Docker پلتفرمی برای توسعه، ارسال و اجرای برنامه‌های کاربردی با استفاده از کانتینر است. این روشی را برای بسته‌بندی یک برنامه کاربردی و تمام وابستگی‌های آن در یک ظرف واحد فراهم می‌کند که می‌تواند به‌راحتی در محیط‌های مختلف، از توسعه تا تولید، مستقر شود. داکر به دلیل قابلیت حمل، مقیاس‌پذیری و کارایی آن به ابزاری محبوب برای ساخت، بسته‌بندی و استقرار برنامه‌ها تبدیل شده است. این مقاله یک مرور کلی از Docker، از جمله معماری، ویژگی‌ها و مزایای آن ارائه می‌کنیم.

داکر چیست؟

Docker یک پلتفرم منبع‌باز است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌ها را در کانتینرها ایجاد، استقرار و اجرا کنند. کانتینرها سبک‌وزن و قابل‌حمل هستند که آنها را برای برنامه‌های مدرن که نیاز به استقرار در محیط‌های مختلف دارند، ایدئال می‌کند. کانتینرها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که یک برنامه را به همراه تمام وابستگی‌های آن بسته‌بندی کنند و آن را به‌صورت یک واحد اجرا کنند. Docker یک راه استاندارد برای ایجاد، استقرار و مدیریت کانتینرها ارائه می‌دهد که ساخت، آزمایش و استقرار برنامه‌ها را آسان می‌کند.

ساختار داکر

معماری داکر بر اساس مدل کلاینت سرور است که در آن مشتری داکر با دیمون داکر برای مدیریت کانتینرها، تصاویر و سایر اشیا داکر ارتباط برقرار می‌کند. Daemon Docker مسئول مدیریت کانتینرها از جمله چرخه حیات، شبکه و ذخیره‌سازی آنها است. سرویس‌گیرنده Docker یک رابط خط فرمان و یک REST API برای تعامل با Daemon Docker فراهم می‌کند.

داکر از یک سیستم فایل لایه‌ای برای مدیریت تصاویر کانتینر استفاده می‌کند. تصاویر داکر از یک‌سری لایه ساخته می‌شوند که هر لایه نشان‌دهنده تغییر در سیستم فایل است. هر لایه فقط خواندنی است و می‌تواند بین تصاویر به اشتراک گذاشته شود که به کاهش نیازهای ذخیره‌سازی کمک می‌کند. تصاویر Docker را می‌توان در یک رجیستری Docker، مانند Docker Hub یا یک رجیستری خصوصی ذخیره کرد.

داکر چگونه کار می‌کند؟

داکر این‌گونه کار می‌کند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا یک تصویر کانتینری ایجاد کنند که شامل تمام کدها، کتابخانه‌ها و فایل‌های پیکربندی موردنیاز برای اجرای یک برنامه است. سپس این تصویر را می‌توان در هر سیستمی که Docker نصب‌کرده است، بدون هیچ‌گونه تنظیمات یا پیکربندی اضافی توزیع و اجرا کرد.

برای ایجاد کانتینر داکر باید یک Dockerfile تعریف کنید که یک فایل متنی است که دستورالعمل ساخت یک تصویر داکر را مشخص می‌کند. از یک Dockerfile می‌توان برای تعریف تصویر پایه، افزودن فایل‌ها به تصویر و تعیین دستوراتی برای اجرا در هنگام راه‌اندازی کانتینر استفاده کرد.

هنگامی که یک Dockerfile را تعریف کردید، می‌توانید از دستور ساخت docker برای ساخت یک تصویر Docker استفاده کنید. این دستور Dockerfile را می‌خواند و تصویری ایجاد می‌کند که شامل تمام وابستگی‌های موردنیاز برای اجرای برنامه است. سپس می‌توانید از دستور docker run برای شروع یک کانتینر از تصویر استفاده کنید. این دستور یک ظرف جدید از تصویر ایجاد می‌کند و آن را شروع می‌کند. هنگام راه‌اندازی کانتینر، می‌توانید گزینه‌های مختلفی مانند نقشه‌برداری پورت، نصب حجم، و متغیرهای محیطی را مشخص کنید.

