Concepts clés de Docker : images, conteneurs, registres

La technologie Docker s’appuie sur trois éléments fondamentaux : les images, les conteneurs et les registres. Chacun contribue de manière déterminante au fonctionnement de l’écosystème Docker. Ce chapitre vous propose de les découvrir plus en détail.

Les images Docker

Une image Docker est un modèle immuable qui contient tout le nécessaire pour exécuter une application, y compris :

• Le code de l'application.
• Les bibliothèques nécessaires.
• Les dépendances.
• Les fichiers système.

Les images servent de point de départ pour créer des conteneurs. Les caractéristiques clés des images sont :

• L'immuabilité : une fois créée, une image ne peut pas être modifiée. Toute modification nécessite de créer une nouvelle version.
• La hiérarchisation : les images sont construites en couches superposées (une couche par instruction dans un fichier appelé Dockerfile.

Les Dockerfiles jouent un rôle crucial dans l'écosystème Docker. Un Dockerfile est un script composé de plusieurs commandes en ligne, chacune d'entre elles ajoutant une couche à l'image Docker. Cela commence généralement par une instruction FROM pour définir l'image de base, suivie de commandes telles que COPY ou ADD pour inclure des fichiers dans l'image, RUN pour exécuter des commandes de configuration, et CMD ou ENTRYPOINT pour spécifier la commande par défaut exécutée lors du lancement du conteneur. Ce processus permet de créer des images Docker personnalisées et réutilisables, garantissant une standardisation et une automatisation efficaces dans le déploiement des applications.

Voici quelques exemples de Dockerfile pour différentes utilisations. Chaque exemple démontre comment créer une image Docker pour une application ou un service spécifique.

Dockerfile pour une application Web basique en Node.js

# Utiliser l'image de base officielle Node.js 
FROM node:14

# Définir le répertoire de travail dans le conteneur 
WORKDIR /usr/src/app

# Copier les fichiers de dépendances 
COPY package*.json ./

# Installer les dépendances 
RUN npm install

# Copier tous les fichiers de l'application dans le conteneur 
COPY . .

# Exposer le port sur lequel l'application va s'exécuter 
EXPOSE 8080

# Commande pour démarrer l'application 
CMD ["node", "app.js"]

Dockerfile pour une application Python/Flask

# Image de base avec Python 3 
FROM python:3.8

# Définir le répertoire de travail 
WORKDIR /app

# Copier les fichiers requis pour l'installation des dépendances 
COPY requirements.txt .

# Installer les dépendances 
RUN pip install -r requirements.txt

# Copier le reste des fichiers de l'application 
COPY . .

# Exposer le port de l'application 
EXPOSE 5000

# Commande pour démarrer l'application Flask 
CMD ["python", "app.py"]

Les conteneurs Docker

Un conteneur est une instance en cours d’exécution d’une image Docker. Il représente un environnement isolé où une application fonctionne avec ses dépendances.

Chaque conteneur s'exécute indépendamment des autres, avec ses propres processus, mémoire, et réseau. Ils peuvent être temporaires (arrêtés ou supprimés après utilisation) ou conservés pour un usage prolongé.

Un conteneur est une instance en cours d'exécution d'une image Docker. Il représente un environnement isolé contenant une application ainsi que toutes les dépendances nécessaires à son fonctionnement.

Chaque conteneur fonctionne de manière indépendante, avec ses propres processus, sa mémoire et son réseau. Il peut être temporaire (arrêté ou supprimé après usage) ou conservé pour un fonctionnement long terme.

Différence entre un conteneur et une machine virtuelle (VM)

Il est essentiel de distinguer un conteneur d'une machine virtuelle, car bien qu'ils permettent tous deux d'isoler des environnements, leur fonctionnement interne est très différent :

Une machine virtuelle :

• Repose sur un hyperviseur (VirtualBox, VMware, KVM…)
• Embarque un système d'exploitation complet invite
• Est plus lourde en ressources (CPU, RAM, stockage)
• Voit son temps de démarrage plus lent
• Isolation forte

Un conteneur Docker, lui :

• Repose sur le noyau du système hôte (pas d’OS complet interne)
• Est beaucoup plus léger et rapide à démarrer
• Utilise des fonctionnalités du noyau : namespaces, cgroups, overlay filesystems…
• A une isolation suffisante pour de nombreuses applications
• Permet un déploiement massif et rapide

Nous aborderons en détail l'utilisation des images et des conteneurs dans un chapitre ultérieur.

