Seminario: Docker y su Ecosistema
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Este documento proporciona información sobre un seminario sobre Docker y su ecosistema impartido por Germán Moltó del Departamento de Sistemas Informáticos y Computación de la Universitat Politècnica de València. El seminario explica los conceptos básicos de Docker como herramienta de encapsulamiento de aplicaciones en contenedores, las ventajas de los contenedores frente a las máquinas virtuales, y el amplio ecosistema de herramientas relacionadas con Docker.
![Docker Compose: Voting App
Docker Compose File
63
version: "3"
services:
vote:
build: ./vote
command: python app.py
volumes:
- ./vote:/app
ports:
- "5000:80"
networks:
- front-tier
- back-tier
result:
build: ./result
command: nodemon --debug server.js
volumes:
- ./result:/app
ports:
- "5001:80"
- "5858:5858"
networks:
- front-tier
- back-tier
worker:
build: ./worker
networks:
- back-tier
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image: redis:alpine
container_name: redis
ports: ["6379"]
networks:
- back-tier
db:
image: postgres:9.4
container_name: db
volumes:
- "db-data:/var/lib/postgresql/data"
networks:
- back-tier
volumes:
db-data:
networks:
front-tier:
back-tier:](https://image.slidesharecdn.com/seminariodockerupvmarzo17-170302111353/85/Seminario-Docker-y-su-Ecosistema-63-320.jpg)
Seminario: Docker y su Ecosistema
- 2. Profesor del Seminario • Germán Moltó – http://www.grycap.upv.es/gmolto – Titular de Universidad en el Departamento de Sistemas Informáticos y Computación – Investigador en el Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular • Área de Grid y Cloud de Altas Prestaciones • Imparte asignaturas de Cloud en: – Master Universitario en Computación Paralela y Distribuida – Curso Online de Cloud Computing con AWS – Máster en Big Data Analytics – Master Universitario en Gestión de la Información (MUGI) • Responsable de tarea en el proyecto europeo INDIGO-DataCloud. • IP de proyectos nacionales (RETOS I+D) sobre Cloud Computing, Big Data, Contenedores, Computación con Hardware Específico. 2
- 3. Agradecimientos (I) • Este seminario se ofrece por cortesía del Master Universitario en Computación Paralela y Distribuida. • http://www.upv.es/titulaciones/MUCPD/ • 60 créditos ECTS – Manejar herramientas HPC de análisis y desarrollo como Intel Parallel Studio o programar aceleradores hardware mediante CUDA y OpenCL – Programar aplicaciones Grid para la resolución de problemas High- Throughput Computing (HTC) – Utilizar técnicas para el desarrollo de servicios elásticos (escalables y adaptables) en plataformas Cloud, utilizando proveedores como Amazon Web Services (AWS) o Microsoft Azure y gestores como OpenNebula y OpenStack – Gestionar el procesamiento de grandes volúmenes de datos (Big Data) mediante MapReduce con Apache Hadoop. – Gestionar el encapsulamiento de aplicaciones en contenedores Docker y su utilización en infraestructuras computacionales en la nube. 3
- 4. Agradecimientos (II) • Este material también se imparte en el Curso Online de Cloud Computing con Amazon Web Services. – http://www.grycap.upv.es/cursocloudaws • Formados más de 500 alumnos de 10 países desde 2013. • M1: Cloud Computing • M2: Amazon Web Services • M3: Arquitectura de Aplicaciones Cloud • M4: Despliegue y Configuración Automatizada • M5: Gestión de Aplicaciones en Entornos PaaS • M6: Big Data en AWS. 4
- 5. Resultados de Aprendizaje • Se espera que una vez acabes este seminario seas capaz de: – Conocer la importancia de Docker como herramienta de encapsulación de aplicaciones en contenedores. – Comprender las diferencias, ventajas e inconvenientes entre Máquinas Virtuales y Contenedores. – Comprender los principales conceptos relacionados con Docker. – Atisbar el amplio ecosistema de herramientas relacionadas con Docker. 5
- 6. Contexto: Aplicaciones (Distribuidas) • Las aplicaciones (distribuidas) precisan: – Computación – Datos – Red • Multitud de herramientas, lenguajes de programación, tecnologías y plataformas. • Diferentes mecanismos de entrega de software – Paquetes RPM, DEB, ficheros JAR, Homebrew, NPM, etc. – Incompatibilidades 6 On-premises Monolitos XML + WSDL Ciclos de Desarrollo Largos Old School Cloud computing Microservicios JSON + REST Entrega Continua Trendy
- 7. Sobre la Virtualización • La virtualización ha introducido numerosas ventajas en los últimos años con la popularización de hipervisores como KVM, XEN o VMware. 7Imagen: http://exelos.com/solutions/virtualization/ • Consolidación de servidores. • Encapsulación de aplicaciones junto a todas sus dependencias. • Cloud Computing.
