Uvod u Docker svet

Šta je Docker?

Docker je platforma koja omogućava programerima da jednostavno kreiraju, implementiraju i pokreću aplikacije unutar kontejnera.

Šta su to kontejneri?
Kontejneri se mogu shvatiti kao lagane virtuelne mašine, ali su dosta brži i manje zahtevni od njih, oni sadrže sve što je potrebno za pokretanje aplikacije: kod, biblioteke i podešavanja operativnog sisteme.

Zašto koristiti Docker?

1. Rad aplikacije na različitim sistemima

   Kada aplikacija radi u kontejneru, onda ona može raditi bilo gde, i lokalno ili u nekom udaljenom serveru. Kontejneri omogućavaju aplikacijama da rade konzistentno u različitim okruženjima a to se naručito “oseti” kod timova koji razvijaju aplikaciju na različitim računarima koristeći različite operativne sisteme, kao npr.:

   • Programer A (Windows): Razvija aplikaciju u Docker kontejneru.
   • Programer B (Mac): Testira aplikaciju u Docker kontejneru.
   • Server za produkciju (Linux): Pokreće aplikaciju u istom Docker kontejneru.

   Bez Docker-a, svaki programer bi morao instalirati sve potrebne alate i biblioteke na svom računaru, što može dovesti do problema sa kompatibilnošću i reproduktivnošću. A ako se koristi Docker onda svi programeri koriste jednu istu Docker sliku, što im omogućava da razvijaju i testiraju aplikaciju u identičnom okruženju. Na kraju, aplikacija se prenosi na produkciju bez brige o različitim verzijama biblioteka ili softvera na produkciskom serveru.

2. Izolacija aplikacije

   Kontejneri omogućavaju svakoj aplikaciji da radi u svom odvojenom okruženju, bez međusobnog ometanja. Ovo može biti veoma bitno kod kompanija koja razvijaju ili hostuje dve različite aplikacije a koje zahtevaju različite verzije MySQL baze podataka. U tom slučaju je idealno da se koristi Docker jer se tada svaka aplikacija može smestiti u svoj Docker kontejner sa odgovarajućom verzijom MySQL-a, kao u sledećem primeru:

   • Aplikacija 1 (MySQL 5.7): Pokreće se u Docker kontejneru sa MySQL 5.7
   • Aplikacija 2 (MySQL 8.0): Pokreće se u Docker kontejneru sa MySQL 8.0

   Ili kada tim radi na aplikaciji koja zavisi od specifičnih verzija Node.js-a, NPM-a ili nekih drugih biblioteka. U tom slučaju kada se koristi Docker onda tim kreira Docker sliku koja sadrži sve potrebne zavisnosti, pa se na taj način pokreće aplikacija u potpuno istom okruženju, bez brige o verzijama biblioteka.

3. Skalabilnost aplikacije

   Docker omogućava lako skaliranje aplikacija horizontalno (dodavanje novih instanci), pa ako kompanija doživljava nagli porast saobraćaja na svojoj e-commerce platformi onda se sistem lako skalira dodavanjem dodatnih kontejnera za rukovanje većim opterećenjem, kao npr.:

   • Web serveri: 10 Docker kontejnera sa Nginx-om
   • API serveri: 15 Docker kontejnera sa aplikacijom
   • Web serveri: 15 Docker kontejnera sa MySQL-om

Osnovni Docker koncepti:

• Docker Image (Slika): Template za stvaranje kontejnera. Definiše kako će izgledati kontejner.
• Docker Container (Kontejner): Pokrenut primerak Docker slike.
• Dockerfile: Datoteka s uputstvima kako kreirati Docker sliku.
• Docker Hub: Repozitorijum za deljenje i preuzimanje Docker slika.

