Работа с докером в windows

Эта статья даст вам полное представление о Docker Desktop для пользователей Windows и MAC. Мы изучим установку Docker Desktop на компьютерах с Windows и Mac. После установки мы также попытаемся выполнить некоторые операции Docker.

Docker Desktop — это собственное настольное приложение, разработанное Docker для пользователей Windows и MAC. Это самый простой способ запуска, сборки, отладки и тестирования приложений Dockerized.

Docker Desktop предлагает важные и наиболее полезные функции, такие как быстрые циклы редактирования, уведомления об изменениях файлов, встроенная поддержка корпоративной сети и гибкость для работы с собственным выбором прокси и VPN.

Docker Desktop состоит из инструментов для разработчика, приложения Docker, Kubernetes и синхронизации версий. Он позволяет вам создавать сертифицированные образы и шаблоны языков и инструментов.

Скорость, безопасность и выбор — все, что вам нужно для разработки и доставки контейнерных приложений, доступных на вашем рабочем столе, будет представлено вам.

Прежде чем перейти к процессу установки, давайте разберемся с его версиями.

Версии Docker

Docker в основном поставляется в двух версиях, в Community и ENterprise.

Community версия поставляется с бесплатным набором продуктов Docker. ENterprise корпоративная версия представляет собой сертифицированную контейнерную платформу, которая предоставляет коммерческим пользователям дополнительные функции, такие как безопасность образов, управление образами, оркестровка и управление средой выполнения контейнеров, но по разумной цене.

Мы начнем наше обучение с Community Edition. Контейнеры Docker, работающие в конкретной операционной системе, совместно используют ядро ​​ОС. Это означает, что мы не можем использовать ядро ​​Windows (хост) для запуска контейнеров Linux или наоборот. Чтобы проделать это, у нас есть Docker Desktop для Windows и MAC.

Выпуски Docker Desktop

Docker Desktop выпускается в двух вариантах.

• Stable: как видно из названия, стабильный выпуск тщательно протестирован и может быть использован при разработке более надежных приложений. Его версии полностью синхронизированы с версиями Docker Engine.
• Edge: эти версии состоят из всех новых и экспериментальных функций Docker Engine. Есть больше шансов ошибок, сбоев и проблем, которые могут возникнуть. Тем не менее, пользователи получат возможность ознакомиться с предстоящими функциями.

Docker на Windows

Есть два варианта Docker на Windows.

1. Использование Docker Toolbox

Docker Toolbox предоставляет набор легких инструментов.

• Oracle virtual box
• Docker Engine
• Docker Machine
• Docker compose
• Kitematic GUI

Вышеуказанные инструменты устраняют необходимость развертывания отдельной виртуальной машины для запуска Docker. Просто установите исполняемый файл панели инструментов Docker непосредственно в Windows и начните разработку приложений. Требуется 64-битная ОС и Windows 7 или выше с включенным режимом виртуализации.

Но опять же, панель инструментов Docker — это оригинальная поддержка, предоставляемая в Windows для запуска Docker и его устаревшего решения для всех ОС Windows, которые не соответствуют требуемой конфигурации.

2. Использование Docker Desktop

Docker Desktop — это новейшая технология, используемая для Docker в Windows. Он заменяет виртуальную машину Oracle собственной технологией виртуализации, доступной в Windows, то есть Microsoft Hyper-V.

Он по-прежнему будет запускать Docker на Linux-машине, созданной под ним. Но на этот раз вместо виртуальной машины Oracle мы использовали нативный Microsoft Hyper-V.

Установка Docker на Windows

Вы можете скачать репозиторий Docker Desktop из Docker Hub.

истемные требования:

• Windows 10 или Windows Server 2016 Professional или Enterprise Edition
• Поддержка Hyper-V.