- 8. ¿Qué es Cloud Computing? I • Cloud Computing (Computación en Nube) es un paradigma que permite ofrecer servicios (cómputo, almacenamiento, etc.) a través de Internet. – Computación / almacenamiento / red / servicios ofrecido como servicio por parte de un proveedor a clientes. – Aprovechamiento de las economías de escala de grandes proveedores para ofrecer ahorro de costes a los usuarios. – Pago por uso, sin inversiones iniciales. 8 Pago por uso Recursos aprovisionados bajo demanda de un Cloud Clientes que usan los recursos
- 9. Definición de Cloud Computing • Hay muchas definiciones de Cloud Computing pero una de las más aceptadas por la comunidad académica es la del NIST: – Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient, on- demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction. National Institute of Standards and Technology (NIST) http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf 9
- 11. Sobre las Máquinas Virtuales • Encapsula un host completo (SO + Apps) • Requieren minutos para arrancar. – http://ieeexplore.ieee.org/document/6253534/ • Las imágenes de MVs pueden ser del orden GBs. – Un mínimo cambio en el código de la aplicación requiere crear nuevamente la MV. • Las imágenes no son portables entre hipervisores. – Formato raw vs qcow2, dispositivos ide, herramienta qemu-img. 11
- 13. Analogía con el Mundo Real 13 http://disney.github.io/docker-training
- 16. ¿Qué es Docker? • Docker es una plataforma abierta para desarrolladores y administradores de sistemas para construir, enviar y ejecutar aplicaciones distribuidas. • Permite empaquetar una aplicación con todas sus dependencias (SO, librerías, aplicaciones, etc.) para ser ejecutada en diferentes plataformas. – Objetivo: Fast, consistent delivery of applications • Permite desplegar entornos de ejecución de aplicación rápidamente y de forma repetible. 16
- 17. Contenedores vs Máquinas Virtuales • Contenedores (PROS) – Tamaño de imagen menor – Ejecución instantánea – Sin sobrecarga de virtualización – Encapsula todas las dependencias, garantizando la correcta ejecución – Write Once Run Anywhere* • Contenedores (CONS) – Imposible ejecutar Windows sobre Linux – Aislamiento de seguridad • Host kernel sharing 17 Máquina Virtual Contenedores * x86 con Linux 3.2+ ó 2.6.32+ para Fedora, CentOS, etc. MV
- 18. Componentes de Docker • Docker consta de un ecosistema de herramientas alrededor de Docker Engine. • OCI (Open Container Initiative) – https://www.openc ontainers.org/ 18
- 20. Tecnologías Usadas por Docker Engine • Namespaces – Capa de aislamiento. Se crean diferentes namespaces para un contenedor en ejecución (pid, net, ipc, mnt, uts). Impide que un proceso en ejecución dentro de un contenedor vea otros procesos en ejecución en el host y tenga acceso a dispositivos del host. • Cgroups – Limitación del consumo de recursos de un contenedor. • UnionFS – Sistema de archivos en base a capas que posibilita almacenar los cambios ocurridos en un contenedor en diferentes capas. 20
- 21. Instalación de Docker Engine curl -fsSL https://get.docker.com/ | sh • Existen otras formas de instalarlo: – https://docs.docker.com/engine/installation/ 21
- 22. Play with Docker • http://play-with-docker.com 22 • Permite añadir instancias para usar Docker durante 4 horas. ¿Entiendes que hace este comando? Al finalizar este bloque deberás saberlo. • Git • Salida a Internet
- 23. Conceptos Básicos de Docker Engine • Imagen – Contiene una distribución de SO (e.g. Ubuntu 16.04) y una determinada configuración de paquetes / aplicaciones / datos determinada por el creador de la imagen. • Docker Hub – Catálogo y repositorio de imágenes, accesible mediante CLI, interfaz web y REST API. • Contenedor – Es una instancia de una imagen concreta ejecutada como un proceso aislado en una máquina concreta (Docker Host) • Docker Host – Es la máquina que tiene instalado Docker Engine y ejecuta los contenedores. • Docker Client – Máquina desde la que se solicita el despliegue de contenedores Docker (puede coincidir con el Docker Host). También se corresponde con la herramienta cliente para interactuar con Docker. 23
