داکر چیست؟

داکر یک پلتفرم متن‌باز است که برای شما امکان اجرای برنامه‌ها را در محیط‌های مجازی سازی (Containerization)  فراهم می‌کند. با استفاده از داکر، می‌توانید برنامه‌ها، کدها و تنظیمات مربوط به محیط اجرایی آنها را به شکل یک کانتینر (Container) ایزوله کنید. این کانتینرها تمام چیزی یک برنامه برای اجرا نیاز دارد، از جمله کتابخانه‌ها، فایل‌های اجرایی، متغیرهای محیطی و … را شامل می‌شوند. در ادامه به طور کامل به بررسی داکر و کاربرد و نحوه استفاده از آن می‌پردازیم.

معرفی داکر

داکر از فناوری‌های مرتبط با لینوکس مانند cgroups و namespaces برای ایجاد کانتینرها استفاده می‌کند. همچنین از Dockerfile، یک فایل توصیفی، برای تعریف تنظیمات و مراحل نصب برنامه در داخل کانتینر استفاده می‌کند.

ویژگی اصلی داکر این است که به شما این امکان را می‌دهد که برنامه‌های خود را بدون نگرانی از تفاوت‌های محیطی بین سیستم‌ها (مثل وابستگی به سیستم‌عامل یا کتابخانه‌های مختلف) اجرا کنید. هر کانتینر به صورت مستقل از سیستم میزبان اجرا می‌شود و دارای محیط اجرایی مختص به خود است. این موضوع باعث سهولت در انتقال برنامه‌ها بین محیط‌های توسعه، آزمایش و تولید می‌شود. داکر به عنوان یک ابزار محبوب در توسعه نرم‌افزار و مدیریت محیط‌های توسعه و تولید مورد استفاده قرار گرفته است

مکانیزم عملکرد داکر چیست؟

مکانیزم عملکرد داکر بر اساس مفهوم کانتینریزی (Containerization) است که امکان اجرای برنامه‌ها در یک محیط ایزوله و مستقل از محیط میزبان را فراهم می‌کند. در زیر، مراحل عملکرد داکر توضیح داده شده‌اند.

1. ساخت تصویر (Image Creation)
   • کلیدی‌ترین مفهوم در داکر، “تصویر” (Image) است. یک تصویر داکر مجموعه‌ای از تمام موارد لازم برای اجرای یک برنامه، از جمله سیستم‌عامل، کدها، کتابخانه‌ها، فایل‌های تنظیمات و … است.
   • تصاویر معمولاً از تعدادی لایه (Layer) تشکیل شده‌اند که هر لایه تغییراتی نسبت به لایه قبلی را نمایان می‌کند.
2. Dockerfile
   • برای ساخت یک تصویر داکر، ابتدا یک فایل متنی به نام Dockerfile نوشته می‌شود. Dockerfile دستورات و تنظیمات مربوط به ساخت تصویر را تعریف می‌کند. این فایل شامل دستوراتی برای نصب نرم‌افزارها، کپی فایل‌ها، تعریف متغیرهای محیطی و سایر تنظیمات است.
3. Build
   • سپس با استفاده از دستوراتی که در Dockerfile تعریف شده‌اند، تصویر ساخته می‌شود. این عملیات با دستور  docker build  انجام می‌شود.
4. کانتینر‌سازی (Containerization)
   • پس از ساخت تصویر، می‌توان از آن یک یا چند کانتینر ایجاد کرد. کانتینرها نمونه‌های اجرایی از تصاویر هستند که محیط اجرایی و اطلاعات لازم را به صورت ایزوله ارائه می‌دهند.
5. اجرا (Running)
   • با دستور docker run  یک یا چند کانتینر از تصویر ساخته شده اجرا می‌شود. در این مرحله، داکر به کانتینر، یک محیط ایزوله از محیط میزبان ارائه می‌دهد که حاوی همه‌ پیش نیازها و تنظیمات مورد نیاز برنامه است.
6. مدیریت (Management)
   • داکر ابزارهای مختلفی برای مدیریت کانتینرها فراهم کرده است. این ابزارها از جمله docker ps  ( برای نمایش کانتینرهای در حال اجرا)، docker stop  (برای متوقف کردن کانتینر)، و docker rm  ( برای حذف کانتینر) هستند.

از این طریق، داکر به توسعه‌دهندگان و مدیران سیستم این امکان را می‌دهد که برنامه‌هایشان را به صورت قابل حمل و قابل اجرا در محیط‌های مختلف ایزوله کنند و از تفاوت‌های محیطی جلوگیری کنند.

