Tìm hiểu về Docker, các ưu điểm và kiến trúc của Docker

Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu về Docker. Một nền tảng giúp cho bạn đóng gói, triển khai và chạy các ứng dụng phân tán một cách dễ dàng.

Docker là gì ?

Docker là nền tảng cung cấp cho các công cụ, service để các developers, adminsystems có thể phát triển, thực thi, chạy các ứng dụng với containers. Hay nói một cách khác nó là một nền t ảng để cung cấp cách để building, deploy và run các ứng dụng một cách dễ dàng trên nền tảng ảo hóa - "Build once, run anywhere". Hay  nói một cách dễ hiểu như sau: Khi chúng ta muốn chạy app thì chúng ta phải thiết lập môi trường chạy cho nó. Thay vì chúng ta sẽ đi cài môi trường chạy cho nó thì chúng ta sẽ chạy docker.
Ứng dụng Docker chạy trong vùng chứa (container) có thể được sử dụng trên bất kỳ hệ thống nào: máy tính xách tay của nhà phát triển, hệ thống trên cơ sở hoặc trong hệ thống đám mây. Và là một công cụ tạo môi trường được "đóng gói" (còn gọi là Container) trên máy tính mà không làm tác động tới môi trường hiện tại của máy, môi trường trong Docker sẽ chạy độc lập.
Docker có thể làm việc trên nhiều nền tảng như Linux, Microsoft Windows và macOS.

Containerization là gì ?

Containerization là một kỹ thuật trong đó virtualization được đưa containerization lên mức hệ điều hành. Trong containerization, ta virtualization tài nguyên hệ điều hành, sẽ hiệu quả hơn vì không có hệ điều hành khách nào tiêu thụ tài nguyên máy chủ, vì container chỉ sử dụng hệ điều hành của máy chủ và chỉ chia sẻ thư viện & tài nguyên có liên quan khi được yêu cầu. Các nhị phân và thư viện cần thiết của container chạy trên kernel host dẫn đến việc xử lý và thực thi nhanh hơn.

Container là gì ?

Container không giống như VMs, Container không cung cấp sự ảo hóa về phần cứng. Một Container cung cấp ảo hóa ở cấp hệ điều hành bằng một khái niệm trừu tượng là “user space”. Sự khác nhau lớn nhất của Container và VMs là Container có thể chia sẻ host system’s kernel với các container khác. Cùng xem mô hình bên dưới để hiểu rõ hơn về Container.

Dựa vào sơ đồ bên trên. Các bạn có thể thấy các gói container chỉ là một user space bao gồm ứng dụng, system binaries và libraries mà không cần guest OS hoặc ảo hóa phần cứng như VMs. Đây là cái mà làm cho các container nhẹ hơn (lightweight). Các container sẽ chạy trên công nghệ cụ thể ở đây là Docker Engine.
Ưu điểm:

• Các container nhỏ và nhẹ hơn vì chúng có chung nhân hệ điều hành.
• Không mất nhiều thời gian để khởi động (trong một vài giây).
• Hiệu suất cao với việc sử dụng tài nguyên thấp hơn

Tại sao nên dùng Docker ?

• Tiện lợi: Bình thường khi cần chạy ứng dụng chúng ta cần cài đầy đủ môi trường trên máy tính, chưa kể có sự xung đột, sự cố xảy ra với các ứng dụng. Thế là mất thời gian, mệt mỏi với nhưng thao tác phụ mà chưa tập trung được vào việc chính. Nhưng với docker mọi thứ đơn gian hơn nhiều, chỉ vài dòng lệnh thôi, bạn sẽ có thể nhanh chóng tạo được môi trường ảo hóa chứa đầy đủ những cài đặt cần thiết cho project rồi.
• Dễ dàng sử dụng: Docker rất dễ cho mọi người sử dụng từ developers, systems admins, architects…v…v.. nó tận dụng lợi thế của container để build, test nhanh chóng. Có thể đóng gói ứng dụng trên laptop của họ và chạy trên public cloud, private cloud..v.v… "Build once, run anywhere".
• Tốc độ: Docker container rất nhẹ và nhanh, bạn có thể tạo và chạy docker container trong vài giây so sánh với VMs thì mỗi lần chạy VMs cần rất nhiều thời gian khởi động.
• Khả năng di động: môi trường develop được dựng lên bằng docker có thể chuyển từ người này sang người khác mà không làm thay đổi cấu hình ở trong.
• Chia sẻ: DockerHub là một “app store for docker images”. Trên DockerHub có hàng ngàn public images được tạo bởi cộng đồng. Dễ dàng tìm thấy những image mà bạn cần và chỉ cần pull về và sử dụng với một số sửa đổi nhỏ.
• Môi trường chạy và khả năng mở rộng: Bạn có thể chia nhỏ những chức năng của ứng dụng thành các container riêng lẻ. Ví dụng Database chạy trên một container và Redis cache có thể chạy trên một container khác trong khi ứng dụng Node.js lại chạy trên một cái khác nữa. Với Docker, rất dễ để liên kết các container với nhau để tạo thành một ứng dụng, làm cho nó dễ dàng scale, update các thành phần độc lập với nhau.