- 24. Flujo de Trabajo con Docker Engine • Los usuarios usan el Docker Client para desplegar contenedores en un Docker Host a partir de imágenes almacenadas previamente en Docker Hub que pueden ser modificadas y almacenadas tanto en Docker Hub como en un Docker Private Registry. – Múltiples contenedores ejecutándose sobre un mismo Docker Host. – Compartiendo el kernel del host para ejecutarse como procesos aislados. 241" Entorno"de" Prác-cas" Docker" Client" alucloudXX" (Docker"Host)" Docker" Server" Docker"Private" Registry" hub.docker.com alucloudXY" (Docker"Host)" Docker" Server" Docker"Private" Registry" – Puede haber múltiples aplicaciones conectadas a un mismo puerto (e.g. 80/http) en contenedores diferentes. Se mapean a un puerto diferente en el Docker Host.
- 25. ¿Qué se puede hacer con Docker Engine? • Gestionar el ciclo de vida de contenedores – start, stop, kill, restart, etc. • Gestionar las imágenes de contenedores – push, pull, tag, rmi, etc. • Inspeccionar/acceder el contenedor – logs, attach • … • ¿Y dónde podemos encontrar un catálogo de imágenes Docker? 25
- 26. Docker Hub • Repositorios que contienen imágenes de contenedores Docker • Automated Builds desde GitHub 26 • https://hub.docker.com
- 28. Docker 101: Contenedores (1) • Docker descarga automáticamente la imagen alpine:latest de Docker Hub • la almacena en el registro local del Docker Engine del Docker Host • ejecuta el contenedor y, dentro de él, el comando, mostrando la salida por pantalla. 28
- 29. Docker 101: Imágenes (1) • Las imágenes Docker contienen SO + Apps. • Pueden ser etiquetadas y ser almacenadas en diferentes registros Docker. – https://docs.docker.com/registry/deploying/ 29
- 30. Docker 101: Imágenes (2) • En cuestión de imágenes Docker, el tamaño SÍ importa. – Reducción a un cuarto del tamaño de la imagen original al utilizar como S.O. base Alpine frente otras distribuciones (e.g. Ubuntu, CentOS, etc.) 30 https://hub.docker.com/r/_/alpine/ https://alpinelinux.org/ FROM debian:jessie FROM alpine:3.4
- 31. Docker 101: Contenedores (2) • Sesión interactiva con un contenedor Docker – docker run -it ubuntu:16.04 bash – Dicho contenedor puede ser utilizado como una máquina cualquiera: instalar aplicaciones, salida a Internet, etc. 31
- 32. Docker 101: Contenedores (3) • Los contenedores reciben un nombre y un identificador: • Utilizado para obtener información del contenedor y gestionar su ciclo de vida. • Un contenedor debe ser detenido (stop) antes de ser eliminado (rm). 32
- 33. Docker 101: Docker Help 33 docker --help … Commands: attach Attach to a running container build Build an image from a Dockerfile commit Create a new image from a container's changes cp Copy files/folders between a container and the local filesystem create Create a new container deploy Deploy a new stack or update an existing stack diff Inspect changes on a container's filesystem events Get real time events from the server exec Run a command in a running container export Export a container's filesystem as a tar archive history Show the history of an image images List images import Import the contents from a tarball to create a filesystem image info Display system-wide information inspect Return low-level information on Docker objects kill Kill one or more running containers load Load an image from a tar archive or STDIN login Log in to a Docker registry logout Log out from a Docker registry logs Fetch the logs of a container pause Pause all processes within one or more containers port List port mappings or a specific mapping for the container ps List containers pull Pull an image or a repository from a registry push Push an image or a repository to a registry rename Rename a container restart Restart one or more containers rm Remove one or more containers rmi Remove one or more images run Run a command in a new container save Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default) search Search the Docker Hub for images start Start one or more stopped containers stats Display a live stream of container(s) resource usage statistics stop Stop one or more running containers tag Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE top Display the running processes of a container unpause Unpause all processes within one or more containers update Update configuration of one or more containers version Show the Docker version information wait Block until one or more containers stop, then print their exit codes