Instalacija Docker-a

Evo kratkog uputstva za instalaciju:

1. Provera sistemskih zahteva:
   • Docker Desktop zahteva 64-bitni Windows 10 ili noviji sa verzijom 21H2 ili novijom, ili Windows 11.
   • Virtualizacija mora biti omogućena u BIOS-u (Hyper-V i Windows Container funkcije).
   • Instalacija zahteva najmanje 4GB RAM-a.
2. Preuzmi Docker Desktop instalacioni program: na ovom linku ili poseti stranicu za instalaciju i klikni na dugme “Download Docker Desktop for Windows”.
3. Pokreni instalacioni program (npr. “Docker Desktop Installer.exe”) i prati uputstva na ekranu.
4. Restartuj računar
5. Proveri Docker instalaciju:
   • Otvori terminal (PowerShell ili Command Prompt) i pokreni komandu:

     docker --version

   • Ako vidiš verziju Dockera, to znači da je instalacija uspela.

NAPOMENA:
Postupak instalacije se može menjati od verzije do verzije, te je najbolje pogledati aktuelno stanje na oficijalnoj stranici.

Korišćenje Docker-a

Docker može da se koristi preko preuzete aplikacije Doker Desktop ili preko terminala, evo par najčešćih komandi za terminal:

1. Preuzimanje Docker slike sa Docker Huba

   docker pull :

   Kao npr:

   docker pull nginx:latest

   ili

   docker pull nginx:1.21.0 

2. Kreiranje slike prema uputstvu iz Dokerfile-a

   docker build [OPTIONS] PATH

   U trenutom direktorijumu:

   docker build -t naziv_slike .

   Ako se DockerFile nalazi na nekoj drugoj lokaciji:

   docker build -f /path/to/Dockerfile -t naziv_slike .

   Gde je:

   • -t: Označava (tag) sliku imenom.
   • -f: Navodi put do Dockerfilea.

3. Prikazivanje dostupnih Docker slika

   Naredba docker images se koristi za prikazivanje liste svih Docker slika koje su trenutno sačuvane na vašem lokalnom računaru.

   docker images

   Kada koristite samo docker images bez dodatnih opcija, Docker prikazuje samo najnovije označene slike za svaki repozitorijum. Ovo znači da, ako imate više verzija slike sa različitim oznakama (tagovima), prikazuje se samo poslednja verzija. Kada dodate opciju “-a” ili “–all”, Docker prikazuje sve slike, uključujući sve verzije iste slike kao i tzv. “dangling images” tj. slike koje nemaju oznake i često su rezultat međukoraka tokom procesa građenja slike.

   docker images -a

   Primer

   REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
   my-app              latest              12345               1 week ago          500MB
   my-app              v1.0                67890               2 weeks ago         500MB
    none               none                abcde               3 weeks ago         500MB
   

   Ova opcija omogućava da vidimo sve slike koje su sačuvane na vašem sistemu, što vam pomaže da upravljate prostorom na disku i odlučite koje slike možete obrisati.

4. Pokretanje kontejnera

   docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

   Kao npr.:

   docker run nginx:latest

   ili sa dodatnim opcijama:

   docker run -d -p 8080:80 --name moj-nginx nginx:latest

   Značenje opcija:

   • -d: Pokreće kontejner u pozadini (detached mode)
   • -p: Mapira portove host:container (npr. 8080:80)
   • –name: Dodjeljuje ime “moj-nginx” kontejneru

6. Spisak pokrenutih kontejnera

   docker ps [OPTIONS]

   Npr.

   docker ps

   ili sa dodatnim opcijama:

   docker ps -a

   Opcija -a prikazuje sve kontejnere, uključujući i zaustavljene.

7. Zaustavljanje pokrenutog kontejnera

   docker stop 

   Zaustavljanje po nazivu:

   docker stop moj-nginx

   ili prema id-u:

   docker stop df61c3a9e43b

8. Brisanje kontejnera

   docker rm 

   Brisanje po nazivu:

   docker rm moj-nginx

   NAPOMENA:
   Naredba "docker container prune" sza uklanjanje svih zaustavljenih kontejnera sa vašeg sistema. Ova naredba pomaže u oslobađanju prostora i održavanju urednog Docker okruženja uklanjanjem kontejnera koji više nisu aktivni.

