تصور کنید هنگام طراحی و توسعه یک نرم‌افزار، بتوانید آن را همراه با تمامی مولفه‌هایش بسته‌کنید و را بدون نگرانی از ناسازگاری با محیط جدید، به هر مکانی که دوست دارید انتقال دهید. این دقیقا همان کاری است که داکر انجام می‌دهد؛ نوعی پلتفرم متن‌باز که به شما کمک می‌کند از طریق مجازی‌سازی در سطح سیستم‌عامل، نرم‌افزارها را به‌صورت بسته‌های قابل‌حمل به‌نام «کانتینر» ارائه کنید. بیراه نیست اگر داکر را انقلابی کوچک در صنعت توسعه نرم‌افزار بدانیم!
اگر به حوزه خدمات مجازی سازی شبکه علاقه‌مند هستید و می‌خواهید با داکر و گستره کاربردهای آن آشنا شوید، توصیه می‌کنیم این مطلب فالنیک را از دست ندهید. در ادامه، پس از مروری کوتاه بر مفهوم Docker و پاسخ به این سوال که داکر چیست، کمی درباره کانتینر با شما صحبت می‌کنیم و سپس، سراغ مزایا و معایب، موارد استفاده و اجزای داکر می‌رویم. پس، حتما تا انتها با ما همراه باشید.
فهرست محتوا
Docker چیست و چه کاربردهایی دارد؟
همان‌طور که گفته شد، داکر یک پلتفرم متن‌باز که به توسعه‌دهندگان نرم‌افزار کمک می‌کند که اپلیکیشن‌های خود را به بسته‌های مستقل و ایزوله‌ای به‌نام «کانتینتر» تبدیل کنند. تمامی اجزای یک اپلیکیشن مانند کد منبع، تنظیمات و کتابخانهها، در این کانتینرها قرار می‌گیرند. شما می‌توانید کانتینرهای داکر را در هر محیطی که داکر نصب شده‌است، اجرا کرده و به‌راحتی اپلیکیشن‌ها را جابه‌جا کنید.
برای درک بهتر مفهوم داکر، این مثال را در نظر بگیرید: فرض کنید می‌خواهید کیک بپزید. در این حالت، داکر جعبه‌ای مخصوص است که می‌توانید همه مواد لازم برای پخت کیک (آرد، تخم‌مرغ، شکر و …) را در آن قرار دهید؛ سپس، مواد اولیه‌تان را به هر آشپزخانه‌ای که می‌خواهید ببرید و با آن مواد، کیک دلخواهتان را بپزید. در دنیای نرم‌افزار نیز، داکر این امکان را فراهم می‌کند که اپلیکیشن‌ها را به همراه تمام مولفه‌هایشان در یک بسته قرار دهیم و این بسته را به هر محیطی که می‌خواهیم منتقل کنیم.
توجه داشته‌باشید که وقتی از داکر صحبت می‌کنیم، غالبا منظورمان داکر انجین (Docker Engine)، موتور اجرایی ساخت و اجرای کانتینرها است. در حالی که کلمه Docker به شرکت توسعه‌دهنده این ابزار و پروژه متن‌باز مرتبط با آن که بسیاری از افراد و سازمان‌ها در توسعه آن مشارکت دارند، اشاره می‌کند. به منظور سهولت بیشتر، ما در ادامه از کلمه داکر استفاده خواهیم کرد.
کانتینر چیست؟
در پاسخ به سوال داکر چیست، به مفهومی موسوم به کانتینر اشاره کردیم. از آنجایی که این مفهوم ارتباطی تنگاتنگ با داکر دارد، بد نیست که کمی هم درباره آن صحبت کنیم. کانتینر در واقع یک محیط ایزوله و قابل حمل است که این امکان را برای شما فراهم می‌کند که یک نرم‌افزار و مولفه‌های مربوط به آن (مانند کتابخانهها و تنظیمات) را در یک محیط ایزوله و مستقل قرار دهید.