- 34. Docker 101: Aplicación Web • Una aplicación que requiera escuchar en un puerto ejecutada en un contenedor Docker puede ser mapeada a un determinado puerto del Docker Host. – docker run --rm -d -P --name backbone-cellar-mem cursocloudaws/backbone-cellar-mem 34
- 35. Docker 101: Montaje de Volúmenes • docker run --rm -d -p 80:80 -v `pwd`/cellar-mem:/var/www/html php:5.6-apache 35 • Carpeta en el Docker Host se monta en el contenedor. • Útil para tener diferentes entornos de prueba para una base de código almacenada en tu equipo. • Cambios en local, se ven reflejados en la aplicación.
- 36. Docker 101: Privilegios • Un contenedor tiene ciertos privilegios restringidos – Por ejemplo: Montar un sistema de archivos en el contenedor. • Contenedores privilegiados: – docker run -it --privileged ubuntu:16.04 /bin/bash – ATENCIÓN: Es el equivalente a ejecutar un proceso con permisos de root en el Docker Host. • Permisos más finos: – https://docs.docker.com/engine/reference/run/#/runtime-privilege- and-linux-capabilities – --cap-add – --cap-drop 36
- 37. Docker 101: Entrega de Aplicaciones (I) • Docker facilita la entrega de aplicaciones. – Aplicaciones encapsuladas como imágenes de contenedores Docker junto con todas sus dependencias. – Imágenes almacenadas en Docker Hub. – Docker Engine como runtime de ejecución. – Build it Once, Run it Everywhere – Útil para aplicaciones legacy que funcionan con determinadas versiones de librerías – No precisa instalar librerías incompatibles en un sistema en producción para satisfacer una nueva aplicación. • Evita “Pues en mi ordenador sí funciona”. 37
- 39. Docker 101: Entrega de Aplicaciones (II) • Ejemplo: Distribución de la herramienta CLI Orchent. 1. Creación de imagen Docker almacenada en Docker Hub que encapsula el ejecutable y sus dependencias. 2. En los clientes definir: • alias orchent='docker run --rm -e ORCHENT_TOKEN=$ORCHENT_TOKEN -v $PWD:/data marica/orchent:latest’ • Paso de variables entre el host y el contenedor. 3. Los clientes usan la herramienta de forma ‘habitual’: • orchent depls 39
- 40. Docker 101: Entrega de Aplicaciones (II) • Al ejecutar ’orchent’: – Se descarga si no existe la imagen de Docker Hub. – Se pone en marcha un contenedor efímero (será terminado al finalizar el proceso) donde: • Se monta el directorio actual al directorio /data del contenedor • Se le pasa una variable de entorno de la máquina del usuario al contenedor. • La aplicación siempre se ejecuta en un contenedor sin que el usuario lo perciba – Salvo por las rutas del sistema de archivos. 40
- 41. One-Minute Quiz • ¿Qué muestra por pantalla el siguiente comando? – echo "adios" > hola.txt && docker run --rm -v `pwd`/hola.txt:/tmp/hola.txt alpine cat /tmp/hola.txt • ¿Qué funcionalidad de Docker utiliza? • ¿Qué imagen Docker está utilizando? • ¿Dónde está almacenada dicha imagen? • ¿El contenedor seguirá existiendo tras ejecutar el comando? 41
- 42. Docker 101: Construcción de Imágenes • Opción 1: – Modificar un contenedor en ejecución, salir del contenedor y salvar el contenido del contenedor como una nueva imagen que puede ser guardada en un registro (propio o DockerHub). • docker exec; docker commit; docker push • Opción 2: – Crear la imagen de contenedor Docker a partir de un fichero Dockerfile, que contiene una receta de instalación de la aplicación sobre un SO determinado. 42
