آموزش داکر Docker رایگان از صفر تا صد و به زبان ساده فرادرس مجله‌

استفاده از داکر در محیط‌های تولید با چالش‌هایی همراه است که نیازمند دقت و دانش تخصصی بیشتری است. یکی از مهم‌ترین نکات، مدیریت مناسب حجم‌ها و داده‌های دائمی است که باید به شکلی امن و بهینه پیکربندی شوند. همچنین، نظارت بر سلامت کانتینرها و به‌روزرسانی منظم آن‌ها در محیط‌های تولیدی ضروری است تا از هرگونه نقص امنیتی یا عملکردی جلوگیری شود. برای این کار، ابزارهایی مانند Docker Swarm یا Kubernetes می‌توانند به بهبود عملکرد و امنیت در محیط‌های تولید کمک کنند. تصور کنید یک شرکت ارائه‌دهنده خدمات پخش زنده ویدیو قصد دارد پلتفرمی را در یک زیرساخت ابری راه‌اندازی کند. این پلتفرم شامل اجزای متعددی مانند پردازش ویدئو، توزیع محتوا، پایگاه داده و سرویس پیشنهاد محتوا است.

علاوه بر آن، می‌توان یک گروه داکر (Docker Group) ایجاد کرد تا بلاخره بتوان از شر این مشکل خلاص شد. پس از آنکه با Docker Compose برای مدیریت چند کانتینر آشنا شدید، Kubernetes می‌تواند قدم بعدی باشد. Kubernetes به عنوان یک ابزار ارکستراسیون قدرتمند، امکان خودکارسازی مدیریت، مقیاس‌پذیری و بازیابی از خرابی‌ها را فراهم می‌کند. با Kubernetes می‌توانید تعداد کانتینرها را به صورت پویا افزایش یا کاهش دهید و بر اساس نیازهای برنامه‌تان منابع را تخصیص دهید. این ابزار به‌خصوص برای پروژه‌هایی که نیاز به استقرار کانتینرها در مقیاس وسیع دارند، بسیار مفید است.

علاوه بر این، کانتینرهای Docker را می‌توان به راحتی بین محیط‌های مختلف همچون محیط‌های سازمانی یا سرورهای ابری جابجا کرد و اجرا نمود. این ویژگی باعث می‌شود فرآیند توسعه، تست و استقرار نرم‌افزارها بسیار ساده‌تر شود. یکی دیگر از عوامل مهمی که باعث شده است، کانتینرها مورد توجه سازمان‌ها قرار بگیرد سرعت بالای آن‌ها در مقایسه با ماشین‌های مجازی است که باعث افزایش بهره‌وری توسعه‌دهندگان می‌شود. با استفاده از داکر می‌توان به راحتی تعداد کانتینرهای در حال اجرا را افزایش یا کاهش داد تا هماهنگ با بارهای کاری شوند. در نهایت، باید به این نکته اشاره داشته باشیم که داکر ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت کانتینرها ارائه می‌دهد تا فرآیند ساخت، اجرا، متوقف‌سازی، شروع مجدد و حذف به سادگی انجام شود. کانتینر را باید جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه‌تر نسبت به ماشین‌های مجازی توصیف کرد که تمامی مولفه‌های مورد نیاز برای اجرای یک برنامه را در خود جای می‌دهد.

طبیعت قابل حمل و حجم پایین داکر نیز مدیریت حجم‌های کاری، تنظیم مقیاس یا تخریب اپلیکیشن‌ها و خدمات را در صورت ایجاب نیاز یک کسب و کار به فرآیندی سهل و آسان بدل کرده است. به طوری که به واسطه فناوری Docker می‌توان عملیات و تغییرات لازم را به صورت لحظه‌ای و آنی پیاده‌سازی کرد. داکر با زبان برنامه نویسی Go نوشته و در آن ویژگی‌های بسیاری از کرنل لینوکس به کار گرفته شده است. داکر از فناوری به نام «Namespaces» برای ارائه فضای کاری ایزوله شده‌ای به نام Container بهره می‌برد. زمانی که Container را با ماشین مجازی مقایسه می‌کنیم یعنی با یک شبیه ساز طرف حساب هستیم. اما دقیقا چه چیزی را شبیه سازی می‌کنیم؟ برای درک بهتر موضوع بهتر است از یک مثال استفاده کنیم.

