M

MLOG

فارسی

با این راهنمای جامع، قدرت داکر را کشف کنید. درباره کانتینرسازی، مزایا، مفاهیم اصلی و کاربردهای عملی آن برای توسعه نرم‌افزار جهانی بیاموزید.

کانتینرسازی با داکر: راهنمای کامل برای توسعه‌دهندگان جهانی

در چشم‌انداز فناوری امروز که به سرعت در حال تحول است، استقرار کارآمد و یکپارچه برنامه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. چه عضوی از یک شرکت چند ملیتی باشید و چه یک استارتاپ توزیع‌شده، اطمینان از اجرای روان برنامه‌هایتان در محیط‌های گوناگون یک چالش بزرگ است. اینجاست که کانتینرسازی با داکر وارد میدان می‌شود و روشی استاندارد برای بسته‌بندی، توزیع و اجرای برنامه‌ها ارائه می‌دهد. این راهنمای جامع به بررسی مفاهیم اصلی داکر، مزایای آن برای تیم‌های توسعه جهانی و گام‌های عملی برای شروع کار شما می‌پردازد.

داکر چیست و چرا در حال ایجاد تحول در توسعه نرم‌افزار است؟

در هسته خود، داکر یک پلتفرم متن‌باز است که استقرار، مقیاس‌پذیری و مدیریت برنامه‌ها را در واحدهای سبک و قابل حملی به نام کانتینر خودکار می‌کند. یک کانتینر را به عنوان یک بسته مستقل در نظر بگیرید که شامل همه چیزهایی است که یک برنامه برای اجرا به آن نیاز دارد: کد، زمان اجرا (runtime)، ابزارهای سیستمی، کتابخانه‌های سیستمی و تنظیمات. این ایزوله‌سازی تضمین می‌کند که یک برنامه بدون توجه به زیرساخت زیرین، به طور یکسان رفتار می‌کند و مشکل قدیمی «روی دستگاه من کار می‌کند» را حل می‌کند.

به طور سنتی، استقرار برنامه‌ها شامل پیکربندی‌های پیچیده، مدیریت وابستگی‌ها و تداخل‌های احتمالی بین نسخه‌های مختلف نرم‌افزار بود. این امر به ویژه برای تیم‌های جهانی که در آن توسعه‌دهندگان ممکن است از سیستم‌عامل‌های مختلف استفاده کنند یا محیط‌های توسعه متفاوتی داشته باشند، چالش‌برانگیز بود. داکر با انتزاعی کردن زیرساخت زیرین، این مشکلات را به زیبایی دور می‌زند.

مزایای کلیدی داکر برای تیم‌های جهانی:

تشریح مفاهیم اصلی داکر

برای استفاده مؤثر از داکر، درک اجزای اساسی آن ضروری است.

۱. ایمیج داکر (Docker Image)

ایمیج داکر یک قالب فقط خواندنی (read-only) است که برای ایجاد کانتینرهای داکر استفاده می‌شود. در اصل، یک عکس فوری (snapshot) از یک برنامه و محیط آن در یک نقطه زمانی خاص است. ایمیج‌ها به صورت لایه‌ای ساخته می‌شوند، جایی که هر دستورالعمل در یک داکرفایل (مثلاً نصب یک بسته، کپی کردن فایل‌ها) یک لایه جدید ایجاد می‌کند. این رویکرد لایه‌ای امکان ذخیره‌سازی کارآمد و زمان ساخت سریع‌تر را فراهم می‌کند، زیرا داکر می‌تواند لایه‌های بدون تغییر را از ساخت‌های قبلی مجدداً استفاده کند.

ایمیج‌ها در رجیستری‌ها ذخیره می‌شوند، که داکر هاب (Docker Hub) محبوب‌ترین رجیستری عمومی است. می‌توانید یک ایمیج را به عنوان یک طرح اولیه و یک کانتینر را به عنوان یک نمونه از آن طرح اولیه در نظر بگیرید.