9. Brisanje Docker slike

   docker rmi 

   Npr:

   docker rmi nginx:latest

   NAPOMENA:
   “Dangling” slike su one koje nisu povezane ni sa jednim repozitorijumom ili oznakom (tagom). Obično imaju “none” kao naziv repozitorijuma i oznake. Naredba "docker image prune" se koristi za uklanjanje neupotrebljenih (dangling) Docker slika sa vašeg lokalnog sistema.

10. Izvršavanje naredbe unutar pokrenutog kontejnera:

    docker exec [OPTIONS]  

    Npr.:

    docker exec -it neki_kontejner ls

11. Prikazivanje logova kontejnera:

    docker logs [OPTIONS] 

    Npr. prikazivanje svih logova

    docker logs moj-nginx

    Prikazivanje zadnjih 10 linija loga:

    docker logs -f --tail 10 moj-nginx

Docker Volume

Docker volume je mehanizam za trajno skladištenje podataka generisanih i korišćenih od strane Docker kontejnera. Volumeni omogućavaju da podaci prežive ponovna pokretanja kontejnera, a mogu se deliti između različitih kontejnera. Koriste se za upravljanje podacima na način koji je nezavistan od životnog ciklusa kontejnera.

Ključne karakteristike Docker volumena:

• Trajnost podataka: Podaci smešteni u Docker volumene opstaju čak i kada kontejneri koji ih koriste budu obrisani.
• Deljenje podataka: Više kontejnera može istovremeno koristiti isti volumen, što omogućava deljenje podataka između kontejnera.
• Izolacija podataka: Docker volumeni su izolovani od sistema domaćina (host) i ostalih kontejnera, što doprinosi boljoj sigurnosti i organizaciji podataka.
• Performanse: Docker volumeni obično nude bolje performanse u odnosu na skladištenje podataka direktno na fajl sistemu kontejnera.

Kreiranje i korišćenje Docker volumena:

Kreiranje volumena:

docker volume create my_volume

Pregled postojećih volumena:

docker volume ls

Korišćenje volumena u kontejneru:

Kada kreirate ili pokrećete kontejner, možete montirati volumen koristeći opciju -v ili --mount.

Korišćenje opcije -v:

docker run -d -v my_volume:/app/data my_image

U ovom primeru:

• my_volume je naziv volumena koji montirate.
• /app/data je direktorijum unutar kontejnera gde će volumen biti montiran.
• my_image je Docker slika koju koristite za kreiranje kontejnera.

Korišćenje opcije --mount:

docker run -d --mount source=my_volume,target=/app/data my_image

Ova sintaksa je slična, ali pruža više fleksibilnosti i čitljivosti.

Upravljanje Docker volumenima:

Brisanje volumena:

docker volume rm my_volume

Automatsko brisanje volumena:

Kada želite da uklonite sve nepovezane (dangling) volumene, koristite naredbu:

docker volume prune

Primer upotrebe:

Pretpostavimo da imate aplikaciju koja skladišti podatke u direktorijumu /app/data unutar kontejnera. Želite da osigurate da ti podaci budu trajni i dostupni čak i ako ponovo pokrenete kontejner.

1. Kreirajte Docker volumen:

docker volume create app_data

2. Pokrenite kontejner i montirajte volumen:

docker run -d --name my_app_container -v app_data:/app/data my_app_image

Podaci kreirani u /app/data unutar kontejnera my_app_container biće sačuvani u volumenu app_data, koji možete koristiti sa drugim kontejnerima ili pristupiti direktno ako je potrebno.