Чтобы запустить Hyper-V, оборудование должно соответствовать следующим требованиям:

• 64-битный процессор
• > = 4 ГБ ОЗУ
• Поддержка виртуализации оборудования на уровне BIOS

Следовательно, программная и аппаратная зависимость заключается в запуске Docker Desktop на Windows.

Установка Docker на macOS

Вы можете скачать репозиторий Docker Desktop из Docker Hub.  

Системные требования:

• MAC Hardware 2010 или новее с аппаратной поддержкой управления памятью и неограниченным режимом. Выполните команду kern.hv_support, чтобы проверить, поддерживает ли оборудование MAC инфраструктуру гипервизора.
• MAC OS версии 10.13 или новее.
• > = 4 ГБ ОЗУ
• Virtual-Box до версии 4.3.30

Работа с образами

После установки проверьте версию установленного Docker Engine.

docker --version

Docker работает с доставкой и запуском контейнерных приложений. Вам либо нужно создать свое собственное контейнерное приложение, либо Docker поддерживает контейнерные образы в Docker Hub, и его можно легко загрузить с помощью простой команды docker run.

Здесь мы будем тянуть образ Redis.

docker pull redis

С помощью простой команды run образы можно скачивать и загружать на GitHub или Docker Hub, и любой пользователь во всем мире может получить к нему доступ и начать работать с ним.

Docker Container запускает образ Docker. Следующим шагом является запуск контейнера.

docker run -p 6379 Redis

Будет создан зашифрованный идентификатор контейнера. Вы можете быстро проверить состояние работающего экземпляра в Docker, нажав на Dashboard option.

Обязательно остановите контейнер, прежде чем удалять его из Docker Engine.

Возможности Docker Desktop

Существует множество преимуществ:

• Поддерживает широкий спектр инструментов разработки.
• Обеспечьте быстрый и оптимизированный способ создания и публикации контейнерного образа на любой облачной платформе.
• Простота установки и настройки полной среды Docker
• Повышение производительности благодаря встроенной виртуализации Hyper-V для Windows и HyperKit для MAC.
• Возможность работать в Linux через WSL 2 на компьютерах с Windows.
• Легкий доступ к работающим контейнерам в локальной сети.
• Возможность поделиться любым приложением на облачной платформе, на разных языках и в разных средах.
• Для обеспечения безопасности и актуальности выполняются автоматические обновления.
• Включены последние версии Kubernetes.
• Возможность переключения между Linux и Windows сервером на Windows.

Docker Desktop — это нативное приложение, разработанное на Windows и MAC OS для запуска, сборки и доставки контейнерных приложений или сервисов.

Однако

Docker Desktop предназначен не для производственной среды, а для рабочего стола и среды разработки.

Также рекомендуем прочитать:

1. Docker для начинающих — технология контейнеров
2. В чем разница между Docker и Kubernetes?
3. Введение в Docker Hub и все, что вы должны знать о нем
4. Как установить Docker на Ubuntu, Windows, Debian и CentOS?
5. Kubernetes — Введение для начинающих
6. Docker посмотреть запущенные контейнеры, запустить или остановить контейнеры

Данная публикация является разбором особенностей контейнерной виртуализации Docker под системой Windows.

Она не претендует на роль исчерпывающей и по мере необходимости будет обновляться и дополняться.

За практическим руководством с нуля советую обратиться к этой публикации.

Содержание

• Предварительные настройки
• Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows
• Windows контейнеры и Linux контейнеры
• Особенности монтирования папок
• Монтирование с хост-машины или volume
• Особенности разметки диска GPT и MBR
• Docker Toobox to Windows
• Docker Swarm
• Проблемы с кодировкой
• Полезные ссылки
• Заключение

Предварительные настройки

Контейнерная виртуализация или виртуализация на уровне операционной системы Docker нативно работает только на дистрибутивах Linux и FreeBSD (экспериментально).
На Windows вам понадобится гостевая Linux система либо специальная минималистичная виртуальная машина с ядром Linux от разработчиков Docker, которая и ставится из коробки.
Само собой разумеется, что вы включили виртуализацию у себя в BIOS/UEFI
Пункт настройки может называться по-разному: VT-x, VT-d, Intel VT, AMD-V, Virtualization Technology.