این ابزار با قابلیت‌های خود توانسته تحولی بزرگ در دنیای فناوری ایجاد کند. این پلتفرم نوآورانه به شما امکان می‌دهد تا اپلیکیشن‌ها را به‌طور جداگانه و در محیط‌های ایزوله اجرا کنید. در کدهای فوق دو Container (یکی مربوط به اپلیکیشن و دیگری برای پایگاه داده) تعریف می‌شود. پورت ۸۰ مربوط به سرور اپلیکیشن به عنوان پورت ۸۰۰۰ در معرض میزبان قرار می‌گیرد. برای ایجاد هر دو سرویس باید از دستور «docker-compose up -d» شامل شبکه و Volume استفاده شود. استفاده از Docker Compose به کاربر اجازه می‌دهد تعاریف Containerهای قابل استفاده مجددی بنویسد که می‌توان آن‌ها را با دیگران به اشتراک گذاشت.

به طور کلی‌تر، اشکال دیگری از کلاینت هم می‌تواند وجود داشته باشد؛ مثلاً Kitematic که یک رابط کاربری گرافیکی (GUI) را برای کاربران فراهم می‌سازد. اما این ایزوله‌سازی در ماشین‌های مجازی هزینه گزافی را در پی دارد؛ زیرا محاسباتی که صرف مجازی سازی سخت افزار برای استفاده یک سیستم عامل مهمان می‌شوند، سربار بسیار قابل توجهی به همراه خواهند داشت. برای این منظور، داکر از قابلیتی به نام حجم‌ها (Volumes) استفاده می‌کند که به شما اجازه می‌دهد داده‌های دائمی را بین کانتینرها به اشتراک بگذارید. حجم‌ها انواع مختلفی دارند؛ از حجم‌های معمولی گرفته تا حجم‌های bind و tmpfs که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. برای مثال، استفاده از حجم‌های معمولی باعث می‌شود داده‌های اپلیکیشن شما حتی در صورت توقف یا حذف کانتینرها نیز از بین نروند و به این ترتیب می‌توانید از داده‌های مهم خود محافظت کنید. استفاده از حجم‌ها یکی از بهترین روش‌ها برای اطمینان از ماندگاری و اشتراک‌گذاری داده‌ها در محیط‌های کانتینری است.

همچنین داکر با ادغام با ابزارهایی مانند Kubernetes به خودکارسازی و مقیاس‌پذیری کمک کرده و به یکی از ستون‌های اصلی گردش کارهای مدرن DevOps تبدیل شده است. با استفاده از Kubernetes، می‌توانید کانتینرهای خود را به صورت خودکار مدیریت کرده، تعداد آن‌ها را بر اساس نیاز افزایش یا کاهش دهید و به سادگی منابع را توزیع کنید. علاوه بر AWS، پلتفرم‌های ابری دیگری مانند Microsoft Azure و Google Cloud Platform (GCP) نیز پشتیبانی عالی از Docker دارند. این پلتفرم‌ها ابزارهایی را برای استقرار و مدیریت کانتینرها در مقیاس بزرگ ارائه می‌دهند که باعث می‌شود بتوانید به سادگی کانتینرهای خود را در هر محیط ابری اجرا کنید. این آموزش داکر از صفر تا صد به شما کمک می‌کند تا به راحتی این ابزار را روی سیستم خود نصب کرده و از آن استفاده کنید.

برای انتشار، تنها باید دستور زیر را وارد کرد و باید به یاد داشت که نام برچسب ایمیج مربوطه نیز باید با نام ایمیج سفارشی خود جایگزین شود. بسیار اهمیت دارد که قالب «yourusername/image_name» حفظ شود تا محل انتشار برای کلاینت مشخص باشد. همان‌طور که در بالا ملاحظه می‌شود، در هنگام حذف کانتینرها، شناسه‌های آن‌ها در خروجی بازتاب داده می‌شوند. حال در ادامه به شرح مفهوم رایج دیگری در داکر به نام «ایمیج» (Image) یا «ایمیج کانتینر» (Container Image) پرداخته شده است. در این بخش از مقاله «Docker چیست» برخی از ویژگی‌های داکر فهرست شده‌اند.