- 43. Docker 101: Dockerfile (1) • El fichero Dockerfile toma como base una imagen existente y describe el proceso de instalación de la aplicación. – docker build -t cellar-mem . 43
- 44. Docker 101: Dockerfile (2) • Ejemplo de Dockerfile para instalar Infrastructure Manager 44 FROM ubuntu:16.04 MAINTAINER Miguel Caballer <[email protected]> LABEL version="1.5.1" LABEL description="Container image to run the IM service. (http://www.grycap.upv.es/im)" EXPOSE 8899 8800 RUN apt-get update && apt-get install -y gcc python-dbg python-dev python-pip libmysqld-dev python- pysqlite2 openssh-client sshpass libssl-dev libffi-dev python-requests RUN pip install setuptools --upgrade -I RUN pip install CherryPy==8.9.1 RUN pip install pyOpenSSL --upgrade -I RUN pip install MySQL-python msrest msrestazure azure-common azure-mgmt-storage azure-mgmt-compute azure-mgmt-network azure-mgmt-resource RUN pip install IM COPY ansible.cfg /etc/ansible/ansible.cfg CMD im_service.py https://github.com/grycap/im/blob/master/docker/Dockerfile
- 45. Docker 101: Dockerfiles (3) • Ejemplo de Dockerfile para instalar Kepler. 45 FROM indigodatacloud/ubuntu-sshd:14.04 MAINTAINER Mario David <[email protected]> LABEL description="Container image to run Kepler WF engine" RUN ansible-galaxy install indigo-dc.kepler && ansible-playbook /etc/ansible/roles/indigo-dc.kepler/tests/kepler.yml EXPOSE 22 5900 USER indigo CMD /etc/init.d/vmcontext start && /bin/rm --force /tmp/.X0-lock /tmp/.X11-unix/X0 && /usr/bin/vncserver -fg :0 https://kepler-project.org/ https://github.com/indigo-dc/ansible-role-kepler/blob/master/docker-kepler/Dockerfile Roles de Ansible en Ansible Galaxy. Mecanismo de instalación unificado (cross-platform. cross-OS).
- 47. Ejemplo de Uso: CI basado en Docker (I) • Developers working on the devel branch of a GitHub repo. • A PR on the master branch triggers the CI in Jenkins/Travis. • Docker images in DockerHub are used to execute the Jenkins jobs in the right execution env. • Merging the PR into the master branch triggers an Automated Build to create a new Docker image in Docker Hub. 47 GitHub Application (Repo) master devel branches Application Developers Lead Developer commit PullRequest (PR) Jenkins Triggers Testing Docker Hub Application Docker Image (Repo) tags - latest - 1.0.6 Merge PR Automated Build Jenkins Images (Repo) PullImages for Testing On-Premises Cloud VM Unit Testing / Integration Testing Docker App Testing Provision Resources for Testing ubuntu-sshd:14.04 centos-sshd:7
- 48. Ejemplo de Uso: CI basado en Docker (II) • Diferentes tags para diferentes configuraciones de entornos de ejecución de aplicaciones. • Permite desplegar un entorno de test en segundos, integrado en Jenkins. 48 https://hub.docker.com/r/grycap/jenkins/tags/
- 49. Ejemplo de Uso: CI basado en Docker (III) • Múltiples imágenes Docker a partir de múltiples Dockerfiles donde se especifica el entorno de ejecución. • Construcción automática (automated build) 49
- 50. Ejemplo de Uso: CI basado en Docker (IV) • Múltiples ficheros Dockerfile para distintas configuraciones • Un commit en la rama master desencadena la construcción automática de las imágenes en Docker Hub. 50
- 52. Docker Machine: Introducción • Herramienta para desplegar nuevos nodos (en VirtualBox, AWS, MS Azure, etc.) e instalar Docker Engine en ellos. • Util para combinar aprovisionamiento de infraestructura de un proveedor Cloud con entrega de aplicaciones mediante Docker – Infrastructure Provision + Application Delivery 52
- 53. Docker Machine: Instalación y Uso • Instalación: – curl -L https://github.com/docker/machine/releases/download/v 0.9.0/docker-machine-`uname -s`-`uname -m` >~/docker- machine && chmod +x ~/docker-machine • Despliegue y Uso de un Docker Host en AWS: – ./docker-machine create --driver amazonec2 -- amazonec2-vpc-id vpc-6366c106 --amazonec2-subnet-id subnet-de5252f6 --amazonec2-zone e --amazonec2- security-group cursocloudaws-docker-machine-sg aws- docker-00 – eval $(docker-machine env aws-docker-00) – docker run –ti alpine sh 53
