود.

انتقال‌پذیری

 رابط خط فرمان Docker بر روی سیستم‌های مختلف قابل‌استفاده است و نیازی به محیط گرافیکی ندارد. این به شما اجازه می‌دهد تا در سیستم‌هایی که دسترسی به رابط گرافیکی آن‌ها محدود است یا در محیط‌های ابری و از راه دور، با Docker تعامل داشته باشید.

 امکانات پیشرفته

 رابط خط فرمان Docker دارای دستورات پیشرفته‌ای است که به شما امکان می‌دهد مدیریت دقیق‌تری روی کانتینرها، شبکه‌ها، ولوم‌ها و سایر مؤلفه‌های داکر داشته باشید. با استفاده از دستورات پیشرفته، می‌توانید به‌صورت دقیق‌تر از قابلیت‌ها و قدرت Docker استفاده کنید.

ایجاد و استفاده از Dockerfiles

Dockerfile یک فایل متنی است که دستورات و تنظیمات موردنیاز برای ساخت تصویر داکر را تعریف می‌کند. با استفاده از آن شما می‌توانید یک فرآیند خودکار برای ساخت تصویر Docker تعریف کنید و تمام مراحل موردنیاز را برای تهیه تصویر به‌صورت یکپارچه و قابل تکرار توصیف کنید. برای ایجاد یک تصویر با استفاده از Dockerfile، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. یک پرونده متنی جدید ایجاد و آن را Dockerfile نام‌گذاری کنید.

2. در ابتدای Dockerfile می‌توانید از خطوط دستوری که با "#" شروع می‌شوند برای توضیح و توصیف دستورات استفاده کنید.

3. تعیین تصویر پایه (Base Image) ابتدا باید تصویر پایه را مشخص کنید. یک تصویر پایه معمولاً یک تصویر آماده از Docker Hub است که شامل سیستم‌عامل و بسته‌های اولیه است.

 مثلاً برای استفاده از تصویر Ubuntu 20.04 به‌عنوان تصویر پایه، از دستور زیر استفاده کنید:

 FROM ubuntu:20.04

4. اضافه کردن فایل‌ها و دایرکتوری‌ها: با استفاده از دستور ADD یا COPY می‌توانید فایل‌ها و دایرکتوری‌های موردنیاز را به تصویر اضافه کنید. مثلاً برای اضافه کردن یک فایل به تصویر، از دستور زیر استفاده کنید:

 ADD myfile.txt /path/to/destination

 

5. تعیین محیط متغیرها: با استفاده از دستور ENV، می‌توانید متغیرهای محیطی را در تصویر تنظیم کنید. مثلاً برای تعیین متغیر PATH به مقدار "/"usr/local/bin، از دستور زیر استفاده کنید:

 ENV PATH="/usr/local/bin:${PATH}"

   

6. اجرای دستورات: با استفاده از دستور RUN می‌توانید دستورات موردنیاز را در محیط تصویر اجرا کنید. مثلاً برای نصب بسته‌های موردنیاز، از دستور زیر استفاده کنید:

 RUN apt-get update && apt-get install -y package-name

   

7. تنظیم دستور پیش‌فرض : با استفاده از دستور CMD می‌توانید دستور پیش‌فرضی را که هنگام اجرای تصویر اجرا خواهد شد تعیین کنید. مثلاً برای اجرای یک دستور ساده مانند "ls –l" از دستور زیر استفاده کنید:

 CMD ls –l

 

دستورالعمل‌های خط فرمان مهم Docker

در زیر فهرستی از دستورات خط فرمان مهم برای مدیریت Docker آورده شده است:

1.docker run: این دستور برای ایجاد و اجرای یک کانتینر Docker استفاده می‌شود. می‌توانید تنظیمات مختلفی را شامل پورت‌ها، متغیرهای محیطی و ... تعیین کنید.

2.docker build: با استفاده از این دستور می‌توانید یک تصویر داکر را از یک Dockerfile ساخته و سپس آن را در رجیستری داکر ذخیره کنید.

3.docker pull: این دستور برای دریافت (دانلود) یک تصویر Docker از رجیستری داکر استفاده می‌شود. تصاویر را می‌توانید از رجیستری‌های عمومی مانند Docker Hub دریافت کنید.

4.docker push: با استفاده از این دستور می‌توانید یک تصویر را از محلی به رجیستری Docker بارگذاری (آپلود) کنید. این دستور برای به اشتراک‌گذاری تصاویر با سایر کاربران استفاده می‌شود.