مهم‌ترین مزیت‌های داکر

همان‌طور که اشاره کردیم، Docker یک پلتفرم کانتینری‌سازی است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا برنامه‌ها و وابستگی‌های خود را در یک واحد به نام کانتینر بسته‌بندی کنند. این پلتفرم طیف وسیعی از مزیت‌ها را ارائه می‌دهد که باعث محبوبیت فزاینده‌ای در بین توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها شده است. برخی از مهم‌ترین مزایای پلتفرم داکر عبارت‌اند از:

۱- قابل‌اجرا بر روی سیستم‌های مختلف

 کانتینرهای Docker می‌توانند بر روی هر سیستمی اجرا شوند، صرف‌نظر از زیرساخت سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری زیرین. این بدان معنی است که توسعه‌دهندگان می‌توانند به‌راحتی برنامه‌های خود را از توسعه به آزمایش به محیط‌های تولید منتقل کنند بدون اینکه نگران مشکلات سازگاری باشند.

۲- عملکرد فوق‌العاده

 کانتینرهای Docker بسیار کم‌حجم هستند و به منابع کمتری نسبت به ماشین‌های مجازی سنتی نیاز دارند. این امکان اجرای برنامه‌های بیشتر بر روی یک سخت‌افزار را فراهم می‌کند و هزینه‌های زیرساخت را کاهش می‌دهد.

۳- سازگاری با برنامه‌های مختلف

 توسعه‌دهندگان می‌توانند اطمینان حاصل کنند که برنامه‌های آنها در محیط‌های مختلف سازگار است. این امر خطر خطاها را کاهش می‌دهد و استقرار نسخه‌های جدید برنامه‌ها را آسان‌تر می‌کند.

۴- جداسازی

 کانتینرهای Docker سطح بالایی از انزوا را بین برنامه‌ها و وابستگی‌های آنها فراهم می‌کنند و مدیریت وابستگی‌ها را آسان‌تر می‌کنند و خطر درگیری را کاهش می‌دهند.

۵- مقیاس‌پذیری

 ظروف داکر را می‌توان به‌راحتی بزرگ یا کوچک کرد تا تقاضای در حال تغییر را برآورده کند. این باعث می‌شود که بدون تدارک بیش از حد منابع، هجوم‌های ترافیکی بزرگ را مدیریت کنید.

۶- امنیت بالا

 Docker طیف وسیعی از ویژگی‌های امنیتی مانند جداسازی بین کانتینرها و توانایی محدودکردن مجوزهای کانتینر را فراهم می‌کند. این باعث می‌شود که برنامه‌ها ایمن نگه داشته شوند.

به‌طورکلی باید گفت Docker طیف وسیعی از مزایایی را ارائه می‌دهد که توسعه، استقرار و مدیریت برنامه‌ها را آسان‌تر می‌کند. داکر با قادر ساختن توسعه‌دهندگان به بسته‌بندی برنامه‌ها و وابستگی‌هایشان در یک واحد، شیوه ساخت و استقرار برنامه‌ها را متحول کرده است.

۷- تاریخچه داکر

اکنون که به طور کامل با پلتفرم داکر آشنا شدیم، بد نیست بررسی کوتاهی از تاریخچه این پلتفرم محبوب نیز داشته باشیم. اینکه داکر از چه زمانی فعالیت خود را شروع و چه مراحلی را تا به اینجای کار گذرانده، یکی از مهم‌ترین سؤالاتی است که بهتر است برای ارائه پاسخی کامل به آن، تاریخچه داکر را به طور مختصر شرح دهیم.

Docker  در ابتدا توسط Solomon Hykes در سال 2010 درحالی‌که او روی استارتاپ خودکار می‌کرد توسعه یافت. ایده پشت پلتفرم ایجاد ابزاری بود که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌داد به‌راحتی برنامه‌ها را در کانتینر بسازند، ارسال کنند و اجرا کنند. اولین نسخه Docker در سال 2013 به‌عنوان یک پروژه منبع‌باز منتشر شد.

Docker  به دلیل سهولت استفاده و توانایی استانداردسازی توسعه و استقرار برنامه در محیط‌های مختلف به‌سرعت در جامعه توسعه‌دهندگان محبوبیت پیدا کرد. Docker به رسمیت شناخته شده و پشتیبانی قابل‌توجهی از صنعت، از جمله توسط شرکت‌هایی مانند گوگل، مایکروسافت، و رد هت به دست آورد. داکر همچنین مجموعه‌ای از ویژگی‌ها مانند Docker Compose، Docker Swarm و Docker Hub را معرفی کرد که قابلیت‌های پلتفرم را فراتر از کانتینری‌سازی گسترش داد.

