Dans le monde du développement logiciel moderne, l’efficacité et la cohérence sont essentielles. Les équipes de développement et d’exploitation ont besoin de solutions qui les aident à gérer, déployer et exécuter des applications de manière fluide à travers différents environnements.

Les conteneurs et Docker sont des technologies qui ont révolutionné la manière dont les logiciels sont construits, testés et déployés.

Que vous soyez nouveau dans le monde de la technologie ou que vous cherchiez simplement à comprendre les bases de Docker, cet article vous guidera à travers les éléments essentiels.

Table des matières

Quels sont les conteneurs?

Avant de plonger dans Docker, comprenons d’abord les conteneurs. Imaginez que vous travaillez sur un projet et que votre application fonctionne parfaitement sur votre ordinateur portable. Mais lorsque vous essayez d’exécuter la même application sur une machine différente, elle échoue. Cela est souvent dû à des différences dans les environnements : des systèmes d’exploitation différents, des versions de logiciels installés ou des configurations différentes.

Les conteneurs résolvent ce problème en empaquetant une application et toutes ses dépendances comme des bibliothèques, des frameworks et des fichiers de configuration dans une unité unique et normalisée. Cela garantit que l’application s’exécute de la même manière, peu importe où elle est déployée, que ce soit sur votre ordinateur portable, un serveur ou dans le cloud.

Caractéristiques clés des conteneurs :

  • Légers : Les conteneurs partagent le noyau du système hôte, contrairement aux machines virtuelles (VM) qui nécessitent des instances OS séparées, les rendant plus rapides et plus efficaces.

  • Portable: Une fois construit, un conteneur peut fonctionner de manière cohérente dans différents environnements.

  • Isolé: Les conteneurs s’exécutent dans des processus isolés, ce qui signifie qu’ils n’interfèrent pas avec d’autres applications s’exécutant sur le même système.

Qu’est-ce que Docker?

Maintenant que nous comprenons les conteneurs, parlons de Docker, la plateforme qui a rendu les conteneurs courants.

Docker est un outil open source conçu pour simplifier le processus de création, de gestion et de déploiement des conteneurs. Lancé en 2013, Docker est rapidement devenu la solution de référence pour la conteneurisation en raison de sa facilité d’utilisation, de son support communautaire et de son écosystème puissant d’outils.

Concepts clés dans Docker

  1. Images Docker: Pensez à une image Docker comme un plan pour votre conteneur. Elle contient tout ce dont vous avez besoin pour exécuter l’application, y compris le code, les bibliothèques et les dépendances système. Les images sont construites à partir d’un ensemble d’instructions écrites dans un Dockerfile.

  2. Conteneurs Docker : Un conteneur est une instance en cours d’exécution d’une image Docker. Lorsque vous créez et démarrez un conteneur, Docker lance l’image dans un environnement isolé où votre application peut s’exécuter.

  3. Fichier Dockerfile : Il s’agit d’un fichier texte contenant les étapes nécessaires à la création d’une image Docker. C’est là que vous définissez à quoi ressemblera votre conteneur, y compris l’image de base, le code de l’application et toutes les dépendances supplémentaires.

  4. Docker Hub : Docker Hub est un registre public où les développeurs peuvent partager et accéder à des images préconstruites. Si vous travaillez sur une application ou une pile technologique commune, il y a de fortes chances qu’une image soit déjà disponible sur Docker Hub, ce qui vous fait gagner du temps.

  5. Docker Compose: Pour les applications qui nécessitent plusieurs conteneurs (par exemple, un serveur web et une base de données), Docker Compose vous permet de définir et de gérer des environnements multi-conteneurs à l’aide d’un simple fichier YAML.

Why Docker?

Docker doit sa popularité à sa capacité à résoudre une variété de défis auxquels les développeurs sont confrontés aujourd’hui :

  • Consistance à travers les environnements : les développeurs peuvent « construire une fois, exécuter n’importe où », garantissant que la même application fonctionne de la même manière dans différents environnements, du développement local à la production.

  • Vitesse : les conteneurs Docker sont rapides à démarrer et à arrêter, ce qui les rend idéaux pour les tests et les pipelines de déploiement.

  • Utilisation efficace des ressources : étant donné que les conteneurs partagent les ressources du système hôte de manière plus efficace que les machines virtuelles, ils réduisent les frais généraux et permettent une plus grande densité dans les déploiements.

  • Contrôle de version pour vos applications : Docker vous permet de contrôler les versions non seulement de votre code, mais aussi de l’environnement dans lequel votre code s’exécute. Cela est particulièrement utile pour revenir à des versions antérieures ou déboguer des problèmes en production.

L’architecture de Docker

Lorsque vous commencez à utiliser Docker, vous pouvez le considérer comme une boîte qui « fonctionne simplement ». Bien que cela soit suffisant pour commencer, une compréhension plus approfondie de l’architecture de Docker vous aidera à résoudre les problèmes, optimiser les performances et prendre des décisions éclairées sur votre stratégie de conteneurisation.