5.docker images: این دستور لیست تمام تصاویر داکر موجود در سیستم شمارا نمایش می‌دهد که شامل تصاویر محلی و تصاویر دریافت شده از رجیستری است.

6. docker ps: با استفاده از این دستور، لیست کانتینرهای در حال اجرا را نشان می‌دهد. شامل نام کانتینر، شناسه، تصویر مورداستفاده و وضعیت آن‌ها است.

7.:docker stop: این دستور برای متوقف کردن یک کانتینر در حال اجرا استفاده می‌شود. شما باید شناسه یا نام کانتینر را مشخص کنید.

8.:docker rm: با استفاده از این دستور، می‌توانید یک یا چند کانتینر غیرفعال شده را حذف کنید. برای این کار شما باید شناسه یا نام کانتینر را مشخص کنید.

9. docker rmi: این دستور برای حذف یک یا چند تصویر Docker از سیستم شما استفاده می‌شود. شما باید شناسه یا نام تصویر را مشخص کنید.

10.docker exec: با استفاده از این دستور، می‌توانید یک دستور را درون یک کانتینر در حال اجرا، اجرا کنید. شما باید شناسه یا نام کانتینر و دستور موردنظر را مشخص کنید.

 

نحوه شروع یادگیری Docker

برای شروع یادگیری Docker به‌عنوان یک مبتدی، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

1. درک اصول اساسی: قبل از شروع به استفاده از این پلتفرم مفاهیم اساسی آن را درک کنید. برخی از اصول اصلی شامل تصاویر (Images)، کانتینرها (Containers)، رجیستری‌ها (Registries ) و Dockerfile هستند.

2. نصب Docker : برای شروع، باید داکر را در سیستم خود نصب کنید. این ابزار دارای نسخه‌های مختلف برای سیستم‌عامل‌های مختلف است. بهتر است نسخه متناسب با سیستم‌عامل خود را انتخاب کنید و طبق دستورالعمل‌های مربوطه آن را نصب کنید.

3. آشنایی با دستورات اصلی: شروع به یادگیری دستورات اصلی Docker نمایید. قبلاً فهرستی از دستورات مهم داکر را معرفی کردیم. می‌توانید با استفاده از این دستورات ابتدایی یادگیری این پلتفرم را شروع کنید.

4. ایجاد تصاویر سفارشی: Docker امکان ساخت تصاویر سفارشی را فراهم می‌کند. برای شروع می‌توانید Dockerfile ها را بنویسید و تصاویر سفارشی خود را بسازید. در این مرحله آموزش‌ها و منابع آموزشی مربوط به Dockerfile و ساخت تصاویر داکر را مطالعه کنید.

5. آزمایش و اعمال عملی: برای بهتر فهمیدن این ابزار بهتر است با استفاده از آن در پروژه‌های کوچک یا تستی آزمایش‌های عملی انجام دهید. با ایجاد کانتینرها، اجرای دستورات و آزمایش قابلیت‌های Docker می‌توانید تجربه عملی بیشتری به دست آورید.

6. منابع آموزشی: برای یادگیری عمیق‌تر و پیشرفته‌تر می‌توانید از منابع آموزشی مختلف استفاده کنید. مثلاً، مستندات رسمی Docker (https://docs.docker.com)، وب‌سایت Docker Hub (https://hub.docker.com)، آموزش‌ها و ویدیوهای آموزشی آنلاین و کتاب‌های مرجع مختلف می‌توانند به شما کمک‌کننده باشند.

 

 راهنمای گام‌به‌گام استقرار پروژه‌ها با استفاده از داکر

برای استقرار پروژه‌ها در داکر باید مراحل زیرا به‌صورت مرتب دنبال کنید.

1. نصب

Docker ابتدا باید داکر را بر روی دستگاه محلی خود نصب کنید. برای این کار به وب‌سایت رسمی آن بروید و نسخه متناسب با سیستم‌عامل خود را دانلود و نصب کنید.

2. ساخت تصویر (Image)

در این مرحله، باید تصویر Docker موردنیاز برای پروژه خود را ایجاد کنید. فایلی به نام Dockerfile را در دایرکتوری پروژه خود ایجاد کنید و دستورات مربوط به ساخت تصویر را در آن تعریف کنید. این دستورات می‌توانند شامل مراحلی مانند کپی کردن فایل‌ها، نصب وابستگی‌ها، تنظیمات محیطی و ... باشند. سپس با اجرای دستور ساخت تصویر، Dockerfile تحلیل‌شده و تصویر متناسب با آن ایجاد می‌شود.