این محیط که گاهی اوقات به آن Sandbox نیز گفته می‌شود، تضمین می‌کند که نرم‌افزار مورد نظر شما بدون هرگونه وابستگی به سیستم‌عاملی خاص یا سایر نرم‌افزارها، در هر محیطی به‌درستی اجرا خواهد شد. با استفاده از کانتینرها، شما می‌توانید اپلیکیشن‌های مختلف را روی یک سرور میزبانی کنید؛ حتی اگر این برنامه‌ها به سیستم‌عامل‌ها یا کتابخانه‌های متفاوتی نیاز داشته باشند. این مسئله به شما کمک می‌کند منابع خود را بهینه کنید و هزینه‌های زیرساختی را کاهش دهید.
پیشنهاد مطالعه اول: آشنایی کامل با مفهوم کانتینرها ؛ کاربردها، مزایا و معایب
چرا باید از داکر استفاده کرد؟
امروزه، اجرا و پیاده‌سازی نرم‌افزارها در محیط‌های مختلف، به یک چالش بسیار بزرگ تبدیل شده‌است. قطعا شما هم مثل هر توسعه‌دهنده دیگری به پلتفرمی نیاز دارید که فرایند توسعه را ساده‌تر کند و به شما کمک کند که نرم‌افزارها را بدون هیچ‌گونه وابستگی یا مشکل در اجرا، به سرور منتقل کنید. داکر همین پلتفرم مورد نیاز شما است که بسیاری عقیده دارند، انقلابی در حوزه توسعه نرم‌افزار ایجاد کرده‌است. در ادامه، تعدادی از مهم‌ترین دلایل استفاده از داکر را به شما معرفی می‌کنیم:
تسریع در توسعه و استقرار نرم‌افزار
داکر این امکان را برای شما فراهم می‌کند که نرم‌افزارها و مولفه‌های مربوط به آن‌ها را در قالب یک بسته سبک و قابل حمل ارائه کنید. از این طریق، کدها سریع‌تر و با اطمینان بیشتری به محیط مورد نظرتان منتقل می‌شوند. به‌علاوه، کانتینرهای داکر، مستقل از پلتفرم و سیستم‌عامل، بر روی هر سیستمی که داکر انجین نصب شده باشد، قابل اجرا هستند.
بهینه‌سازی منابع سیستم
با استفاده از داکر، شما می‌توانید چندین کانتینر را روی یک میزبان اجرا کنید و در نتیجه، حداکثر بهره را از منابع سخت‌افزاری ببرید. در این حالت، هر کانتینر تنها بخش‌های مورد نیاز خود از منابع را مصرف می‌کند که به‌موجب آن هزینه‌های زیرساختی کاهش و کارایی سیستم‌ها افزایش پیدا می‌کند.
انعطاف‌پذیری در معماری میکروسرویس‌ها
از آنجایی که داکر از معماری میکروسرویس‌ها پشتیبانی می‌کند، با استفاده از آن شما می‌توانید اجزای مختلف یک برنامه را به‌صورت ایزوله اجرا کنید. این امر باعث بهبود مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری می‌شود و احتمال خرابی کل سیستم به‌خاطر نقص در یکی از اجزا را کاهش می‌دهد.
افزایش امنیت نرم‌افزارها
کانتینرهای داکر به‌صورت پیش‌فرض از سیستم میزبان جدا هستند و فقط به منابعی که برایشان مشخص شده‌است، دسترسی دارند. این ایزوله‌سازی باعث افزایش امنیت نرم‌افزارها می‌شود؛ چون در صورت وقوع حمله، فقط یک کانتینر (همان کانتینری که مورد حمله قرار گرفته‌است)، آسیب می‌بیند.
مدیریت ساده نسخه‌ها و همکاری تیمی
با توجه به اینکه داکر نسخه نرم‌افزارها و مولفه‌های مربوط به آن را کنترل می‌کند، با استفاده از این پلتفرم اطمینان دارید که همه تیم‌های شما به نسخه مشابهی از نرم‌افزار دسترسی دارند. این قابلیت، همکاری بین تیم‌های توسعه و تیم‌های عملیاتی را تسهیل می‌کند و احتمال بروز ناسازگاری‌های احتمالی را کاهش می‌دهد.
سرعت بالا در اجرا و مقیاس‌پذیری
کانتینرهای داکر در مقایسه با ماشین‌های مجازی بسیار سریع‌تر اجرا می‌شوند. برای آنکه شما بتوانید از یک ماشین مجازی استفاده کنید، ابتدا باید سیستم مجازی‌شده ایجاد و سیستم‌عامل بوت شود. اما کانتینرها فقط اپلیکیشن‌هایی را که در خود دارند، اجرا می‌کنند که این مسئله به‌نوبه خود، کارایی و سرعت را بهبود می‌بخشد.