۲. داکرفایل (Dockerfile)

داکرفایل یک فایل متنی ساده است که شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها برای ساخت یک ایمیج داکر است. این فایل ایمیج پایه مورد استفاده، دستورات برای اجرا، فایل‌ها برای کپی کردن، پورت‌ها برای باز کردن و موارد دیگر را مشخص می‌کند. داکر داکرفایل را می‌خواند و این دستورالعمل‌ها را به ترتیب برای ایجاد ایمیج اجرا می‌کند.

یک داکرفایل ساده ممکن است به این شکل باشد:

# Use an official Python runtime as a parent image
FROM python:3.9-slim

# Set the working directory in the container
WORKDIR /app

# Copy the current directory contents into the container at /app
COPY . /app

# Install any needed packages specified in requirements.txt
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# Make port 80 available to the world outside this container
EXPOSE 80

# Run app.py when the container launches
CMD ["python", "app.py"]

این داکرفایل یک ایمیج را تعریف می‌کند که:

۳. کانتینر داکر (Docker Container)

کانتینر داکر یک نمونه قابل اجرای از یک ایمیج داکر است. وقتی یک ایمیج داکر را اجرا می‌کنید، یک کانتینر ایجاد می‌شود. شما می‌توانید کانتینرها را شروع، متوقف، جابجا و حذف کنید. چندین کانتینر می‌توانند از یک ایمیج اجرا شوند، که هر کدام به صورت ایزوله اجرا می‌شوند.

ویژگی‌های کلیدی کانتینرها عبارتند از:

۴. رجیستری داکر (Docker Registry)

رجیستری داکر یک مخزن برای ذخیره و توزیع ایمیج‌های داکر است. داکر هاب رجیستری عمومی پیش‌فرض است که در آن می‌توانید مجموعه وسیعی از ایمیج‌های از پیش ساخته شده برای زبان‌های برنامه‌نویسی، پایگاه‌های داده و برنامه‌های مختلف را پیدا کنید. همچنین می‌توانید رجیستری‌های خصوصی برای ایمیج‌های اختصاصی سازمان خود راه‌اندازی کنید.

هنگامی که دستوری مانند docker run ubuntu را اجرا می‌کنید، داکر ابتدا ماشین محلی شما را برای ایمیج اوبونتو بررسی می‌کند. اگر پیدا نشود، ایمیج را از یک رجیستری پیکربندی شده (به طور پیش‌فرض، داکر هاب) می‌کشد.

۵. موتور داکر (Docker Engine)

موتور داکر فناوری زیربنایی کلاینت-سرور است که کانتینرهای داکر را می‌سازد و اجرا می‌کند. این شامل موارد زیر است:

شروع کار با داکر: یک راهنمای عملی

بیایید برخی از دستورات ضروری داکر و یک مورد استفاده رایج را مرور کنیم.

نصب

اولین قدم نصب داکر بر روی دستگاه شماست. به وب‌سایت رسمی داکر ([docker.com](https://www.docker.com/)) مراجعه کرده و نصب‌کننده مناسب برای سیستم‌عامل خود (ویندوز، macOS یا لینوکس) را دانلود کنید. دستورالعمل‌های نصب را برای پلتفرم خود دنبال کنید.

دستورات پایه داکر

در اینجا برخی از دستورات اساسی که به طور منظم استفاده خواهید کرد آورده شده است:

مثال: اجرای یک وب سرور ساده

بیایید یک وب سرور ساده پایتون را با استفاده از فریم‌ورک فلسک کانتینری کنیم.

۱. راه‌اندازی پروژه:

یک دایرکتوری برای پروژه خود ایجاد کنید. در داخل این دایرکتوری، دو فایل ایجاد کنید:

app.py:

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello from a Dockerized Flask App!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=80)

requirements.txt:

Flask==2.0.0

۲. ایجاد داکرفایل:

در همان دایرکتوری پروژه، فایلی به نام Dockerfile (بدون پسوند) با محتوای زیر ایجاد کنید:

FROM python:3.9-slim

WORKDIR /app

COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

EXPOSE 80

CMD ["python", "app.py"]

۳. ساخت ایمیج داکر:

ترمینال خود را باز کنید، به دایرکتوری پروژه بروید و اجرا کنید:

docker build -t my-flask-app:latest .