3. تست تصویر

 حالا که تصویر ساخته‌شده است، بهتر است ابتدا آن را بر روی دستگاه محلی خود تست کنید. برای این کار، از دستور docker run استفاده کنید و تصویر را روی محیط Docker اجرا کنید. اگر پروژه به‌درستی اجرا شد و به نتیجه مورد انتظار رسیدید، به مرحله بعدی بروید.

4. ساخت و ارسال تصویر به رجیستری

اگر تصویر را روی دستگاه محلی تست کردید و مطمئن شدید که کار می‌کند، می‌توانید آن را برای استفاده در سرورها ساخته و به رجیستری Docker ارسال کنید. رجیستری داکر یک محل مرکزی برای ذخیره تصاویر است که به شما امکان می‌دهد تصاویر را با سایر اعضای گروه و سرورها به اشتراک بگذارید. برای این کار، ابتدا در رجیستری حساب کاربری بسازید و سپس با استفاده از دستوراتی مانند docker build و docker push، تصویر را ساخته و به رجیستری ارسال کنید.

5. استقرار پروژه در سرور

 حالا که تصویر در رجیستری Docker موجود است، می‌توانید پروژه را روی سرورها ایجاد کنید. بر روی سرور موردنظر، Docker را نصب کنید و سپس تصویر را از رجیستری دریافت کنید. با استفاده از دستور]docker pull نام تصویر]:[تگ]

تصویر را از رجیستری دریافت کنید. سپس با استفاده از دستور docker run، تصویر را روی سرور اجرا کنید. در این مرحله، می‌توانید پارامترهای موردنیاز مانند پورت‌ها، متغیرهای محیطی و مسیرها را تنظیم کنید.

6. مدیریت و به‌روزرسانی

 با استقرار پروژه در سرور، می‌توانید آن را مدیریت کنید و در صورت نیاز به به‌روزرسانی، تغییرات لازم را در تصویر اعمال کنید و آن را مجدداً بسازید و به رجیستری ارسال کنید. سپس تصویر را در سرور به‌روزرسانی کنید تا تغییرات اعمال شود.

 

جایگزین‌های داکر

Docker به‌عنوان یکی از ابزارهای محبوب برای مدیریت و استقرار برنامه‌ها در محیط‌های مجازی، دارای جایگاه قوی است؛ اما در کنار آن تعدادی فناوری دیگر نیز وجود دارد که به‌عنوان جایگزین‌های ممکن برای استفاده در استقرار برنامه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. در زیر به برخی از این فناوری‌ها اشاره می‌کنیم:

1. Kubernetes: Kubernetes یک سیستم مدیریت کانتینرها است که به‌طور خاص برای محیط‌های متناهی مقیاس طراحی‌شده است. این فناوری امکان مدیریت و اجرای برنامه‌ها در محیط‌های توزیع‌شده را فراهم می‌کند. در مقابل، Docker بیشتر برای تکرارپذیری و استقرار برنامه‌ها بر روی یک سرور محلی یا چند سرور استفاده می‌شود. Kubernetes می‌تواند به‌عنوان یک جایگزین مناسب برای مدیریت و استقرار برنامه‌ها در محیط‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مورداستفاده قرار بگیرد.

2. Apache Mesos: Apache Mesos یک سیستم مدیریت منابع متن‌باز است که امکان اجرای برنامه‌ها در محیط‌های توزیع‌شده را فراهم می‌کند. این فناوری به‌صورت یک‌لایه سطح پایین‌تر از Kubernetes عمل می‌کند و قابلیت مدیریت و استقرار برنامه‌ها را در محیط‌های پیچیده‌تر فراهم می‌کند.

3. Podman: Podman نیز یک ابزار مدیریت کانتینرهاست که به‌صورت متن‌باز در دسترس است. این ابزار امکان ساخت و مدیریت کانتینرها را بدون نیاز به داکر دیمون ((Docker daemon فراهم می‌کند. Podman عملکرد مشابهی با داکر دارد و می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای آن استفاده شود.

4. rkt: rkt نیز یک پروژه متن‌باز است که امکان اجرای کانتینرها را فراهم می‌کند. این فناوری تلاش می‌کند تا با رویکردی ساده و امن برای اجرای کانتینرها، به‌عنوان یک جایگزین برای داکرعمل کند.