Еще одним минимальным системным требованием будет разрядность системы x64 и версия не ниже Windows 7 Pro.

Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows

Появление Docker Toolbox on Windows и Docker Toolbox on Mac было большим событием.

Сборка включается в себя сам docker, утилиту docker-compose, утилиту для работы с виртуальной машиной docker-machine и клиент Kitematic.

Используется виртуальная машина (по умолчанию на VirtualBox) с минималистичным Linux окружением.

Позже для новых операционных систем выпустили Docker for Windows и Docker for Mac, которая на текущий момент является актуальной версией и продолжает развиваться.

Выбор между версиями не сложный:
— Если у вас Windows 10 x64 Pro, Enterprise или Education то включаем службу Hyper-V и ставим Docker for Windows.

Заметьте, что после включения службы Hyper-V пропадет возможность запускать и создавать x64 виртуальные машины на VirtualBox.

— Если же у вас другая версия Windows(7 Pro, 8, 8.1, 10 Home) то ставим VirtualBox и Docker Toolbox on Windows.

Несмотря на то, что Docker Toolbox разработчиками признан устаревшим работа с ним слабо отличается от Docker for Windows.

Вместе с установкой Docker Toolbox будет создана виртуальная машина.
В самом VirtualBox можно будет добавить оперативной памяти и ядер процессора на ваше усмотрение.

Windows контейнеры и Linux контейнеры

Docker for Windows предоставляет возможность переключать контейнеризацию между Linux и Windows версией.

В режиме Windows контейнеризации вы можете запускать только Windows приложения.
Замечу, что на май 2018 года в официальном Docker Hub существует всего 13 образов для Windows.

После включения Windows контейнеризации не забудьте добавить внешнюю сеть.

В конфигурационном файле docker-compose.yml это выглядит так:

networks:
  default:
    external:
      name: nat

Особенности монтирования папок

На примонтированных volume-ах не кидаются события файловой системы, поэтому inotify-tools не работает.
Спасибо пользователю eee

Если вы разрабатываете свой проект и пользуетесь docker-compose вне домашней папки то вам нужно будет проделать некоторые манипуляции.

Используя Docker for Windows для монтирования нового диска у вашего локального пользователя обязательно должен стоять пароль, который будет использоваться для доступа к shared папки.

Особенность заключается в том, что монтируемые внутрь контейнера диск будет монтироваться как от удаленной машины //10.0.75.1/DISK_DRIVE по протоколу SMB.

Для Docker Toolbox диски монтируются в самом VirtualBox на вкладке «Общие папки»
Пример для диска «D»:

Права доступа к монтируемым файлам и папкам

Как бы вам не хотелось, но для всех примонтированных из хост-машины файлов и папок будут стоять права 755 (rwx r-x r-x) и поменять их вы не сможете.

Остро встает вопрос при монтировании внутрь файла закрытого SSH ключа, права на который должны быть только у владельца(например 600).

В данном случае либо генерируют ключ при создании образа, либо прокидывают сокет ssh-agent с хост-машины.

Монтирование с хост-машины или volume

Монтирование внутрь контейнера происходит с использованием сети и протокола SMB, следовательно, внутри контейнера диск «D:\» будет примонтирован из источника //10.0.75.1/D
Использование volume внутри контейнера отображается как монтирование локального диска /dev/sda1, что влияет на скорость работы.

Простым тестом копирование файла на обычном HDD скорость работы получилась следующая:

Такая разница в скорости скорее всего связана с тем, что в volume данные сбрасываются на диск постепенно, задействуя кеш в ОЗУ.

Особенности разметки диска GPT и MBR

Данный пункт не является истинной так как опровергающей или подтверждающей информации в интернете найти не смог.