در سال 2013، داکر به‌عنوان داکر، شرکت و هایکس به‌عنوان مدیرعامل شرکت ثبت شد. این شرکت شروع به ارائه خدمات و پشتیبانی در سطح سازمانی در سراسر پلت فرم Docker کرد. Docker همچنان به محبوبیت خود ادامه می‌دهد زیرا به یکی از اجزای اساسی توسعه برنامه‌های کاربردی مدرن و استقرار زیرساخت تبدیل شده است. توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا برنامه‌ها را به‌سرعت، ایمن و قابل‌اعتماد بسازند و اجرا کنند. فناوری کانتینری‌سازی به ابزاری ضروری برای DevOps تبدیل شد و به ساده‌سازی خط لوله توسعه نرم‌افزار و کاهش پیچیدگی عملیاتی کمک کرد.

تفاوت ماشین مجازی و کانتینر داکر

ماشین مجازی (VM) و کانتینر داکر دو روش مختلف برای مجازی‌سازی محیط‌های محاسباتی هستند که هرکدام ویژگی‌ها و موارد کاربری منحصربه‌فرد خود را دارند. در اینجا برخی از تفاوت‌های اصلی بین این دو وجود دارد:

• معماری

یک ماشین مجازی کل سیستم‌عامل شامل هسته، درایورها و سایر اجزای سطح سیستم را در بالای یک Hypervisor تقلید می‌کند که انتزاع و مدیریت سخت‌افزار را فراهم می‌کند. در مقابل، یک کانتینر Docker هسته سیستم‌عامل میزبان را به اشتراک می‌گذارد و از مکانیزم‌های جداسازی سبک، مانند cgroup ها و فضاهای نام، برای ایجاد یک محیط sandbox برای اجرای برنامه‌ها استفاده می‌کند.

• بهره‌برداری از منابع

ماشین‌های مجازی معمولاً منابع زیادی دارند و برای اجرا به مقدار اختصاصی CPU، حافظه و فضای ذخیره‌سازی نیاز دارند. از طرف دیگر ظروف سبک‌وزن هستند و به منابع کمتری نیاز دارند. این کار آنها را کارآمدتر می‌کند و به چندین کانتینر اجازه می‌دهد روی یک ماشین میزبان واحد اجرا شوند بدون اینکه کارایی را به خطر بیندازند.

• زمان راه‌اندازی

ماشین‌های مجازی معمولاً زمان بیشتری برای راه‌اندازی می‌برند، زیرا نیاز به راه‌اندازی کل سیستم‌عامل دارند، درحالی‌که کانتینرها می‌توانند تقریباً فوراً راه‌اندازی شوند زیرا فقط باید برنامه و وابستگی‌های آن را راه‌اندازی کنند.

• امنیت

ماشین‌های مجازی جداسازی قوی بین محیط‌های مجازی مختلف ایجاد می‌کنند، اما سربار اجرای کل سیستم‌عامل در هر VM می‌تواند سطح حمله را افزایش دهد. کانتینرها از مکانیسم‌های جداسازی هسته لینوکس استفاده می‌کنند و سیستم‌عامل میزبان را به اشتراک می‌گذارند، که می‌تواند سطح حمله را کاهش دهد و محیط امن‌تری را فراهم کند.

به‌طورکلی باید گفت ماشین‌های مجازی و کانتینرهای Docker، مبادلات متفاوتی بین استفاده از منابع، زمان راه‌اندازی، قابلیت حمل و امنیت ارائه می‌دهند. ماشین‌های مجازی برای شبیه‌سازی محیط‌های کامل مفید هستند، درحالی‌که کانتینرها برای جداسازی برنامه‌ها یا خدمات فردی ایدئال هستند.

جمع‌بندی

در این مقاله سعی بر آن شد تا پاسخ کاملی برای سؤال داکر چیست و چگونه کار می‌کند ارائه دهیم. همان‌طور که مطالعه کردید، داکر پلتفرمی است برای توسعه، ارسال و اجرای برنامه‌های کاربردی با استفاده از کانتینر. این ابزار امروزه به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین ابزارها جهت ساخت و استقرار برنامه‌ها تبدیل شده است. ازجمله اصل‌ترین مزیت‌های داکر می‌توان به قابلیت اجراشدن بر روی سیستم‌های مختلف، عملکرد فوق‌العاده، امنیت بالا و غیره اشاره کرد.