 

تجزیه‌و تحلیل چگونگی تأثیر داکر بر منابع سرور

استفاده از داکر تأثیرات زیادی روی سرورها دارد آشنایی با تأثیر این پلتفرم روی سرورها برای افرادی که می‌خواهند از آن استفاده کنند بسیار مهم است. Docker با ارائه امکاناتی مانند عزل برنامه‌ها، بهره‌وری بالا، مقیاس‌پذیری و سرعت استقرار و امکانات امنیتی، تأثیر قابل‌توجهی بر منابع سرور دارد. با استفاده از Docker می‌توانید منابع سرور را بهبود بخشید و کارایی سیستم را افزایش دهید. همچنین با استفاده از ابزارها و مدیریت منابع مناسب می‌توانید مصرف منابع را کنترل کرده و بهینه‌سازی کنید.

نکات کاربردی برای بهینه‌سازی استفاده از Docker

برای بهینه‌سازی استفاده از Docker و بهبود کارایی آن باید به نکات مهمی توجه داشته باشید.

1. استفاده از تصاویر بهینه

 برای ساخت کانتینرها، از تصاویری استفاده کنید که حجم کمی داشته و بهینه‌سازی شده باشند. تصاویر بهینه‌شده با استفاده از اصول بهینه‌سازی مانند استفاده از لایه‌بندی مناسب، حذف بسته‌های اضافی و استفاده از نسخه‌های به‌روز برنامه‌ها، می‌توانند زمان ساخت و استقرار را بهبود بخشند.

2. به‌روزرسانی منظم تصاویر

 برای حفظ امنیت و بهبود عملکرد، منظماً تصاویر Docker خود را به‌روزرسانی کنید. تصاویر قدیمی ممکن است دارای باگ‌های امنیتی باشند و با به‌روزرسانی آن‌ها، می‌توانید از مزایای بهترین نسخه‌ها و اصلاحات امنیتی استفاده کنید.

3. مدیریت منابع سیستم

بررسی و بهبود مدیریت منابع سیستم می‌تواند به بهره‌وری بیشتر و بهینه‌سازی استفاده از Docker کمک کند. این شامل مدیریت حافظه، پردازنده و دیسک است. می‌توانید محدودیت‌های منابع را برای کانتینرها تنظیم کنید و از ابزارهای مانیتورینگ استفاده کنید تا عملکرد سیستم را بررسی و بهینه‌سازی کنید.

4. استفاده از شبکه‌های بهینه

 بررسی و بهینه‌سازی تنظیمات شبکه Docker می‌تواند بهبود عملکرد و امنیت شبکه را فراهم کند. تعیین منابع شبکه، تنظیمات پروتکل و استفاده از شبکه‌های مؤثر می‌تواند به دسترسی بهینه به برنامه‌ها و میزبان‌های دیگر در شبکه کمک کند.

5. مدیریت لاگ‌ها و مانیتورینگ

 بررسی و مانیتورینگ عملکرد کانتینرها و سیستم Docker می‌تواند در بهبود و بهینه‌سازی استفاده از آن کمک کند. با استفاده از ابزارها و سرویس‌های مانیتورینگ مانند Prometheus، Grafana و ELK Stack، می‌توانید معیارهای کارایی و عملکرد را نظارت کرده و به مشکلات و مسائل عملیاتی پی ببرید.

6. استفاده از راهکارهای اتوماسیون

 استفاده از راهکارهای اتوماسیون مانند Docker Compose، Kubernetes یا Swarm می‌تواند در مدیریت و بهینه‌سازی مجموعه‌های بزرگ از کانتینرها کمک کند. این ابزارها به شما امکان می‌دهند که فرآیندهای استقرار، مقیاس‌پذیری و مدیریت را به‌صورت اتوماتیک و مدیریت‌شده انجام دهید.

7. استفاده از استراتژی استقرار مناسب

 بررسی و انتخاب استراتژی مناسب برای استقرار کانتینرها، مانند استقرار Blue-Green یا Canary، می‌تواند در بهبود عملکرد و پایداری سیستم کمک کند. با استفاده از استراتژی‌های استقرار مناسب، می‌توانید به‌صورت سریع و بدون اختلال به نسخه‌های جدید برنامه بروید و در صورت بروز مشکل به نسخه قبلی بازگردید.

 

نتیجه‌گیری

به‌طورکلی Docker با ایجاد یک بستر استاندارد و قابل‌حمل برای برنامه‌ها، توسعه‌دهندگان را در توسعه، استقرار و مدیریت نرم‌افزارها یاری می‌کند. با استفاده از ایزولاسیون، مقیاس‌پذیری و تسهیل در استقرار این پلتفرم به توسعه نرم‌افزار فعلی کمک می‌کند و امکاناتی مانند محیط توسعه محلی، تست و قابلیت همکاری را بهبود می‌بخشد.