Если на хост-машине таблица разделов MBR, то контейнер с MySQL/MariaDB может упасть с ошибкой:

InnoDB: File ./ib_logfile101: ‘aio write’ returned OS error 122. Cannot continue operation

По умолчанию в базе данных включеён параметр innodb_use_native_aio, отвечающий за асинхронный ввод/вывод и его надо будет выключить.

Данная проблема также встречается на некоторых версиях MacOS.

Docker Toobox to Windows

Главное правило: начинать работу с запуска ярлыка на рабочем столе «Docker Quickstart Terminal», это решает 80% проблем.

— Бывает возникают проблемы с отсутствия переменных окружения, решается командой:

eval $(docker-machine env default)

— Если все же возникают проблемы из разряда «docker: error during connect», необходимо выполнить:

docker-machine env --shell cmd default 
@FOR /f "tokens=*" %i IN ('docker-machine env --shell cmd default') DO @%i

Название Docker Machine по умолчанию default.

Docker Swarm

Ни в Docker for Mac, ни в Docker for Windows — нет возможности использовать запущенные демоны в качестве клиентов кластера (swarm members).
Спасибо пользователю stychos

Проблемы с кодировкой

Используя Docker Toolbox(на Docker for Windows не удалось воспроизвести) нашлась проблема с тем, что русские комментарии в docker-compose.yml файле приводили к ошибке:

Traceback (most recent call last):
  File "docker-compose", line 6, in <module>
  File "compose\cli\main.py", line 71, in main
  File "compose\cli\main.py", line 124, in perform_command
  File "compose\cli\command.py", line 41, in project_from_options
  File "compose\cli\command.py", line 109, in get_project
  File "compose\config\config.py", line 283, in find
  File "compose\config\config.py", line 283, in <listcomp>
  File "compose\config\config.py", line 183, in from_filename
  File "compose\config\config.py", line 1434, in load_yaml
  File "site-packages\yaml\__init__.py", line 94, in safe_load
  File "site-packages\yaml\__init__.py", line 70, in load
  File "site-packages\yaml\loader.py", line 24, in __init__
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 85, in __init__
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 124, in determine_encoding
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 178, in update_raw
  File "c:\projects\compose\venv\lib\encodings\cp1251.py", line 23, in decode
UnicodeDecodeError: 'charmap' codec can't decode byte 0x98 in position 1702: character maps to <undefined>
[4176] Failed to execute script docker-compose

Полезные ссылки

Docker Toolbox on Windows
Docker for Windows
Практическое руководство по Docker

Заключение

Особенности работы с Docker контейнеризацией на системе Windows не отличается от работы на Linux за исключение разобранных выше.

В статье я умышленно не упомянул заметно низкую скорость работы контейнеров и overhead используя систему Windows как само собой разумеющееся.

Буду рад услышать ваши отзывы. Не стесняйтесь предлагать улучшения или указывать на мои ошибки.

Какой версией Docker вы пользуетесь?

Проголосовал 271 пользователь.

Воздержался 191 пользователь.

If you’re looking for simple and painless software deployment, Docker is the right tool for you. It is the best containerization platform and in this blog on Docker for Windows we’ll specifically focus on how Docker works on Windows.

To get in-depth knowledge on Docker, you can enroll for live DevOps Certification Training by Edureka with 24/7 support and lifetime access.

I’ll be covering the following topics in this blog:

1. Why use Docker For Windows?
2. Docker for Windows prerequisites 
3. Components installed with Docker 
4. What is Docker?
5. Docker Terminologies
6. Hands-On

Why use Docker for Windows?