- 54. Docker Machine: Escenarios de Uso • Desplegar una MV automáticamente en VirtualBox para poder desplegar contenedores por encima en equipos que no soporten Docker de forma nativa. 54 • Aprovisionar la infraestructura necesaria para desplegar una aplicación sencilla basada en contenedores sobre un proveedor Cloud (público u on-premises).
- 55. Docker Compose: Introducción • Herramienta para definir y desplegar arquitecturas de aplicaciones basadas en múltiples contenedores. • Fichero YAML (docker-compose.yml) para describir y configurar los servicios de aplicaciones. • Gestionar el ciclo de vida de los servicios, ver el estado de los mismos, obtener la salida de logs de los servicios en ejecución, etc. 55
- 56. Docker Compose: Ejemplo de Arquitectura de Aplicación • Aplicación web para gestionar un catálogo de vinos. Bootstrap + PHP + Backbone.js 56 Contenedor Cellar Web App Apache + PHP Contenedor MySQL https://github.com/gmolto/backbone-cellar
- 57. Docker Compose: Ejemplo. Fichero YAML 57 version: '2' services: cellar: image: cursocloudaws/backbone-cellar-sql-docker-compose env_file: - services-variables.env links: - mysql ports: - "80:80" mysql: image: mysql:5.5.53 env_file: - services-variables.env volumes: - ./db:/docker-entrypoint-initdb.d Imagen Docker en Docker Hub Imagen Docker en Docker Hub Variables de entorno leídas por la aplicación para conectar con la base de datos Variables de entorno parar crear la base de datos en el contenedor de MySQL Volumen montado para carga de datos Relación de dependencia entre los servicios. Puerto en el Docker Host en el que se expondrá el puerto utilizado en el contenedor
- 58. Docker Compose: Ejemplo. Fichero de Variables • En el ejemplo anterior, el fichero services- variables.env contiene: • Estas variables se utilizan durante el arranque del contenedor de MySQL para configurarlo y crear la base de datos. 58 MYSQL_ROOT_PASSWORD=mysqlp@ss MYSQL_DATABASE=cellar MYSQL_USER=cellar-db-user MYSQL_PASSWORD=cellar-db-pass MYSQL_PORT=3306 MYSQL_HOST=mysql
- 60. Docker Compose: Agregación de Logs • Logs de los diferentes contenedores agregados y diferenciados en una única vista central. • docker-compose logs 60
- 61. Docker Compose: Gestión del Ciclo de Vida • Detener la aplicación – docker-compose stop – docker-compose start – Detiene los contenedores pero no los elimina, por lo que el estado se mantiene (en la BB.DD., por ejemplo). • Terminar la aplicación – docker-compose down – Destruye todos los contenedores y la red creada. 61
- 62. Docker Compose: Voting App • https://github.com/docker/example-voting-app 62 • Polyglot microservices – A Python webapp which lets you vote between two options – A Redis queue which collects new votes – A .NET worker which consumes votes and stores them in: – A Postgres database backed by a Docker volume – A Node.js webapp which shows the results of the voting in real time
- 63. Docker Compose: Voting App Docker Compose File 63 version: "3" services: vote: build: ./vote command: python app.py volumes: - ./vote:/app ports: - "5000:80" networks: - front-tier - back-tier result: build: ./result command: nodemon --debug server.js volumes: - ./result:/app ports: - "5001:80" - "5858:5858" networks: - front-tier - back-tier worker: build: ./worker networks: - back-tier redis: image: redis:alpine container_name: redis ports: ["6379"] networks: - back-tier db: image: postgres:9.4 container_name: db volumes: - "db-data:/var/lib/postgresql/data" networks: - back-tier volumes: db-data: networks: front-tier: back-tier:
- 64. Docker Compose: Voting App (Up!) (1) • Entrega de aplicación: – git clone https://github.com/docker/example-voting-app – cd example-voting-app – docker-compose up -d 64
- 65. Docker Compose: Voting App (Up!) (2) http://localhost:5000 65 http://localhost:5001 • Despliegue automatizado de arquitectura basada en microservicios con diferentes lenguajes de programación, entornos de ejecución y tecnologías de bases de datos.