Docker Compose

Docker Compose je alat koji olakšava upravljanje višekontejnerskim Docker aplikacijama. Koristeći jednostavni YAML fajl (docker-compose.yml), možemo da definišemo konfiguraciju svih servisa, mreža i volumena koji čine našu aplikaciju, a zatim ih pokrenete i upravljate njima pomoću jedne komande. Docker Compose je uključen u sklopu Docker Dektop instalacije.

ime: John Doe

osoba:
  ime: Jane Doe
  godine: 25

voće:
  - Jabuka
  - Pomorandža
  - Banana

# Ovo je komentar
ključ: vrednost

Primer

U ovome primeru je prikazan doker-compose.yml fajl sa uputstvima za aplikaciju sa dva servisa: frontend (Vue.js aplikacija) i backend (NestJS API):

version: '3'
services:
  backend:
    build: ./backend
    ports:
      - "3000:3000"
  frontend:
    build: ./frontend
    ports:
      - "8080:8080"
    depends_on:
      - backend

Gde je backend servis (NestJS API) opisan u DockerFile:

# Dockerfile za backend

#Koristimo zvaničnu Node.js sliku verzije 18 kao osnovu za kreiranje novog kontejnera
FROM node:18

# Postavljamo radni direktorijum unutar kontejnera na /app
WORKDIR /app

# Kopiramo package.json i package-lock.json u /app direktorijum
COPY package*.json ./

# Instaliramo zavisnosti iz package.json
RUN npm install

# Kopiramo ostatak koda u /app
COPY . .

# Gradimo aplikaciju
RUN npm run build

# Pokrećemo aplikaciju koristeći npm run start:prod
CMD ["npm", "run", "start:prod"]

I frontend servis (Vue.js aplikacija) opisan u DockerFile:

# Dockerfile za frontend

#Koristimo zvaničnu Node.js sliku verzije 18 kao osnovu za kreiranje novog kontejnera
FROM node:18

# Postavljamo radni direktorijum unutar kontejnera na /app
WORKDIR /app

# Kopiramo package.json i package-lock.json u /app direktorijum
COPY package*.json ./

# Instaliramo zavisnosti iz package.json
RUN npm install

# Kopiramo ostatak koda u /app
COPY . .

# Pokrećemo aplikaciju koristeći npm run serve
CMD ["npm", "run", "serve"]

Objašnjenje koraka

• FROM node:18:

  Koristi zvaničnu Node.js sliku verzije 18 kao osnovu za kreiranje novog kontejnera.

• WORKDIR /app:

  Postavlja radni direktorijum na /app. Ako direktorijum postavljen sa WORKDIR ne postoji, Docker ga automatski kreira.

  • Sledeće naredbe u Dockerfile-u će se izvršavati relativno prema ovom direktorijumu.
  • Na primer, ako naredba COPY . . sledi nakon WORKDIR /app, sve datoteke će biti kopirane u /app. COPY, ADD i druge naredbe koje koriste fajl ili direktorijum kao argument oslanjaju se na relativne puteve prema trenutnom radnom direktorijumu.
• COPY package*.json ./:

  Kopira package.json i package-lock.json iz trenutnog direktorijuma na hostu u trenutni radni direktorijum unutar kontejnera (/app).

  • ./ ukazuje na radni direktorijum (postavljen sa WORKDIR).
• RUN npm install:

  Izvršava npm install unutar trenutnog radnog direktorijuma (/app).

  • Instalira sve Node.js zavisnosti prema package.json.
• COPY . .:

  Kopira sav preostali kod iz trenutnog direktorijuma na hostu u trenutni radni direktorijum unutar kontejnera (/app).

• CMD [“npm”, “start”]:

  Postavlja komandnu liniju za pokretanje aplikacije koristeći npm start.

Struktura projekta:

project
│
├── docker-compose.yml
├── backend
│   ├── Dockerfile
│   └── src
│       └── main.ts
│   └── package.json
└── frontend
    ├── Dockerfile
    └── src
        └── main.js
    └── package.json

Za pokretanje apilikacije je potrebno da se u terminalu “prebacimo” do lokacije projekta:

cd project

A zatim pokrenemo Docker Compose na sledeći način:

docker-compose up -d

Nakon čega možemo da pogledamo aplikaciju u pretraživaču:

 http://localhost:8080