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Docker

Pablo Leon Rodrigues

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Docker

Docker é uma plataforma open source que automatiza a implantação, escalabilidade e execução de aplicações dentro de contêineres.

Contêineres são ambientes isolados e portáteis que contêm tudo o que uma aplicação precisa para funcionar, incluindo bibliotecas, dependências e configurações.

::right::

Antes de falar do docker precisamos entender a diferença entre Virtualização e Conteinarização

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Virtualização (virtualization)

Em vez de usar um único sistema físico para cada tarefa, a tecnologia de virtualização permite dividir o hardware em várias máquinas virtuais (VMs) que operam como sistemas independentes, com seu próprio sistema operacional e aplicações. Cada VM compartilha os recursos do hardware físico, mas opera de forma isolada das demais.

::right::

Para gerênciar várias máquinas virtuais existe uma camada chamada hypervisor, como por exemplo, VirtualBox, VMwere, KVM. O Hipervisor é responsável dimensionar a máquina virtual, fornecer acesso, iniciar e desligar vms... entre outras tarefas.

Existem dois tipos principais de Hypervisors:

Hosted: são softwares instalados na máquina, e dependem de um sistema operacional, como VMWare e VirtualBox.
BareMetal: esses softwares rodam diretamente no hardware do host, tendo um controle do host em mais baixo nível... VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, and Citrix XenServer.

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Conteinerização (containerization)

A conteinerização é uma tecnologia que permite empacotar um aplicativo e suas dependências em um "container", que é um ambiente isolado, mais leve e que roda em cima do sistema operacional.

A conteinerização compartilha o kernel do sistema operacional do host com múltiplos containers, usando recursos nativos. Cada container é uma instância isolada do ambiente necessário para o aplicativo, incluindo dependências e bibliotecas, mas sem precisar de um sistema operacional completo sendo mais leve que a virtualização.

::right::

Aspecto	Virtualização	Containerização
Isolamento	Completo com SO próprio	Compartilhamento do kernel do host
Consumo de Recursos	Alto, devido ao SO completo	Baixo, devido ao compartilhamento do kernel
Inicialização	Mais lento	Mais rápido
Portabilidade	Boa, depende dos hypervisors	Muito alta, independente de infraestrutura
Escalabilidade	Escalável, mas com overhead maior	Facilmente escalável, ideal para microsserviços
Segurança	Maior isolamento	Isolamento limitado
Uso ideal	Aplicações pesadas, múltiplos SOs	Microsserviços, aplicações leves e portáveis

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Prós:{style="color: green;"}

Portabilidade: Aplicações podem ser executadas de forma consistente em diferentes ambientes.
Isolamento: Contêineres são isolados, reduzindo conflitos entre dependências.
Eficiência: Contêineres são leves em comparação com máquinas virtuais, economizando recursos.
Escalabilidade: Fácil replicação e escalabilidade horizontal.

::right::

Cons:{style="color: green;"}

Complexidade: Configurações complexas podem ser desafiadoras para iniciantes.
Persistência de Dados: Contêineres são efêmeros por padrão; gerenciar dados persistentes requer configuração adicional.
Segurança: Embora isolados, contêineres compartilham o mesmo kernel do sistema operacional host, o que pode representar um risco de segurança em algumas situações.

Instalação

O Docker para vários SO's, vamos trabalhar com Linux, nas máquinas do laboratório temos o Ubuntu instalado e o Docker está nos principais repositórios.

Instalando pré-requisitos:

sudo apt-get update 
sudp apt-get install qemu-system-x86 pass
sudo apt-get install curl apt-transport-https ca-certificates software-properties-common

Adiciona a chave GPG, inserindo o comando a seguir:

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

Agora, adicione o repositório executando este comando:

sudo add-apt-repository 
  "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

Depois disso, atualize a informação do repositório

sudo apt update

Garanta que você está instalando a partir do repositório do Docker, ao invés do repositório padrão do Ubuntu ao usar este comando:

apt-cache policy docker-ce

A saída correta vai ficar como o texto a seguir, com diferentes números de versões:

docker-ce:
   Installed: (none)
   Candidate: 16.04.1~ce~4-0~ubuntu
   Version table:
       16.04.1~ce~4-0~ubuntu 500
            500 https://download.docker.com/linux/ubuntubionic/stableamd64packages

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Após o processo anterior ter sido executado instale utilizando o repositório:

sudo apt install docker-ce

No Ubuntu server apenas o comando abaixo é suficiente:

sudo apt install docker.io

E para verificar a instalação

sudo systemctl status docker

::right::

Para instalar Docker Desktop, baixe o arquivo em Deb package

E em seguida entre na pasta onde o arquivo foi baixado:

 cd ~/Downloads
 chmod +x docker-desktop-amd64.deb

Atualize os repositórios e depois instale o package .deb

 sudo dpkg -i ./docker-desktop-amd64.deb

Primeiro Container

Execute o seguinte comando:

docker run hello-world

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Dockerfile

O Dockerfile é o ponto de entrada de um container docker, é onde a imagem e toda a lógica do container são definidos. Neste arquivo definimos as etapas para criação de um container.