Khi nào sử dụng Docker?

• Khi bạn cần triển khai kiến trúc Mircoservices.
• Khi ứng dụng bạn cần scale một cách linh hoạt.
• Khi bạn cần build 1 lần và chạy ở nhiều máy khác nhau mà không cần quan tâm đến config.
• Khi bạn cần một cách tiếp cận mới về building, shipping, running ứng dụng một cách nhanh chóng dễ dàng.

Kiến trúc của Docker

Docker Daemon: lắng nghe các yêu cầu từ Docker Client để quản lý các đối tượng như Container, Image, Network và Volumes. Các Docker Daemon cũng giao tiếp với nhau để quản lý các Docker Service.
Docker Client: là một công cụ giúp người dùng giao tiếp với Docker host. Khi người dùng gõ lệnh docker run imageABC tức là người dùng sử dụng CLI và gửi request đến dockerd thông qua api, và sau đó Docker daemon sẽ xử lý tiếp. Docker client có thể giao tiếp và gửi request đến nhiều Docker daemon.
Docker Registry (Docker Hub): là một kho chứa các image được publish bởi cộng đồng Docker. Nó giống như GitHub và bạn có thể tìm những image cần thiết và pull về sử dụng.
Docker object: chính là các đối tượng mà ta thường xuyên gặp khi sử dụng Docker. Gồm có Images và Containers .
Images: hiểu nôm na là một khuôn mẫu để tạo một container. Thường thì image sẽ base trên 1 image khác với những tùy chỉnh thêm. ví dụ bạn build 1 image dựa trên image ubuntu để chạy Apache web service và ứng dụng của bạn và những tùy chỉnh, cấu hình để ứng dụng của bạn có thể chạy được. Bạn có thể tự build một image riêng cho mình hoặc sử dụng những image được publish từ cộng đồng Docker Hub. Một image sẽ được build dựa trên những chỉ dẫn của Dockerfile.
Containers: là một instance của một image. Bạn có thể create, start, stop, move or delete container dựa trên Docker API hoặc Docker CLI.

Sự khác biệt giữa Docker Images và Docker Containers

• Docker Images: Là một template chỉ cho phép đọc, ví dụ một image có thể chứa hệ điều hành Ubuntu và web app. Images được dùng để tạo Docker container. Docker cho phép chúng ta build và cập nhật các image có sẵn một cách cơ bản nhất, hoặc bạn có thể download Docker images của người khác.
• Docker Containers: Docker container có nét giống với các directory. Một Docker container giữ mọi thứ chúng ta cần để chạy một app. Mỗi container được tạo từ Docker image. Docker container có thể có các trạng thái run, started, stopped, moved và deleted.

Quy trình thực thi của một hệ thống sử dụng Docker

Như trong hình, một hệ thống Docker được thực thi với 3 bước chính:

• Build: Đầu tiên tạo một dockerfile, trong dockerfile này chính là code của chúng ta. Dockerfile này sẽ được Build tại một máy tính đã cài đặt Docker Engine. Sau khi build ta sẽ có được Container, trong Container này chứa ứng dụng kèm bộ thư viện của chúng ta.
• Push: Sau khi có được Container, chúng ta thực hiện push Container này lên cloud và lưu tại đó.
• Pull, Run: Nếu một máy tính khác muốn sử dụng Container chúng ta thì bắt buộc máy phải thực hiện việc Pull container này về máy, tất nhiên máy này cũng phải cài Docker Engine. Sau đó thực hiện Run Container này.

Cài đặt Docker

 Để cài đặt để bắt đầu tìm hiểu về Docker các bạn có thể tải và tham khảo thêm tại trang chủ.

Tags: docker là gì, tìm hiểu docker, kiến trúc docker, docker để làm gì, docker cơ bản