Docker Engine به عنوان یک اپلیکیشن کلاینت-سرور عمل می‌کند که دارای سروری با یک پردازه Daemon دائم الاجرا است. این APIها رابط‌هایی را تعیین می‌کنند که برنامه‌ها می‌توانند از آن‌ها برای ارتباط با Docker Daemon و دستور دادن به آن استفاده کنند. لازم است به این مسئله توجه شود که بسته به اینکه داکر چگونه روی سیستم نصب شده ، ممکن است یک خطای عدم صدور مجوز (Permission Denied) پس از اجرای دستور فوق صادر شود. در صورتی که از سیستم عامل مک OS استفاده می‌شود، باید اطمینان یافت که موتور داکر یا همان Docker Engine در حال اجرا باشد. در صورت استفاده از لینوکس و مشاهده این خطا، باید قبل از دستور فوق از کلمه کلیدی «Sudo» استفاده کرد.

این سیستم عامل مهمان روی سخت افزار مجازی به وسیله سیستم عامل میزبان در سرور اجرا می‌شود. ماشین‌های مجازی در فراهم کردن جداسازی (تفکیک | ایزوله‌سازی) پردازش برای اپلیکیشن‌ها عملکرد بسیار خوبی دارند. با استفاده از ماشین‌های مجازی احتمال بسیار اندکی وجود دارد که بروز یک مشکل در سیستم عامل میزبان منجر به تحت تاثیر قرار گرفتن نرم افزار در حال اجرا روی سیستم عامل مهمان شود. داکر ابزاری برای کانتینرسازی (Containerization) است، اما زمانی که نیاز به مدیریت تعداد زیادی از کانتینرها به وجود می‌آید، Kubernetes به عنوان یک ابزار ارکستراسیون قدرتمند وارد صحنه می‌شود. Kubernetes امکان مقیاس‌پذیری، خودکارسازی و مدیریت پیچیده کانتینرها را فراهم می‌کند.

حتی در صورتی که افراد هیچ تجربه قبلی با استقرار نرم افزار به این شیوه نداشته باشند، تمام نیازمندی‌ها برای شروع کار با داکر در این مقاله آموزشی تامین شده‌اند. از این مقاله می‌توان به عنوان نقطه شروعی برای آموزش پیشرفته داکر استفاده کرد. Docker به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد. به عنوان مثال، در توسعه نرم‌افزار، Docker به تیم‌های توسعه کمک می‌کند تا محیط‌های توسعه و تست مشابهی را ایجاد کنند و مشکلات ناشی از ناسازگاری محیط‌ها را کاهش دهند. همچنین، در محیط‌های تولید، Docker به شما این امکان را می‌دهد تا اپلیکیشن‌ها را به سرعت و به صورت مقیاس‌پذیر اجرا کنید.

استفاده از داکر در فرایند توسعه نرم‌افزار مزایای بسیاری برای توسعه‌دهندگان دارد. از جمله این مزایا می‌توان به یکنواختی محیط‌های توسعه، تست و تولید اشاره کرد. داکر تضمین می‌کند که محیط اجرا در هر مرحله یکسان باشد و این امر مانع از بروز مشکلات ناشی از تفاوت نسخه‌ها و تنظیمات محیطی می‌شود. همچنین، داکر به تیم‌های توسعه کمک می‌کند که با استفاده از کانتینرها به سرعت اپلیکیشن‌ها را تست و مستقر کنند و بدین ترتیب فرایند انتشار نسخه‌های جدید را بهبود بخشند. در محاسبات ابری داکر امکان اجرای نرم‌افزارها را در زیرساخت‌های ابری مانند AWS، Google Cloud یا Azure فراهم می‌کند. با استفاده از کانتینرهای داکر، می‌توان سرویس‌ها را به‌صورت مقیاس‌پذیر مدیریت کرد.

این کار در صورتی انجام می‌شود که نیاز به یک محل ذخیره خصوصی وجود داشته باشد. همچنین، بسیاری از سرویس‌های شخص ثالث، بایگانی‌هایی به عنوان جایگزین Docker Hub ارائه می‌دهند. ادامه این بخش از مقاله «Docker چیست» به مدیریت Containerها در خط فرمان Docker اختصاص دارد. در ادامه مقاله «داکر چیست» به آموزش شروع به کار با داکر در ویندوز و لینوکس پرداخته شده است. کانتینرها (نگهدارنده‌ها) قابلیت‌های هسته سیستم عامل را برای فراهم کردن محیط‌هایی به کار می‌بندند که تا اندازه‌ای مجازی‌سازی شده‌اند.