این دستور به داکر می‌گوید که یک ایمیج را با استفاده از Dockerfile در دایرکتوری فعلی بسازد و آن را به عنوان my-flask-app:latest تگ کند.

۴. اجرای کانتینر داکر:

اکنون، کانتینر را از ایمیجی که به تازگی ساخته‌اید اجرا کنید:

docker run -d -p 5000:80 my-flask-app:latest

توضیح پرچم‌ها:

۵. تست برنامه:

مرورگر وب خود را باز کرده و به http://localhost:5000 بروید. شما باید پیام: «!Hello from a Dockerized Flask App» را ببینید.

برای دیدن کانتینر در حال اجرا، از docker ps استفاده کنید. برای متوقف کردن آن، از docker stop <container_id> استفاده کنید (<container_id> را با شناسه نشان داده شده توسط docker ps جایگزین کنید).

مفاهیم پیشرفته داکر برای استقرار جهانی

همانطور که پروژه‌های شما رشد می‌کنند و تیم‌های شما توزیع‌شده‌تر می‌شوند، می‌خواهید ویژگی‌های پیشرفته‌تر داکر را بررسی کنید.

داکر کامپوز (Docker Compose)

برای برنامه‌هایی که از چندین سرویس تشکیل شده‌اند (مثلاً یک فرانت‌اند وب، یک API بک‌اند و یک پایگاه داده)، مدیریت کانتینرهای جداگانه می‌تواند دست و پا گیر شود. داکر کامپوز ابزاری برای تعریف و اجرای برنامه‌های داکر چند کانتینری است. شما سرویس‌ها، شبکه‌ها و والیوم‌های برنامه خود را در یک فایل YAML (docker-compose.yml) تعریف می‌کنید و با یک دستور واحد، می‌توانید تمام سرویس‌های خود را ایجاد و راه‌اندازی کنید.

یک نمونه docker-compose.yml برای یک برنامه وب ساده با یک کش Redis ممکن است به این شکل باشد:

version: '3.8'
services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "5000:80"
    volumes:
      - .:/app
    depends_on:
      - redis
  redis:
    image: "redis:alpine"

با این فایل، می‌توانید هر دو سرویس را با docker-compose up راه‌اندازی کنید.

والیوم‌ها برای داده‌های پایدار

همانطور که ذکر شد، کانتینرها موقتی هستند. اگر در حال اجرای یک پایگاه داده هستید، می‌خواهید داده‌ها را فراتر از چرخه عمر کانتینر حفظ کنید. والیوم‌های داکر مکانیسم ترجیحی برای حفظ داده‌های تولید شده و مورد استفاده توسط کانتینرهای داکر هستند. والیوم‌ها توسط داکر مدیریت می‌شوند و خارج از لایه قابل نوشتن کانتینر ذخیره می‌شوند.

برای اتصال یک والیوم هنگام اجرای یک کانتینر:

docker run -v my-data-volume:/var/lib/mysql mysql:latest

این دستور یک والیوم به نام my-data-volume ایجاد می‌کند و آن را به /var/lib/mysql در داخل کانتینر MySQL متصل می‌کند و تضمین می‌کند که داده‌های پایگاه داده شما پایدار بمانند.

شبکه‌های داکر (Docker Networks)

به طور پیش‌فرض، هر کانتینر داکر فضای شبکه خود را دریافت می‌کند. برای فعال کردن ارتباط بین کانتینرها، باید یک شبکه ایجاد کنید و کانتینرهای خود را به آن متصل کنید. داکر چندین درایور شبکه را فراهم می‌کند، که شبکه bridge رایج‌ترین برای استقرارهای تک میزبانی است.