L’architecture de Docker est conçue pour assurer l’efficacité, la flexibilité et la scalabilité. Elle est composée de plusieurs composants qui travaillent ensemble pour créer, gérer et exécuter des conteneurs. Jetons un coup d’œil plus attentif à chacun de ces composants.

Architecture de Docker : Composants clés

L’architecture de Docker est construite autour d’un modèle client-serveur qui inclut les composants suivants

  • Client Docker

  • Démon Docker (dockerd)

  • Moteur Docker

  • Images Docker

  • Conteneurs Docker

  • Registres Docker

1. Client Docker

Le Client Docker est le principal moyen par lequel les utilisateurs interagissent avec Docker. C’est un outil en ligne de commande qui envoie des instructions au Démon Docker (que nous verrons ensuite) en utilisant des API REST. Des commandes telles que docker build, docker pull et docker run sont exécutées à partir du Client Docker.

Lorsque vous saisissez une commande comme docker run nginx, le Client Docker traduit cela en une demande que le Démon Docker peut comprendre et exécuter. Essentiellement, le Client Docker agit comme une interface pour interagir avec les composants backend plus complexes de Docker.

2. Démon Docker (dockerd)

Le Démon Docker, également connu sous le nom de dockerd, est le cerveau de toute l’opération Docker. C’est un processus en arrière-plan qui écoute les demandes du Client Docker et gère les objets Docker tels que les conteneurs, les images, les réseaux et les volumes.

Voici ce pour quoi le Démon Docker est responsable

  • Construction et exécution des conteneurs: Lorsque le client envoie une commande pour exécuter un conteneur, le démon récupère l’image, crée le conteneur et le démarre.

  • Gestion des ressources Docker: Le démon gère des tâches telles que les configurations réseau et la gestion des volumes.

  • Le démon Docker s’exécute sur la machine hôte et communique avec le client Docker en utilisant une API REST, des sockets Unix ou une interface réseau. Il est également responsable de l’interaction avec les moteurs d’exécution de conteneurs, qui gèrent l’exécution réelle des conteneurs.

3. Moteur Docker

Le Moteur Docker est la partie centrale de Docker. C’est ce qui fait fonctionner l’ensemble de la plateforme, combinant le client, le démon et le moteur d’exécution de conteneurs. Le Moteur Docker peut s’exécuter sur différents systèmes d’exploitation, y compris Linux, Windows et macOS.

Il existe deux versions du Moteur Docker

  • Docker CE (Community Edition): Il s’agit de la version gratuite et open-source de Docker largement utilisée pour des projets personnels et de petite envergure.

  • Docker EE (Enterprise Edition): La version payante de niveau entreprise de Docker est livrée avec des fonctionnalités supplémentaires telles que la sécurité renforcée, le support et la certification.

Le moteur Docker simplifie les complexités de l’orchestration de conteneurs en intégrant les différents composants nécessaires pour construire, exécuter et gérer les conteneurs.

4. Images Docker

Une Image Docker est un modèle en lecture seule qui contient tout ce dont votre application a besoin pour s’exécuter : code, bibliothèques, dépendances et configurations. Les images sont les blocs de construction des conteneurs. Lorsque vous exécutez un conteneur, vous créez essentiellement une couche inscriptible sur une image Docker.

Les Images Docker sont généralement construites à partir de Dockerfiles, qui sont des fichiers texte contenant des instructions sur la manière de construire l’image. Par exemple, un Dockerfile de base pourrait commencer par une image de base comme nginx ou ubuntu et inclure des commandes pour copier des fichiers, installer des dépendances ou définir des variables d’environnement.

Voici un exemple simple de Dockerfile

dockerfileCopy codeFROM nginx:latest
COPY ./html /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80

Dans cet exemple, nous utilisons l’image officielle de Nginx comme base et copions nos fichiers HTML locaux dans le répertoire web du conteneur.

Une fois l’image construite, elle peut être stockée dans un Registre Docker et partagée avec d’autres.

5. Conteneurs Docker

Un Conteneur Docker est une instance en cours d’exécution d’une Image Docker. Il est léger et isolé des autres conteneurs, mais partage le noyau du système d’exploitation hôte. Chaque conteneur a son propre système de fichiers, allocation mémoire, CPU et paramètres réseau, ce qui le rend portable et reproductible.

Les conteneurs peuvent être créés, démarrés, arrêtés et détruits, et ils peuvent même être persistés entre les redémarrages. Comme les conteneurs sont basés sur des images, ils garantissent que les applications se comporteront de la même manière où qu’elles soient exécutées.

Quelques caractéristiques clés des conteneurs Docker :

  • Isolation : Les conteneurs sont isolés les uns des autres et de l’hôte, mais ils partagent toujours le même noyau OS.

  • Portabilité : Les conteneurs peuvent s’exécuter n’importe où, que ce soit sur votre machine locale, une machine virtuelle ou un fournisseur de cloud.