مهم‌ترین اجزا و مولفه‌های داکر کدام‌اند؟
داکر از معماری کلاینت/سرور استفاده می‌کند و از مولفه‌های مختلفی تشکیل شده‌است که در ادامه به‌طور خلاصه آن‌ها را معرفی می‌کنیم:
- Docker Engine یا موتور داکر، یک اپلیکیشن کلاینت/ سرور است که از اجزای مختلفی مثل دیمون داکر (daemon) برای مدیریت کانتینرها، رابط API و خط فرمان CLI برای ارتباط با دیمون تشکیل شده‌است.
- Docker Host یا میزبان داکر، یک ماشین فیزیکی یا مجازی است که سیستم‌عامل سازگار با Docker Engine روی آن اجرا می‌شود.
- Docker Images یا تصاویر داکر که تمامی مولفه‌های لازم برای اجرای یک برنامه از جمله کد برنامه، ابزارها، کتابخانهها و… را در خود جا می‌دهد. در واقع، تصاویر داکر نسخه‌ای آماده برای اجرای برنامه‌ها هستند که بعد از اجرا، به یک یا چند کانتینر تبدیل می‌شوند.
- Docker containers یا کانتینرهای داکر، نمونه‌های لایو و در حال اجرای تصاویر داکر هستند. بر خلاف Docker images که صرفا فایل‌هایی قابل خواندن هستند، شما می‌توانید در تنظیمات و شرایط این کانتینرها تغییراتی ایجاد کنید.
- Dockerfile یا فایل داکر، یک فایل متنی ساده است که در آن دستورالعمل‌هایی برای ساخت تصاویر داکر قرار دارد.
- Docker Hub یا داکر هاب، کتاب‌خانه‌ای بزرگ و جامع از تصاویر کانتینری است. در این پلتفرم بیش از 100 هزار تصویر نگهداری می‌شود که توسط سایر توسعه‌دهندگان و شرکت‌ها ایجاد شده‌اند. شما می‌توانید تصاویری را که خودتان ایجاد کرده‌اید، در این کتاب‌خانه آپلود کنید و یا از تصاویر موجود، برای آغاز توسعه یک نرم‌افزار استفاده کنید.
- Docker Compose ابزاری برای مدیریت برنامه‌های چندکانتینری است که همه کانتینرها را روی یک میزبان مدیریت می‌کند.
- Docker build، دستوری با قابلیت‌ها و ویژگی‌های مورد نیاز برای ساخت تصاویر داکر است.
- Docker registry، سیستمی برای ذخیره‌سازی و توزیع تصاویر داکر است. با استفاده از این مولفه، شما می‌توانید تصاویر را برچسب‌گذاری کنید و از این طریق، موارد دلخواهتان را ردیابی و شناسایی کنید.
- Docker Desktop، اپلیکیشنی برای سیستم‌عامل ویندوز یا مک است که ابزارهای اصلی داکر مانند داکر انجین، Docker Compose، CLI و… را دربرمی‌گیرد و دسترسی به داکر هاب را فراهم می‌کند.
- افزونه‌ها و پلاگین‌ها امکان اضافه‌کردن قابلیت‌های جدید به داکر را فراهم می‌کنند.
پیشنهاد مطالعه دوم: برنامه گواهینامه داکر (Docker Certification program) چیست؟
کاربردهای داکر (Docker) چیست؟
در پاسخ به این سوال که مهم‌ترین کاربردهای داکر چیست، می‌توانیم یک لیست طولانی به شما ارائه کنیم. این ابزار به‌خاطر ویژگی‌هایی مثل قابل حمل بودن، انعطاف‌پذیری و سازگاری با انواع زیرساخت‌ها، در بسیاری از صنایع و فرایندها، نقشی کلیدی ایفا می‌کند. در زیر، تعدادی از مهم‌ترین کاربردهای Docker را به شما معرفی کرده‌ایم:
مهاجرت به فضای ابری (Cloud Migration)
داکر، فرایند انتقال انواع داده و وظایف را از مراکز داده محلی (on-premises) به زیرساخت‌های ابری یا حتی بین دو محیط ابری مختلف را ساده‌تر و سریع‌تر می‌کند. به‌علاوه، به شما کمک می‌کند بدون ایجاد کوچک‌ترین تغییراتی در اپلیکیشن‌ها، آن‌ها را به محیط‌های دلخواهتان منتقل و اجرا کنید. این ویژگی، ریسک‌های ناشی از مهاجرت به محیط ابری را کاهش و بهره‌وری را افزایش می‌دهد.