- 67. Resumen de Usos de Docker: Funciona para Dev y Ops 1. Creación de receta de instalación de la aplicación en un Dockerfile 2. Construir una imagen de contenedor a partir del fichero Dockerfile 3. Si se ejecuta correctamente en tu máquina, se ejecutará correctamente en cualquier otra (que soporte Docker). 67
- 68. Resumen de Usos de Docker: Despliegue de Arquitecturas 1. Uso de Dockerfiles para describir la instalación de los componentes de una aplicación (front-end, back-end, etc.) – Reaprovechar imágenes existentes en Docker Hub (Apache, MySQL, Redis, etc.) 2. Describir la arquitectura de la aplicación con un fichero de Compose. 3. Facilitar el despliegue de la aplicación: – docker-compose up 68
- 69. Ejemplo de Uso: Infraestructuras Immutables 1. Construir las aplicaciones a partir de Dockerfiles. 2. Guardar las imágenes en un registro (privado o Docker Hub con tags) 3. Testear las imágenes (SQA y CI) 4. Ejecutar las mismas imágenes en producción 5. En caso de fallo, las versiones anteriores de las imágenes pueden ser desplegadas. • Reemplazar los componentes en cada despliegue, en lugar de actualizarlos in-situ. • Preserva el histórico de los despliegues. 69
- 70. Aspectos de Seguridad en Docker • Compartición de kernel – Un kernel panic ocurrido en un contenedor afectará al Docker Host. • Seguridad del Diseño – Cualquier usuario con acceso al Docker Engine puede obtener privilegios de superusuario en los contenedores y en el Docker Host. • https://reventlov.com/advisories/using-the-docker-command-to-root-the-host – Docker no soporta multi-tenancy. • Herramientas y Recursos: – Docker Bench for Security: https://github.com/docker/docker-bench-security – https://blog.docker.com/2015/05/understanding-docker-security-and-best- practices/ • https://docs.docker.com/engine/security/security/ 70
- 71. Ecosistema de Docker • Herramientas basadas en Docker para: – Docker as a Service – Networking – Scheduler / Orchestration – Monitoring – DevOps – Developer 71 https://www.google.es/search?q=docker+ecosystem
- 72. Plataformas de Orquestación de Contenedores • Gestionar múltiples Docker Hosts para el despliegue de arquitecturas complejas requiere realizar planificación (scheduling) de contenedores a máquinas. • Docker (Engine in) Swarm (Mode) – https://docs.docker.com/engine/swarm/ • Kubernetes - https://kubernetes.io/ 72
- 73. Docker Swarm • Permite crear un cluster de Docker Hosts sobre los que desplegar contenedores con capacidades para: 73 • Alta disponibilidad. • Escalado • Balanceo de carga. • Actualizaciones progresivas.