6. Registres Docker

Un Registre Docker est un endroit centralisé où les images Docker sont stockées et distribuées. Le registre le plus populaire est Docker Hub, qui héberge des millions d’images disponibles publiquement. Les organisations peuvent également mettre en place des registres privés pour stocker et distribuer leurs propres images de manière sécurisée.

Les Registres Docker fournissent plusieurs fonctionnalités clés :

  • Versionnage des images : Les images sont versionnées à l’aide de tags, ce qui facilite la gestion des différentes versions d’une application.

  • Contrôle d’accès: les registres peuvent être publics ou privés, avec un contrôle d’accès basé sur les rôles pour gérer qui peut extraire ou pousser des images.

  • Distribution: les images peuvent être extraites d’un registre et déployées n’importe où, facilitant le partage et la réutilisation d’applications conteneurisées.

Container Runtime de Docker : containerd

Un développement récent important dans l’architecture de Docker est l’utilisation de containerd. Docker avait autrefois son propre runtime de conteneur, mais il utilise maintenant containerd, un runtime de conteneur qui suit les normes de l’industrie et est également utilisé par d’autres plateformes comme Kubernetes.

  1. containerd est responsable de

    • Démarrer et arrêter les conteneurs

    • Gérer le stockage et le réseau des conteneurs

    • Extraire des images de conteneurs des registres

En séparant le moteur de conteneur des fonctionnalités de plus haut niveau de Docker, Docker est devenu plus modulaire, permettant à d’autres outils d’utiliser containerd tandis que Docker se concentre sur les fonctionnalités orientées utilisateur.

Comment créer un conteneur simple en utilisant Docker

Télécharger l’image Linux

Commencez par télécharger l’image alpine depuis Docker Hub. L’image alpine est une distribution Linux minimale, conçue pour être légère et rapide.

Exécutez la commande suivante:

docker pull alpine

Cela téléchargera l’image alpine sur votre système local.

Exécuter le conteneur

Créez et démarrez un conteneur en utilisant l’image alpine. Nous lancerons également une session de terminal à l’intérieur du conteneur.

docker run -it alpine /bin/sh

Voici ce que signifie chaque option:

  • docker run: Crée et démarre un nouveau conteneur.

  • -it: Vous permet d’interagir avec le conteneur (mode interactif + terminal).

  • alpine: Spécifie l’image à utiliser.

  • /bin/sh: Spécifie la commande à exécuter à l’intérieur du conteneur (une session shell dans ce cas).

Explorer le conteneur

Une fois que le conteneur est en cours d’exécution, vous verrez un invite de commande qui ressemble à ceci

/ #

Cela indique que vous êtes à l’intérieur du conteneur Alpine Linux. Vous pouvez maintenant exécuter des commandes Linux. Par exemple :

Vérifiez le répertoire actuel :

pwd

Listez les fichiers dans le répertoire :

ls

Sortie : Une structure de répertoire minimale, car Alpine est une image légère.

Vous pouvez également installer un paquet (Alpine utilise apk comme son gestionnaire de paquets) :

apk add curl

Quitter le conteneur

Lorsque vous avez terminé d’explorer, tapez exit pour fermer la session et arrêter le conteneur

bashCopy codeexit

Accéder au conteneur après qu’il soit arrêté

Si vous souhaitez accéder à nouveau au conteneur après l’avoir arrêté, vous pouvez utiliser cette commande pour lister tous les conteneurs (y compris ceux qui sont arrêtés) :

docker ps -a

Vous verrez une liste de conteneurs avec leurs ID et statuts, puis vous pouvez démarrer le conteneur arrêté :

docker start <container-id>

Vous pouvez vous attacher au shell du conteneur en utilisant cette commande :

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

Si vous n’avez plus besoin du conteneur, vous pouvez le supprimer

  1. Arrêter le conteneur (s’il est encore en cours d’exécution) :

     docker stop <container-id>

  2. Supprimer le conteneur:

     docker rm <identifiant-du-conteneur>

Recapitulatif des commandes clés de Docker

Commande Description
docker pull alpine Télécharge l’image Alpine Linux.
docker run -it alpine /bin/sh Crée et démarre un conteneur interactif.
docker ps -a Liste tous les conteneurs (en cours d’exécution et arrêtés).
docker start <identifiant-du-conteneur> Démarre un conteneur arrêté.
docker exec -it <identifiant-du-conteneur> Se connecte à un conteneur en cours d’exécution.
docker stop <identifiant-du-conteneur> Arrête un conteneur en cours d’exécution.
docker rm <identifiant-du-conteneur> Supprime un conteneur arrêté.

En conclusion

Maintenant que vous avez acquis une compréhension de base, il est temps de mettre vos connaissances en pratique. Commencez à expérimenter avec Docker, créez votre premier conteneur et explorez son vaste écosystème.

Vous verrez bientôt pourquoi Docker est devenu un pilier du DevOps moderne et de l’ingénierie logicielle.

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