Le rôle des registries Docker dans la conteneurisation

Un Docker Registry est un composant essentiel de l'écosystème de conteneurisation, agissant comme un entrepôt central pour les images Docker. Ces registries peuvent être publics ou privés, offrant une flexibilité considérable pour les différents besoins des utilisateurs et des organisations. Dans un registry public comme Docker Hub, les développeurs du monde entier peuvent partager librement leurs images Docker, permettant ainsi une collaboration et une innovation accrues. Cela rend les technologies et applications les plus récentes facilement accessibles à tous.

Par contre, les registries Docker privés offrent un contrôle plus strict et une sécurité renforcée, ce qui est crucial pour les entreprises qui manipulent des données sensibles ou des applications critiques. Ils permettent aux équipes de développement de stocker et de gérer en toute sécurité leurs propres images Docker, en s'assurant que seuls les utilisateurs autorisés peuvent y accéder et les déployer. La commande docker push est utilisée pour envoyer des images vers un registry, tandis que docker pull permet de les récupérer, facilitant ainsi la gestion des déploiements d'applications et la standardisation des environnements.

Docker Hub : un pilier de la communauté Docker

Docker Hub, le registry Docker public par excellence, joue un rôle pivot dans la communauté Docker. Il sert de bibliothèque centrale où des milliers d'images Docker sont disponibles, allant des images officielles maintenues par les développeurs des technologies respectives, à des images créées par la communauté. Ces images couvrent un large éventail de besoins, des systèmes d'exploitation de base et des langages de programmation, à des applications complexes et des frameworks de développement.

Par exemple, un utilisateur peut télécharger une image de base de données PostgreSQL avec docker pull postgres, ou obtenir une image de l'environnement de runtime Node.js en exécutant docker pull node. Docker Hub facilite également l'intégration et le déploiement continus grâce à ses fonctionnalités de build automatique, permettant aux développeurs de connecter leurs dépôts GitHub ou Bitbucket pour automatiser la création d'images Docker à partir du code source.

Les repositories privés offrent une option pour les entreprises qui ont besoin de stocker leurs images de manière sécurisée, tout en bénéficiant de la commodité et de la facilité d'accès qu'offre Docker Hub.

Utiliser Docker Hub : pratiques et considérations

Pour les développeurs et les administrateurs système, Docker Hub s'avère être un outil inestimable, simplifiant considérablement le processus de déploiement et de gestion des applications conteneurisées. L'accès instantané à un vaste éventail d'images Docker prédéfinies accélère le développement et le déploiement des applications, économisant un temps précieux et des ressources.

Les images de Docker Hub peuvent être utilisées comme bases pour construire des applications plus complexes, en les personnalisant et en ajoutant des couches spécifiques au projet via des Dockerfiles. Toutefois, il est crucial de procéder à une évaluation de sécurité approfondie lors de l'utilisation d'images provenant de sources publiques.

Les développeurs doivent s'assurer de la fiabilité et de la maintenance régulière des images, en examinant les configurations et en mettant à jour les images pour prévenir toute vulnérabilité potentielle. De plus, pour des raisons de performance et de conformité, il peut être judicieux de créer et de maintenir des images personnalisées pour les applications critiques, en les stockant dans des repositories privés sur Docker Hub ou dans un registry Docker privé.

En somme, les registries Docker, et en particulier Docker Hub, sont des composants vitaux qui alimentent l'écosystème de conteneurisation. Ils offrent un équilibre entre accessibilité, collaboration, sécurité et contrôle, jouant un rôle majeur dans la manière dont les applications modernes sont construites, déployées et gérées.