معماری میکروسرویس‌ها (Microservices Architecture)
با استفاده از داکر، می‌توانید هر میکروسرویس را به‌صورت مستقل در یک کانتینر مجزا قرار دهید و از این طریق، فرایند مدیریت و مقیاس‌پذیری برنامه‌های مبتنی بر میکروسرویس را به‌راحتی انجام دهید. این روش، با حذف تنظیمات پیچیده محیط‌های مختلف، این امکان را برای شما فراهم می‌کند که بخش‌های مختلف یک برنامه را به‌صورت جداگانه اجرا و بهینه کنید.
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (AI/ML)
این مورد، احتمالا مهم‌ترین کاربرد داکر در فناوری اطلاعات و توسعه نرم‌افزار باشد. Docker فرایند توسعه در حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را تسریع می‌بخشد. با استفاده از تصاویر آماده موجود در Docker Hub و ابزارهای جدید مانند Docker AI، شما می‌توانید برنامه‌های AI/ML را سریع‌تر توسعه دهید و به بازار عرضه کنید.
سایر موارد استفاده از داکر را می‌توانیم به‌صورت زیر خلاصه کنیم:
- کاهش احتمال در خطوط CI/CD و تسریع فرآیند توسعه و عرضه نرم‌افزار
- ایجاد زیرساختی قوی برای تیم‌های توسعه نرم‌افزار و ارائه رویکردی چابک برای پاسخ به نیازهای بازار
- پساده‌سازی و استقرار در فضای چند‌ابری و ترکیبی
- ارائه پلتفرم ابری CaaS برای مدیریت و اجرای برنامه‌های کانتینری‌شده در مقایس بالا
مزایا و معایب استفاده از داکر (Docker) چیست؟
اگر هنوز در استفاده از داکر مردد هستید، حتما محتوای این بخش را مطالعه کنید و بعد از آنکه دانستید مزایا و معایب داکر چیست، تصمیم خود را نهایی کنید. در زیر، درباره نقاط قوت و ضعف داکر اطلاعات بیشتری ارائه کرده‌ایم:
مزایای استفاده از داکر
مهم‌ترین مزیت‌های Docker را می‌توانیم به‌صورت زیر خلاصه کنیم:
- پرتابل‌بودن و قابلیت نصب روی هر سیستم (صرف نظر از سیستم‌عامل آن)
- اجرای جداگانه هر اپلیکیشن در کانتینر جداگانه
- امکان تبدیل اپلیکیشن‌ها و مولفه‌های آن‌ها به تصاویر برای استفاده مجدد
- بهبود تعامل بین تیم‌ها برای توسعه نرم‌افزار
- امکان استقرار اپلیکیشن‌ها روی یک هاست یکسان (در صورتی که تمامی آن‌ها از سیستم‌عامل مشابهی پشتیبانی کنند)
- نداشتن سیستم‌عامل و کم‌حجم‌بودن
- بوت سریع و چندثانیه‌ای
معایب داکر
در کنار تمامی مزایایی که برای داکر برشمردیم، این فناوری نیز درست مثل هر ابزار دیگری، محدودیت‌ها و چالش‌های خاص خود را دارد. به‌عنوان مثال، اگر اپلیکیشن‌های مورد نظر شما به سیستم‌عامل‌های مختلفی نیاز داشته‌باشند، نمی‌توانید همه آن‌ها را در یک میزبان داکر اجرا کنید. یعنی اگر سه برنامه مبتنی بر لینوکس و یک برنامه مبتنی بر ویندوز داشته باشید، سه برنامه لینوکسی می‌توانند در یک Docker Host اجرا شوند، اما برای برنامه ویندوزی به میزبانی جداگانه نیاز خواهید داشت.