- 74. Kubernetes • Desarrollado por Google y liberado como código abierto. • Despliegue, escalado y gestión de aplicaciones containerizadas. • Curva de aprendizaje más elevada pero mayor adopción. 74
- 75. Más Allá de Docker: Otras Herramientas de Contenedores • Docker se centra principalmente en entrega de aplicaciones (application delivery). • Otras alternativas para crear contenedores: – LXC / LXD - https://linuxcontainers.org/lxd • “Máquinas virtuales” ligeras. – rkt - https://coreos.com/rkt • Modelo de seguridad diferente a Docker. – OpenVZ - https://openvz.org • Pionero en el mundo de los contenedores. 75
- 76. Más Allá de Docker: Microservicios • Microservicios es un patrón de arquitectura de software para diseñar aplicaciones como un conjunto de servicios desplegables de forma independiente. 76 • Servicios con una única función • Responsabilidad descentralizada • Múltiples lenguajes, librerías, etc. • REST API + HTTP • Stateless vs Stateful • Actualizaciones independientes por servicio. http://martinfowler.com/articles/microservices/images/sketch.png
- 77. Más Allá de Docker: Microservicios (II) • Las arquitecturas basadas en microservicios suelen utilizar: – Contenedores para encapsular las dependencias – Estrategias de CI/CD para hacer actualizaciones frecuentes. 77 • Aplicación como un conjunto de contenedores que ejecutan los microservicios y pueden ser escalados y actualizados.
- 78. Más Allá de Docker: PaaS y Gestión de Microservicios (II) • OpenShift - https://www.openshift.com/ – Despliegue de arquitecturas de aplicaciones basadas en contenedores sobre Kubernetes. • VAMP - http://vamp.io/ – Autoescalado y canary releasing para aplicaciones basadas en microservicios. • MANTL - http://mantl.io/ – Infraestructura para despliegue de microservicios. 78
- 80. Serverless • Computación dirigida a eventos. – Sin gestionar servidores, elasticidad automática, pago por ejecución de función (peticiones y tiempo de ejecución), cambio de modelo de programación. • Servicios y Herramientas – AWS Lambda • Serverless Framework - https://serverless.com/ – Microsoft Azure Functions – Google Cloud Functions – IBM OpenWhisk 80
- 81. From Prototypes to Services • Pre-IaaS • IaaS • Serverless 81 Bricks-and- Mortar Provision Datacenter Provision High Availability Application Development Service Delivered Prototype High Availability Application Development Service Delivered Prototype Application Development Service Delivered Prototype Monolythic Microservices Serverless Low-latency messaging Low-latency provisioning
- 82. Conclusiones • Docker es una plataforma para la creación y ejecución de contenedores así como la gestión y almacenamiento de imágenes de contenedores para facilitar el desarrollo y ejecución de aplicaciones en múltiples entornos. • En escenarios donde tradicionalmente se ha virtualizado GNU/Linux sobre GNU/Linux se impone como una solución efectiva, sin sobrecargas innecesarias. • Impacto en PaaS, arquitecturas basadas en microservicios, serverless. 82
- 83. Referencias 1. Docker Docs. https://docs.docker.com 2. Intro to Docker. http://pointful.github.io/docker-intro 3. Open Container Ecosystem. – https://www.mindmeister.com/es/389671722/open-container-ecosystem-formerly-docker-ecosystem 4. Docker Slideshare. http://www.slideshare.net/docker 5. Containers have arrived -- and no one knows how to secure them. – http://www.infoworld.com/article/2923852/security/containers-have-arrived-and-no-one-knows-how-to-secure-them.html 6. Docker, Linux Containers (LXC), and security. – http://es.slideshare.net/jpetazzo/docker-linux-containers-lxc-and-security 7. Docker Ecosystem Survey. https://github.com/weihanwang/docker-ecosystem-survey 8. 8 Proven Real-World Ways to Use Docker. – https://www.airpair.com/docker/posts/8-proven-real-world-ways-to-use-docker 9. Docker Training: http://container.training/ 10. https://medium.com/@adrianco/evolution-of-business-logic-from-monoliths-through-microservices-to- functions-ff464b95a44d#.dea92wlwn 11. https://es.slideshare.net/dotCloud/docker-intro-november 12. https://blog.codeship.com/immutable-infrastructure 13. http://disney.github.io/docker-training/ 83