هنگامی که از داکر کامپوز استفاده می‌کنید، به طور خودکار یک شبکه پیش‌فرض برای سرویس‌های شما ایجاد می‌کند و به آنها اجازه می‌دهد با استفاده از نام سرویس‌هایشان با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

داکر هاب و رجیستری‌های خصوصی

استفاده از داکر هاب برای به اشتراک گذاشتن ایمیج‌ها در تیم شما یا با عموم مردم بسیار مهم است. برای برنامه‌های اختصاصی، راه‌اندازی یک رجیستری خصوصی برای امنیت و دسترسی کنترل شده ضروری است. ارائه‌دهندگان ابری مانند Amazon Elastic Container Registry (ECR)، Google Container Registry (GCR) و Azure Container Registry (ACR) خدمات رجیستری خصوصی مدیریت شده را ارائه می‌دهند.

بهترین شیوه‌های امنیتی

در حالی که داکر ایزوله‌سازی را فراهم می‌کند، امنیت یک نگرانی مداوم است، به ویژه در یک زمینه جهانی:

داکر در زمینه جهانی: میکروسرویس‌ها و CI/CD

داکر به یک سنگ بنای معماری نرم‌افزار مدرن تبدیل شده است، به ویژه برای میکروسرویس‌ها و پایپ‌لاین‌های یکپارچه‌سازی مداوم/استقرار مداوم (CI/CD).

معماری میکروسرویس‌ها

میکروسرویس‌ها یک برنامه بزرگ را به سرویس‌های کوچک‌تر و مستقلی تقسیم می‌کنند که از طریق شبکه با هم ارتباط برقرار می‌کنند. هر میکروسرویس می‌تواند به طور مستقل توسعه، مستقر و مقیاس‌بندی شود. داکر برای این معماری ایده‌آل است:

پایپ‌لاین‌های CI/CD

CI/CD فرآیند تحویل نرم‌افزار را خودکار می‌کند و به‌روزرسانی‌های مکرر و قابل اعتماد برنامه را امکان‌پذیر می‌سازد. داکر نقش حیاتی در CI/CD ایفا می‌کند:

ملاحظات بین‌المللی‌سازی و بومی‌سازی

برای برنامه‌های جهانی، داکر همچنین می‌تواند جنبه‌های بین‌المللی‌سازی (i18n) و بومی‌سازی (l10n) را ساده کند:

ارکستراسیون کانتینرها: نقش کوبرنتیز

در حالی که داکر برای بسته‌بندی و اجرای کانتینرهای فردی عالی است، مدیریت تعداد زیادی کانتینر در چندین ماشین به ارکستراسیون نیاز دارد. اینجاست که ابزارهایی مانند کوبرنتیز می‌درخشند. کوبرنتیز یک سیستم متن‌باز برای خودکارسازی استقرار، مقیاس‌بندی و مدیریت برنامه‌های کانتینری است. این ابزار ویژگی‌هایی مانند تعادل بار، خودترمیمی، کشف سرویس و به‌روزرسانی‌های تدریجی را فراهم می‌کند و آن را برای مدیریت سیستم‌های پیچیده و توزیع‌شده ضروری می‌سازد.

بسیاری از سازمان‌ها از داکر برای ساخت و بسته‌بندی برنامه‌های خود و سپس از کوبرنتیز برای استقرار، مقیاس‌بندی و مدیریت آن کانتینرهای داکر در محیط‌های تولید استفاده می‌کنند.

نتیجه‌گیری

داکر اساساً نحوه ساخت، ارسال و اجرای برنامه‌ها را تغییر داده است. برای تیم‌های توسعه جهانی، توانایی آن در ارائه یکپارچگی، قابلیت حمل و کارایی در محیط‌های گوناگون بسیار ارزشمند است. با پذیرش داکر و مفاهیم اصلی آن، می‌توانید گردش کار توسعه خود را ساده کنید، اصطکاک استقرار را کاهش دهید و برنامه‌های قابل اعتمادی را به کاربران در سراسر جهان ارائه دهید.

با آزمایش برنامه‌های ساده شروع کنید و به تدریج ویژگی‌های پیشرفته‌تری مانند داکر کامپوز و ادغام با پایپ‌لاین‌های CI/CD را بررسی کنید. انقلاب کانتینرسازی فرا رسیده است و درک داکر یک مهارت حیاتی برای هر توسعه‌دهنده مدرن یا متخصص DevOps است که قصد دارد در عرصه فناوری جهانی موفق شود.