Why use Docker for Windows – Docker for Windows

• Avoids the work on my machine but doesn’t work on production problem: This problem occurs due to the inconsistent environment throughout the software development workflow. With Docker you can run an application within a container which contains all the dependencies of the application and the container can be run throughout the software development cycle. This practice provides a consistent environment throughout the software development life cycle
• Improves productivity: By installing Docker on windows we’re running Docker natively. If you’ve been following Docker for a while, you know that Docker containers originally supported only Linux operating systems. But thanks to the recent release, Docker can now natively run on windows, which means that Linux support is not needed, instead the  Docker container will run on the windows kernel itself
• Supports native networking: Not only the Docker container, the entire Docker tool set is now compatible with windows. This includes the Docker CLI (client), Docker compose, data volumes and all the other building blocks for Dockerizied infrastructure are now compatible with windows. But how is this advantageous? Since all the Docker components are locally compatible with windows, they can now run with minimal computational overhead.

  You can get a better understanding with this Online Docker Training Course.

Docker For Windows Prerequisites

Docker for Windows – Prerequisites

The following requirements need to be met before installing Docker on windows:

1. Check if you’re using Windows 10, either pro edition or enterprise edition, 64-bit system. Docker will not run on any other windows version. So if you’re running on an older windows version, you can install the Docker toolbox instead. 
2. Docker for windows requires a Type-1 hypervisor and in the case of windows, it’s called the Hyper-V. Hyper-V is basically a lightweight virtualization solution build on top of the hypervisor framework. So you don’t need a virtual box, you just have to enable the hypervisor.
3. And also you need to enable the virtualization in BIOS. Now when you install Docker for windows, by default of this is enabled. But in case you’re facing any issue during installation, please check if your Hyper-V and virtualization is enabled.

Components Installed With Docker

Components installed with Docker – Docker for Windows

1. Docker Engine: When we say Docker, we actually mean Docker engine. The Docker engine contains the Docker daemon, REST API for interacting with the Docker daemon and a command line interface client that communicates with the daemon. Docker daemon accepts Docker commands such as Docker run, Docker build, etc, from the Docker client.
2. Docker Compose: Docker compose is used to run multiple Docker containers at once by using a single command, which is docker-compose up.
3. Docker Machine: Docker machine is used to install Docker engine. It is basically what you install on your local system. The Docker machine has it’s own CLI client known as the Docker machine and a Docker engine client called Docker.
4. Kitematic: Kitematic is an open source project built to simplify the use of Docker on Windows. It helps to automate the installation of Docker and it provides a very interactive user interface for running Docker containers.

If you want to learn more about Docker for Windows, check out this video by our DevOps experts.

What Is Docker?

Docker is a containerization platform that runs applications within containers called Docker containers. Docker containers are light weighted when compared to virtual machines. When you install a Virtual machine on your system, it uses the guest operating system on top of your host operating system.  This obviously takes up a lot of resources like disk space, RAM, etc. On the other hand, Docker containers make use of the host operating system itself.

What is Docker – Docker for Windows

In the above image, you can see that, there’s a host operating system on top of which the Docker engine is mounted. The Docker engine runs container #1 and container #2. Both of these containers have different applications and each application has its own libraries and packages installed within the container.

I hope you have a good idea about what Docker is if you still have doubts check out this blog to learn more!

Let’s discuss some Docker terminologies now:

• Docker Images

Docker images are read-only templates to build Docker images. Docker images are created from a file called Dockerfile. Within the Dockerfile, you define all the dependencies and packages that are needed by your application.

• Docker Containers

Every time you run a Docker image, it runs as a Docker container. Therefore, a Docker container is the run time instance of a Docker image.

• Docker’s Registry

Docker’s registry, known as DockerHub is used to store Docker images. These images can be pulled from the remote server and can be run locally. DockerHub allows you to have Public/Private repositories.

• Docker Swarm

Docker swarm is a technique to create and maintain a cluster of Docker engines. A cluster of Docker engines comprises of multiple Docker engines connected to each other, forming a network. This network of Docker engines is called a Docker swarm. A Docker manager initiates the whole swarm and the other Docker nodes have services running on them. The main goal of the Docker manager is to make sure that the applications or services are running effectively on these Docker nodes.