بنابراین، با ترکیب این دو فناوری می‌توانید مدیریت بهتری روی تولید و اجرای برنامه‌هایتان داشته باشید. در جدول زیر، ویژگی‌های داکر و ماشین مجازی را برای شناخت بیشتر مقایسه کرده‌ایم. کانیتنر در داکر مثل یک چمدان جادویی است که هرآن چیزی که برای ساخت برنامه به آن نیاز دارید، در هر کجا دراختیارتان قرار می‌دهد. در این مقاله، به دنیای کانتینرها سفر می‌کنیم و با داکر، ابزار قدرتمند برای مدیریت کانتینرها، آشنا می‌شویم. اگر دنبال راهی برای ساده‌ و سریع کردن توسعه و استقرار نرم‌افزار خود هستید، خواندن این مقاله کمکتان می‌کند.

ابتدا بهتر است کار استقرار روی سرور را با یک سایت ایستای ساده شروع کرد. محاسبات ابری (Cloud Computing) به سازمان‌ها امکان می‌دهد که نرم‌افزارهای خود را در محیط‌هایی مقیاس‌پذیر، منعطف و کم‌هزینه اجرا کنند. در این میان، داکر به‌عنوان ابزاری قدرتمند، فرآیند استقرار و مدیریت نرم‌افزارها را ساده‌تر و کارآمدتر کرده است. داکر با ایجاد کانتینرهای سبک و ایزوله، به تیم‌های توسعه و عملیات کمک می‌کند که نرم‌افزارها را بدون نگرانی از ناسازگاری محیط‌ها، در هر زیرساخت ابری (مانند AWS، Google Cloud یا Azure) اجرا کنند. این ویژگی به‌ویژه در معماری‌های میکروسرویس و پروژه‌هایی با نیاز به مقیاس‌پذیری بالا، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

این جعبه، از کد برنامه، ابزارهای مورد نیاز برای اجرا، کتابخانه‌های سیستمی و تنظیمات لازم برخوردار است. به‌جای اجرای سیستم‌عامل کامل در هر واحد، کانتینرها از کرنل سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌کنند. این روش باعث می‌شود اجرای هر کانتینر سریع‌تر باشد و منابع کمتری مصرف شود. برای یادگیری پایتون می‌توان از دوره‌های آموزشی مختلفی استفاده کرد که در مجموعه آموزش پایتون فرادرس ارائه شده‌اند. برای مثال، جنگو یکی از چارچوب‌های محبوب توسعه وب به حساب می‌آید که دوره آموزشی آن در مجموعه آموزش پایتون قابل دسترسی است.

با‌این‌حال، در‌مقایسه‌با رویکرد مجازی‌سازی سرور یا ماشین، کانتینرها حاوی تصویر سیستم‌عامل (OS image) نیستند. این موضوع باعث می‌شود تا کانتینرها کم‌حجم‌تر شوند و علاوه‌بر انتقال ساده‌تر، هزینه‌های سربار کمتری نیز داشته باشند. همان‌طور که در بخش پیش نیازهای آموزش داکر در این مقاله اشاره شد، آشنایی با گیت نیز برای استفاده از این آموزش می‌تواند مفید واقع شود. برای یادگیری سیستم کنترل نسخه Git می‌توان از دوره آموزش گیت فرادرس استفاده کرد. یک دوره مقدماتی رایگان گیت با تدریس جادی هم در سایت فرادرس ارائه شده است که گذراندن آن پیش از شروع دوره تکمیلی پیشنهاد می‌شود.

البته اجرای این فرآیند به خاطر استفاده از پکیج ها، کتابخانه‌ها و دیگر کامپونتت‌های نرم افزاری می‌تواند پیچیده شود. یکی دیگر از معایب داکر، این است که در محیط‌های بزرگ، مدیریت تعداد زیادی کانتینر ممکن است پیچیده و دشوار باشد. همچنین، نیاز به نگهداری و به‌روزرسانی مداوم کانتینرها می‌تواند زمان و منابع بیشتری را به خود اختصاص دهد. ایزوله‌سازی در داکر به این معناست که هر برنامه در یک محیط جداگانه با منابع مختص به خود اجرا می‌شود. این ایزوله‌سازی باعث می‌شود تا برنامه‌ها به صورت مستقل از یکدیگر عمل کنند و تداخل نداشته باشند.