به‌علاوه، علی‌رغم تلاش‌هایی که برای بهبود داکر انجام شده، سرعت بالای به‌روزرسانی‌ها موجب شده‌است که مستندسازی تغییرات هم‌سو با آپدیت‌ها نباشد و یافتن اطلاعات مرتبط دشوار شود. همچنین، یادگیری استفاده از داکر به‌طور کلی دشوار و وقت‌گیر است (به‌ویژه برای آن‌هایی که با کانتینرها آشنایی ندارند). با این حال، با برنامه‌ریزی دقیق و انتخاب ابزارهای مناسب، می‌توانید این چالش‌ها را مدیریت کنید و از مزایای داکر به‌طور کامل بهره‌مند شوید.
مقایسه کوبرنتیس و داکر
هم داکر و هم کوبرنتیس، ابزارهایی کلیدی برای کانتینرسازی در حوزه توسعه نرم‌افزار هستند، اما کاربردهای متفاوتی دارند. کارکرد اصلی داکر، ایجاد و اجرای کانتینرها است؛ در مقابل، کوبرنتیس به‌عنوان یک ابزار ارکستراسیون (orchestration)، بیشتر بر مدیریت و خودکارسازی کانتینرها در سطح کلاسترها تمرکز دارد. به‌طور کلی، داکر برای پروژه‌های کوچک‌تر یا تیم‌های کم‌تجربه‌تر مناسب است. اما اگر قرار است پروژه‌هایی بزرگ و پیچیده را اجرا کنید که به کنترل گسترده و مدیریت پیشرفته کانتینرها نیاز دارد، کوبرنتیس گزینه‌ای قدرتمندتر و منعطف‌تر محسوب می‌شود. در ایده‌آل‌ترین حالت ممکن، می‌توانید هم‌زمان از هر دو این ابزارها برای توسعه نرم‌افزار استفاده کنید.
مقایسه Docker و ماشین‌های مجازی
داکر و ماشین مجازی، هر کدام برای اهداف متفاوتی طراحی و تولید شده‌اند و نمی‌توانیم یکی را بر دیگری برتر بدانیم. داکر به‌عنوان یک ابزار مبتنی بر کانتینر، بر شبیه‌سازی سیستم‌عامل تمرکز دارد و برای اجرای سریع برنامه‌ها، بهینه‌سازی منابع و توسعه میکروسرویس‌ها بسیار مناسب است. در عوض، ماشین‌های مجازی به‌طور کامل یک سخت‌افزار را شبیه‌سازی می‌کنند و عموما برای پیاده‌سازی طولانی‌مدت زیرساخت‌های پیچیده، مناسب هستند.
برای درک بهتر این تفاوت، می‌توانیم داکر را آپارتمان و ماشین مجازی را یک خانه ویلایی در نظر بگیریم. در آپارتمان‌ها، کاربران می‌توانند به‌صورت مشترک از یکسری منابع مانند حیاط، لابی و… استفاده کنند. اما در خانه‌های ویلایی، همه امکانات و منابع فقط به یک کاربر اختصاص پیدا کرده‌است. این تفاوت در طراحی، به شما کمک می‌کند که با توجه به نیازهای سازمانی‌تان، به‌صورت ترکیبی از هر دو این ابزارها استفاده کنید. داکر قابلیت اجرا در ماشین مجازی را دارد و این انعطاف‌پذیری، امکان بهره‌مندی از از مزایای هر دو این‌ها را برای شما فراهم می‌کند.
پیشنهاد مطالعه سوم: کانتینر چیست؛ تفاوت container و ماشین مجازی
آنچه از مطلب داکر چیست آموختیم!
داکر یک فناوری پیشرفته و قدرتمند است که با ساختار ساده خود، به شما کمک می‌کند انواع نرم‌افزار را با سرعت و کارایی بالا توسعه دهید و به‌راحتی در محیط‌های مختلف، پیاده‌سازی کنید. در این مطلب، به‌طور کامل این فناوری را مورد بررسی قرار دادیم و سعی کردیم به سوال Docker چیست، پاسخ درخور و جامعی ارائه کنیم. اگر در رابطه با استفاده از داکر نظر یا تجربه‌ای دارید، حتما آن را با ما در بخش نظرات به‌اشتراک بگذارید. برای درخواست خدمات مشاوره شبکه می‌توانید با شماره 0218363 تماس بگرید یا در همین صفحه، درخواست خود را ثبت کنید.