داکر چه کاربردی دارد؟

داکر به عنوان یک پلتفرم محبوب در توسعه نرم‌افزار و مدیریت محیط‌های توسعه و تولید است. برخی از کاربردهای اصلی داکر عبارتند از:

1. ایزوله‌سازی و قابلیت حمل بالا: داکر اجازه می‌دهد که برنامه‌ها و سرویس‌ها به کمک کانتینرها که دارای محیط ایزوله و مستقل هستند، اجرا شوند. این ایزوله‌سازی باعث می‌شود که برنامه‌ها بدون تغییر در کد منبع و بدون دردسر نصب و تنظیمات محیطی در سراسر محیط‌ها اجرا شوند.
2. سهولت در توسعه: توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از داکر به راحتی محیط‌های توسعه‌ای که دقیقاً شبیه به محیط‌های تولیدی هستند راه‌اندازی کنند. این ویژگی کمک می‌کند که مشکلاتی که ممکن است توسعه در یک محیط جدید داشته باشد را در مراحل اولیه شناسایی و حل کرد.
3. تسهیل در مدیریت و ارتقاء سیستم‌ها: داکر به مدیران سیستم امکان مدیریت و ارتقاء سیستم‌ها را با استفاده از کانتینرها ارائه می‌دهد. به این صورت مدیران به راحتی سیستم‌ها را بررسی، ارتقاء و مدیریت می‌کنند.
4. استفاده بهینه از منابع: به دلیل ایزوله‌سازی کانتینرها، می‌توان به بهینه‌ترین شکل از منابع سخت‌افزاری استفاده کرد. هر کانتینر به صورت مستقل منابع مصرفی خود را دارد و این ویژگی بهینگی در استفاده از حافظه و پردازنده را فراهم می‌کند.
5. سهولت در محیط مجازی‌سازی: داکر به جای محیط مجازی‌سازی سنگین، امکان استفاده از کانتینرها را فراهم کرده است که سریع‌تر و سبک‌تر از محیط‌های مجازی‌سازی سنتی است.
6. مدیریت خودکار: داکر ابزارهای مدیریت خودکار را برای ایجاد، مدیریت و مانیتورینگ کانتینرها ارائه می‌دهد. این امکانات شامل Kubernetes و Docker Swarm می‌شوند که به صورت خودکار می‌توانند کانتینرها را مدیریت و مقیاس‌پذیری را بهبود بخشند.

داکر به عنوان یک ابزار چندمنظوره، در توسعه و اجرای نرم‌افزارها به صورت گسترده استفاده می‌شود.

دلیل نیاز به فناوری Docker چیست؟

فناوری Docker به علت توانایی ایزوله‌سازی و ایجاد کانتینرها که محیط اجرایی مستقل و قابل حمل فراهم می‌کنند، به شدت استفاده می‌شود. یکی از دلایل اصلی نیاز به Docker این است که این فناوری امکان ساخت و مدیریت محیط‌های توسعه و تولید را به صورت یکسان در سطح مختلف فراهم می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌ها و سرویس‌های خود را در یک کانتینر توسعه داده و سپس همان کانتینر را برای اجرا در محیط‌های تست، تولید، یا حتی محیط‌های ابری استفاده کنند.

همچنین،Docker  به دلیل سهولت در مدیریت و ارتقاء سیستم‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد. با استفاده از  Docker، مدیران سیستم قادرند به سرعت و با کمترین دردسر، اپلیکیشن‌ها و سرویس‌ها را به روز رسانی کرده یا ارتقاء دهند. این امکان به آنها این قدرت را می‌دهد که به راحتی محیط‌های جدید را راه‌اندازی کرده و همچنین کنترل بهتری بر روی منابع سیستم داشته باشند.

مزایا و معایب داکر

در ادامه به بررسی مزایا و معایب داکر می‌پردازیم.

مزایا

داکر به عنوان یک فناوری محبوب در توسعه نرم‌افزار دارای مزایای بسیاری است. یکی از اصلی‌ترین مزایا ایزوله‌سازی کانتینرها است. با استفاده از داکر، برنامه‌ها به صورت مستقل از محیط میزبان اجرا می‌شوند و تمامی پیش نیازها و تنظیمات مربوط به آنها در داخل کانتینر قرار دارند. این ایزوله‌سازی باعث می‌شود که برنامه‌ها به سرعت و با قابلیت حمل بالا در محیط‌های مختلف اجرا شوند. همچنین، امکان استفاده بهینه از منابع سیستم و اجتناب از تداخل بین برنامه‌ها از جمله مزایای دیگر داکر است.

در ضمن، داکر امکان سهولت در ارتقاء و مدیریت سیستم‌ها را فراهم می‌کند. با استفاده از ابزارهای مدیریتی مانند Kubernetes یا Docker Swarm، می‌توان چندین کانتینر را به صورت مقیاس‌پذیر مدیریت کرد و سرعت سیستم‌ها را ارتقاء داد. این ویژگی‌ها به مدیران سیستم این امکان را می‌دهند که به راحتی و با بهره‌وری بیشتر از زیرساخت‌ها و سرویس‌ها مدیریت سیستم‌ها را انجام دهند.

