Como Docker funciona

05/01/2025

Como Docker funciona

O que precisamos entender

O que são Containers?

Containers são unidades padronizadas de software que empacotam código e todas suas dependências, garantindo uma execução consistente ao escalar containers idênticos e imutáveis. Containers proporcionam uma forma de virtualização leve e rápida ao isolar processos e recursos enquanto compartilham o mesmo kernel do sistema operacional sem a necessidade de um Hypervisor ou múltiplas instâncias do sistema operacional, ao contrário do que é feito ao utilizar máquinas virtuais. Outra característica interessante, é o isolamento entre os containers, cada container, a não ser que seja explicitamente configurado para isto, só tem acesso aos seus próprios recursos, tornando tudo mais seguro.

Containers são:

  • Leves
  • Portáteis
  • Escaláveis
  • Imutáveis
  • Descartáveis

Docker VS VMs

Container Runtimes

Docker foi uma ferramenta criada pela dotCloud em 2013 para solucionar um problema interno, utilizando parte da estrutura de containers do Linux e outros componentes, posteriormente se tornando Open Source através da Open Containers Initiative (OCI). Com a popularização a dotCloud foi renomeada para Docker Inc.

Docker é uma ferramenta completa de gerenciamento de rede, disco e imagens com uma arquitetura cliente servidor. Docker também contém um Daemon, uma ferramenta centralizadora que faz a gestão dos containers e imagens, este Daemon se torna então um ponto único de falha (SPof), pois caso ele pare de executar, todos os containers param junto, algo que já não acontece em outras runtimes como o Podman, outro ponto conturbado sobre o daemon Docker, é o fato de ele por padrão ter acesso de root na máquina host, o que em casos de invasão em algum dos containers, pode dar acesso a partes importantes do sistema operacional host, porém já é possível configurar o Docker como Rootless para evitar este tipo de vulnerabilidade, mas tenha em mente que esta não é a configuração padrão.

Docker Architecture

Outras ferramentas da Docker Inc

Além do Docker em si, a Docker Inc. contém alguma outras ferramentas que podem ser úteis para o desenvolvimento utilizando containers.

  • Docker Desktop
  • Docker Hub
  • Docker Build Cloud
  • Docker Scout
  • Docker AI
  • TestContainers
  • Tilt

Namespaces

Usado para isolamento de processos, usuários, rede, file system, etc. cada container tem seu próprio namespace.

Cgroups

Usado para limitar e isolar recursos, exemplo: Esse processo/namespace vai utilizar só:

  • memory=500mb
  • cpu_shares=512

Overlay File Systems (OFS)

Usado para criar e modificar imagens, através deste mecanismo que o docker reutiliza camadas/partes (layers) de um uma imagem ou dependências em todos os containers que precisarem, sem a necessidade de duplicar a informação

o container contem uma parte com comada(s) de estado imutável, e uma de leitura e escrita

Dockerfile

descrição de quais os comandos serão executados ao criar o container para que ele funcione da forma esperada

FROM: ubuntu:latest
RUN: ./build-script
EXPOSE: 8080

a cada nova execução o Dockerfile é gerada uma nova imagem

todas as imagens ficam armazenadas no registry para poderem ser reutilizadas no futuro.

ao executar o Dockerfile, é feito um pull desta imagem

ao efetuar um commit dentro de uma imagem docker, é possível gerar uma imagem nova a partir de uma já existe em execução, tirando proveito dos dados presentes na camada de leitura e escrita, assim feito um push desta imagem (tipo Git, um grande repo de imagens).

Client - Host

  • Host

    • Daemon - API
    • Network (entre containers)
    • Volumes (fora do container, dado persistente)
    • Cache (registry)

  • Client

    • Containers
    • Volumes
    • Network
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