• Docker Compose

Docker compose is used to run multiple containers at once. Let’s say that you have 3 applications in 3 different containers and you want to execute them at once. This is where Docker compose comes in, you can run multiple applications in different containers at once, with a single command, which is docker-compose up.

Hands-On

We’ll begin our demo by installing Docker for windows. But before we do that, check if you’ve met the prerequisites.

One more thing to note is since Docker for Windows requires Microsoft’s Hyper-V and once it’s enabled, VirtualBox will no longer be able to run virtual machines. So you can’t run Docker for Windows and a VirtualBox on the same system, side by side.

Install Docker On Windows:

1. Download Docker for Windows installer from the official website
2. Double-click on the installer to run it
3. Go through the Install Wizard, accept the license and proceed with the install
4. After installation, open the Docker for Windows app and wait till the whale icon on the status bar becomes stable
5. Open up any terminal like Windows PowerShell and start running Docker

Installation – Docker for Windows

Enough of theory, let’s get our hands dirty and create a simple Python web application by using Docker Compose. This application uses the Flask framework and maintains a hit counter on Redis.

Flask is a web development framework, written in Python and Redis is an in-memory storage component, used as a database. You don’t have to install Python or Redis, we’re simply going to use Docker images for Python and Redis.

In this demo we’re going to use Docker compose to run two services, namely:

1. Web service
2. Redis service.

What does the application do? It maintains a hit counter every time you access a web page. So each time you access the website the hit counter gets incremented. It’s simple logic, just increment the value of the hit counter when the web page is accessed.

For this demo, you’ll need to create four files:

1. Python file
2. Requirements.txt
3. Dockerfile
4. Docker compose file

Below is the Python file (webapp.py) that creates an application by using the Flask framework and it maintains a hit counter on Redis. 

import time
import redis
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
cache = redis.Redis(host='redis', port=6379)
def get_hit_count():
retries = 5
while True:
try:
return cache.incr('hits')
except redis.exceptions.ConnectionError as exc:
if retries == 0:
raise exc
retries -= 1
time.sleep(0.5)
@app.route('/')
def hello():
count = get_hit_count()
return 'Hello World! I have been seen {} times.
'.format(count)
if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", debug=True)

The requirements.txt file has the name of the two dependencies, i.e. Flask and Redis that we’ll be installing in the Dockerfile.

flask
redis

The Dockerfile is used to create Docker images. Here, I’m installing python and the requirements mentioned in the requirements.txt file.

 
FROM python:3.4-alpine 
ADD . /code 
WORKDIR /code 
RUN pip install -r requirements.txt 
CMD ["python", "webapp.py"] 

The Docker compose file or the YAML file contains two services:

1. Web service: Builds the Dockerfile in the current directory
2. Redis service: Pulls a Redis image from DockerHub

version: '3'
services:
web:
build: .
ports:
- "5000:5000"
redis:
image: "redis:alpine"

You can now run these two services or containers by using the following command:

docker-compose up

To view the output you can use Kitematic. To open Kitematic, right click on the whale icon on the status bar.

Kitematic – Docker for Windows

On the top left-hand corner, you can see the two services running. 

Kitematic – Docker for Windows

This is what the output looks like. When you refresh the page, the hit count gets incremented.  

Output – Docker for Windows

With this, we come to the end of this blog. I hope you have a better understanding of how Docker works on Windows. Stay tuned for more blogs on the most trending technologies.

If you found this Docker for Windows blog relevant, check out the DevOps training by Edureka, a trusted online learning company with a network of more than 450,000 satisfied learners spread across the globe. The Edureka DevOps Certification Training course helps learners gain expertise in various DevOps processes and tools such as Puppet, Jenkins, Docker, Nagios, Ansible, and GIT for automating multiple steps in SDLC.