FROM: define a imagem base do container.
WORKDIR: define o diretório de trabalho dentro do container.
COPY: copia arquivos do sistema de arquivos host para o sistema de arquivos do container.
RUN: executa comandos no container durante o processo de build.
EXPOSE: informa qual porta o serviço do container vai escutar

::right::

CMD: define o comando padrão que será executado quando o contêiner for iniciado. Diferente de RUN, que é executado durante o build, CMD é executado quando o contêiner já está rodando.

Etapas do container

Build da imagem: Ao executar docker build -t nome-da-imagem ., o Docker lê o Dockerfile, segue as instruções e cria uma imagem.
Run da imagem: Quando você executa docker run - 3000:3000 nome-da-imagem, o Docker cria um contêiner a partir da imagem criada, mapeia a porta 3000 do host para a porta 3000 do contêiner, e executa o comando definido em CMD.

Crie um arquivo chamado speech.sh

#!/bin/bash

TEXTO=("Arise, arise, riders of Rohan!
Fell deeds awake, fire and slaughter!
Spear shall be shaken, shield be splintered!
A sword-day, a red day, ere the sun rises!
Ride now, ride now, ride to Gondor!")

figlet -w 500 -f doh "$TEXTO"

Após isso vamos criar um Dockerfile:

FROM ubuntu:latest
RUN apt update && apt install -y figlet wget
RUN wget -P /usr/share/figlet http://www.jave.de/figlet/fonts/details/doh.flf
COPY speech.sh /speech.sh
RUN chmod +x /speech.sh
CMD ["/speech.sh"]

Vamos criar a imagem:

docker build -t "ascii" .

E usar a imagem:

docker run ascii:latest

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Nesse exemplo vamos criar um container para a nossa primeira API com javascript em memória mesmo.

FROM node:16
# Define o diretório de trabalho
WORKDIR /app
# Copia o package.json
COPY package.json ./
RUN npm install
# Copia o código da aplicação
COPY . .
# Expomos uma porta
EXPOSE 3001
# Comando para iniciar o serviço
CMD ["npm", "start"]

::right::

Construir a imagem

docker build -t api .

Executar o container

docker run -d -p 3002:3001 api

Listar Containers

docker ps

Parar e Remover Containers

docker stop <container-id>
docker rm <container-id>

Ver logs

docker logs <container-id>

Acessar terminal

docker exec -it <container-id> /bin/bash

Dockerignore

Mas assim como temos arquivos que queremos ignorar no gitignore também seria necessário ignorar na imagem do container, por exemplo:

.env
node_modules/

Para isso existe o .dockerignore ele segue as mesmas regras do .gitignore.

node_modules
.env

Docker Compose

O Docker Compose é uma ferramenta que facilita a definição e o gerenciamento de aplicações multi-container no Docker.

Ele permite que você defina todos os serviços, redes e volumes de sua aplicação em um arquivo YAML (docker-compose.yml).

Vamos utilizar nossa api e criar um docker-compose.yaml na pasta raiz da api junto ao Dockerfile.

docker-compose up --build // ou down

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docker-compose

version: '3.8'
services:
  api:
    build: .
    container_name: api
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - DB_HOST=postgres
      - DB_PORT=5432
      - DB_USER=postgres
      - DB_PASSWORD=masterkey
      - DB_NAME=api
    depends_on:
      - postgres
    networks:
      - api-network

::right::

  postgres:
    image: postgres:16
    container_name: postgres-db
    environment:
      POSTGRES_USER: postgres
      POSTGRES_PASSWORD: masterkey
      POSTGRES_DB: api
    ports:
      - "5000:5432"
    volumes:
  - postgres-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - api-network
networks:
  api-network:
    driver: bridge
volumes:
  postgres-data:

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Outros Commandos

Help

docker --help

Listar

docker images

::right::

Iniciar docker daemon

sudo systemctl start docker

Parar docker daemon

sudo systemctl restart docker

Reiniciar container

docker-compose restart

Deletar todos os Containers

docker rm -f $(docker ps -a -q)

Deletar todos os volumes:

docker volume rm $(docker volume ls -q)

https://ubuntu.com/blog/containerization-vs-virtualization

https://stackoverflow.com/questions/75907472/docker-desktop-does-not-launch-on-ubuntu-failed-to-start-docker-desktop-service

https://www.youtube.com/watch?v=Ud7Npgi6x8E

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