داکر یک پلتفرم متن باز برای ساخت ، انتقال و اجرا اپلیکیشن‌های توزیع شده با استفاده از معرفی مفهوم Container ها می‌باشد. بنابراین توسعه دهندگان توسط داکر و مفهومContainerها می‌توانند بستری را برای اجرا ، تست و توسعه برنامه‌ها و در نهایت انتشار آن در اختیار داشته باشند. Docker container یک تصویر آماده اجرا (runtime instance of an image) است. هرآنچه برای اجرای برنامه لازم است، در این فایل گنجانده شده تا به‌صورت مستقل و بدون تداخل با برنامه‌های دیگر، قابل اجرا باشد. برای استقرار چنین پروژه‌ای روی یک سرور واقعی، تنها لازم است داکر نصب را نصب و دستور بالا را اجرا کرد. پیش‌تر در این مقاله توضیحات لازم به طور جامع پیرامون چیستی کانتینرها ارائه شده‌اند.

این موجودیت‌ها از ایمیج‌های داکر تولید می‌شوند و مسئولیت اجرای اپلیکیشن را بر عهده دارند. پیش‌تر با استفاده از ایمیج Busybox که دانلود شده بود، یک کانتینر ایجاد و اجرا شد. می‌توان فهرستی از کانتینرهای در حال اجرا را با استفاده از دستور «docker ps» مشاهده کرد. از طرف دیگر، کانتینرها انتزاعی در لایه اپلیکیشن محسوب می‌شوند که کدها و وابستگی‌های آن‌ها را به همراه هم بسته‌بندی می‌کنند. کانتینرها فضای کم‌تری را نسبت به ماشین‌های مجازی اشغال می‌کنند (ایمیج‌های کانتینر به طور معمول تنها حجمی معادل چند ده مگابایت دارند). علاوه بر این، کانتینرها می‌توانند اپلیکیشن‌های بیش‌تری را تحمل کنند و با استفاده از آن‌ها نیاز به ماشین‌های مجازی و سیستم عامل‌های کم‌تری وجود دارد.

همچنین تیم پشتیبانی مجرب ما همیشه آماده پاسخگویی به سوالات و رفع اشکالات شماست. با پیوستن به انجمن کاربران داکر، شما می‌توانید از تجربیات دیگر همکاران‌تان نیز بهره‌مند شوید. نکته مهمی که باید در این زمینه به آن توجه داشته باشید این است که رجیستری داکر انواع مختلفی را شامل می‌شود. به طور مثال، رجیستری‌های عمومی مانند Docker Hub قابلیت همگانی دارند و همه می‌توانند به آن‌ها دسترسی داشته باشد و ایمیج‌های داکر را به صورت رایگان آپلود و دانلود کند. نوع دوم رجیستری‌های خصوصی هستند که توسط سازمان‌ها یا افراد برای استفاده داخلی ایجاد می‌شوند. این رجیستری‌ها معمولا پشت فایروال قرار دارند و دسترسی به آن‌ها محدود است.

هر یک از دستورالعمل‌های داخل یک Dockerfile لایه‌ای در Image به وجود می‌آورند. وقتی که فرد Dockerfile را عوض می‌کند و Image را دوباره می‌سازد، تنها آن لایه‌هایی که تغییر کرده‌اند دوباره ساخته خواهند شد. این بخشی از آن چیزی است که باعث می‌شود Imageها در مقایسه با سایر فناوری‌های مجازی‌سازی بسیار کم‌حجم، کوچک و سریع باشند. پس از شرح معماری Docker ، در ادامه مقاله «داکر چیست» به بیان کاربردهای داکر پرداخته شده است. داکر یکی از ابزارهای پیشرو در دنیای توسعه نرم‌افزار است که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند برنامه‌های خود را به شکلی کارآمدتر و با کنترل بیشتر اجرا کنند.

داکر با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، از جمله کانتینرهای ایزوله و قابل تکرار، به یکی از ابزارهای مهم در دنیای فناوری تبدیل شده است. این ابزار توانسته است با ساده‌سازی فرایندهای توسعه، تست و استقرار، نقش مهمی در بهبود کارایی تیم‌های توسعه و عملیات ایفا کند. به صورت کلی داکر برای سازمان‌ها و تیم‌هایی که به دنبال ارتقای سرعت، انعطاف‌پذیری و اطمینان در پروژه‌های فناوری خود هستند، ابزاری ضروری است. اگر هنوز از داکر استفاده نکرده‌اید، اکنون زمان آن است که با این ابزار قدرتمند آشنا شوید و آن را در فرایندهای خود به‌کار گیرید. علاوه بر آن به شرح کاربردها، ویژگی‌ها، مزایا و معایب داکر نیز در مقاله «Docker چیست» پرداخته شده است. اما ممکن است نیاز به استفاده از چند Container به صورت جمعی وجود داشته باشد.