معایب

یکی از چالش‌های داکر، پیچیدگی در مدیریت تصاویر و کانتینرها است. با تعداد بالایی از تصاویر و کانتینرها، ممکن است کنترل بر مدیریت و نظارت آنها سخت گردد. همچنین، حجم تصاویر ممکن است به صورت قابل‌توجهی افزایش یابد که این موضوع ممکن است مشکلاتی در مدیریت فضای ذخیره‌سازی ایجاد کند.

در ضمن، یکی از نکات دیگری که باید در نظر گرفت این است که اگر به درستی از داکر استفاده نشود، امکان ایجاد مشکلات امنیتی وجود دارد. برخی از تصاویر غیرامنیتی یا به‌روزرسانی‌نشده ممکن است به داخل سیستم وارد شوند و امنیت آن را به خطر بیندازند. این موضوع نیاز به مراقبت و نظارت دقیق بر تصاویر و کانتینرها را در اجرای محیط‌های داکری مطرح می‌کند.

کار با Docker در ویندوز

برای شروع به کار با Docker در ویندوز، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

1. نصب  Docker Desktop
   • ابتدا باید Docker Desktop را روی ویندوز خود نصب کنید. می‌توانید نسخه مناسب برای ویندوز خود را از سایت رسمی Docker به آدرس docker.com/products/docker-desktop دانلود کرده و نصب نمایید.
2. اجرای  Docker Desktop
   • پس از نصب، Docker Desktop  را اجرا کنید. پس از اجرا، Docker  در سیستم شما شروع به اجرای یک محیط کانتینری خواهد کرد.
3. استفاده از  Command Line Interface (CLI)
   • داکر از یک رابط خط فرمان برای تعامل با آن استفاده می‌کند. برای شروع، می‌توانید از ترمینال یا PowerShell استفاده کنید.
   • برای تست اجرای یک کانتینر ساده، می‌توانید دستور زیر را اجرا کنید:

docker run hello-world

1. • این دستور یک کانتینر اجرایی با یک برنامه ساده را از Docker Hub دانلود و اجرا خواهد کرد.
2. استفاده از  Docker Compose (اختیاری)
   • Docker Compose یک ابزار برای تعریف و اجرای چندین کانتینر به صورت هماهنگ است. اگر قصد دارید بیشتر از یک کانتینر در پروژه خود استفاده کنید، می‌توانید از Docker Compose استفاده کنید.
   • برای شروع، یک فایلdocker-compose.yml  بسازید و سپس دستور docker-compose up  را اجرا کنید.

نکته: توجه داشته باشید که Docker Desktop بر روی ویندوز 10 (Pro، Enterprise، یا Education) و نسخه‌های بالاتر نصب و اجرا می‌شود. همچنین، برای استفاده از Docker Desktop باید حداقل پردازنده با معماری 64 بیت و تکنولوژی مجازی‌سازی فعال در BIOS سیستم شما وجود داشته باشد.

آموزش شروع به کار با Docker در لینوکس

برای شروع به کار با Docker در لینوکس، می‌توانید مراحل زیر را دنبال کنید.

1. نصب  Docker
   • در بسیاری از توزیع‌های لینوکس، Docker  به سادگی با استفاده از مدیر بسته‌ها نصب می‌شود. برای نمونه، در توزیع‌های بر پایه Debian مانند  Ubuntu، می‌توانید از دستورات زیر استفاده کنید.

sudo apt update

sudo apt install docker.io

1. • • در توزیع‌های بر پایه Red Hat مانند CentOS

sudo yum install docker

1. اجرای Docker Daemon
   • پس از نصب، Docker Daemon  را راه اندازی کنید

sudo systemctl start docker

1. • همچنین، می‌توانید Docker را به صورت خودکار فعال کنید

sudo systemctl enable docker

1. بررسی نصب
   • برای بررسی نصب صحیح Docker، یک کانتینر ساده مانند hello-world را اجرا کنید

sudo docker run hello-world

1. • این دستور یک پیام ساده نمایش داده و اثبات می‌کند که Docker به درستی نصب و پیکربندی شده است.

با این مراحل، شما می‌توانید با Docker در لینوکس آشنا شوید و از قابلیت‌های این ابزار برای مدیریت و ایجاد کانتینرها بهره‌مند شوید.

سخن آخر

در این مقاله به طور کامل به بررسی داکر پرداخته شد. به کمک این ابزار استفاده از کانتینرها به سادگی صورت می‌گیرد. همچنین نحوه راه اندازی و استفاده از آن در ویندوز و لینوکس نیز بررسی شد.

بوت کمپ برنامه نویسی مپصا اچ آر برگزار کننده دوره‌های آموزشی برنامه نویسی و هوش مصنوعی است. اگر به یادگیری این مهارت‌ها علاقه دارید می‌توانید در دوره‌های این مجموعه شرکت کنید. برای دریافت اطلاعات بیشتر و ثبت نام در بوت کمپ‌ها از طریق راه‌های ارتباطی زیر اقدام کنید.