نصب بسیاری از نرم افزارها، کاری مشکل است
فرض کنید می‌خواهید یک فایل ویدیویی با قالب m4v را بر روی تلویزیون خود نمایش دهید؛ اما تلویزیون شما تنها از فایل‌های mp4، پشتیبانی می‌کند. برای رفع این مشکل نیاز به یک نرم افزار تبدیل کننده‌ی فرمت‌های ویدیویی را داریم و یکی از قوی‌ترین‌های آنها،
FFmpeg است. اگر به سایت آن مراجعه کنید، لینک دانلود آن به یک فایل tar.bz2 ختم میشود که حاوی سورس آن است! هرچند در قسمتی از آن، فایل‌های نهایی کامپایل شده‌ی مخصوص سیستم عامل‌های مختلف را نیز میتوانید پیدا کنید، اما باز هم با انبوهی از لینک‌ها مواجه خواهید شد که دقیقا مشخص نیست کدام را باید دریافت کرد و آیا نگارش دریافت شده، با سیستم عامل فعلی سازگار است یا خیر.
همانطور که مشاهده میکنید، هنوز هم شروع به کار با نرم افزارهای مختلف برای بسیاری از کاربران، کاری مشکل و طاقت‌فرسا است. در اینجا شاید این سؤال مطرح شود که این موضوع چه ربطی به Docker (Docker) و کانتینرها (Containers) دارد؟ تمام هیاهویی که پیرامون Docker ایجاد شده‌است، در اصل جهت ساده سازی نصب، راه اندازی و تعامل با نرم افزارهای مختلف است.
چالش‌های پیش روی یافتن نرم افزارهای مناسب 
این روزها بیشتر نرم افزارهای مورد نیاز خود را از اینترنت تهیه میکنیم. اولین مرحله‌ی آن و اولین چالشی که در اینجا وجود دارد، یافتن نرم افزاری با مشخصات مدنظر است. برای نمونه حتی اگر با FFmpeg آشنا نیز باشید، به سادگی مشخص نیست که برای سیستم عامل و معماری خاص پردازنده‌ی آن، دقیقا کدام نگارش آن‌را از چه آدرسی می‌توان دریافت کرد. پس از یافتن نرم افزار و نگارش مدنظر، مرحله‌ی بعد، استخراج محتویات آن از یک فایل zip و یا اجرای برنامه‌ی نصاب آن است و مرحله‌ی آخر، اجرای این برنامه میباشد.
بنابراین اولین چالش، یافتن محلی برای دریافت نرم افزار است:
- این روزها برای بعضی از سکوهای کاری، App Storeهایی وجود دارند که می‌توان از آنجا شروع کرد؛ اما چنین قابلیتی برای تمام سکوهای کاری پیش بینی نشده‌است.
- در لینوکس قابلیت دیگری به نام Package manager وجود دارد که کار یافتن و نصب نرم افزارها را ساده می‌کند؛ اما گاهی از اوقات اطلاعات آن، آنچنان به روز نیست. همچنین اگر بسته‌ای برای توزیع خاصی از لینوکس وجود داشته باشد، الزاما به این معنا نیست که این بسته، قابلیت استفاده‌ی در سایر توزیع‌های لینوکس را نیز به همراه دارد. در ویندوز نیز وضعیت مشخص است! فاقد یک Package manager توکار و استاندارد است. هرچند یک App Store برای آن از طرف مایکروسافت ارائه شده‌است، اما آنچنان محبوبیتی پیدا نکرده‌است.
- و روش متداول دیگری که وجود دارد، مراجعه‌ی مستقیم به سایت اصلی سازنده‌ی نرم افزار است.
- علاوه بر این‌ها داشتن یک سری متادیتا و آمار نیز در مورد نرم افزارها بسیار مفید هستند تا بتوانند در مورد تصمیم به استفاده، یا عدم استفاده‌ی از نرم افزار، راهنمای کاربران باشند؛ مانند میزان محبوبیت، تعداد بار دریافت، تعداد مشکلاتی که کاربران با آن داشته‌اند و آخرین باری که نرم افزار به روز شده‌است. اما با توجه به پراکندگی روش‌های دریافت نرم افزار که ذکر شدند، عموما یک چنین آمارهایی را مشاهده نمی‌کنیم.
- چالش دیگر، مشکل سخت اطمینان کردن به روش‌های مختلف توزیع نرم افزارها است. آیا سایتی که این نرم افزار را ارائه میدهد، واقعا مرتبط با نویسنده‌ی اصلی آن است؟ همچنین آیا خود نرم افزار مشکلات امنیتی را به همراه ندارد؟ چه کاری را انجام میدهد؟
- مشکل بعدی، در دسترس بودن سایت توزیع کننده‌ی نرم افزار است. آیا زمانیکه به برنامه‌ای نیاز داریم، پهنای باند سایت توزیع کننده‌ی آن تمام نشده‌است و می‌توان به آن دسترسی داشت؟
- چالش دیگر، چگونگی پرداخت مبلغی برای دسترسی به نرم افزار است. به نظر تا به اینجا تنها App Storeها موفق شده‌اند روشی یک دست را برای خرید برنامه‌ها و همچنین ارائه‌ی مجوزی برای استفاده‌ی از آنها، ارائه دهند.
چالش‌های پیش روی نصب نرم افزارها
زمانیکه به مرحله‌ی نصب نرم افزار می‌رسیم، هر نرم افزار، روش نصب و تنظیمات آغازین خاص خودش را دارد.
- اولین چالش پس از دریافت نرم افزار، بررسی سازگاری آن با سیستم عامل و پردازنده‌ی فعلی است. شاید این مسایل برای توسعه دهندگان نرم افزارها پیش‌پا افتاده به نظر برسند، اما برای عموم کاربران، چالشی جدی به شما می‌روند.
- پس از مشخص شدن سازگاری یک نرم افزار با سیستم فعلی، قالب ارائه‌ی آن نرم افزار نیز می‌توان مشکل‌زا باشد. بعضی از برنامه‌ها صرفا از طریق سورس کد منتشر می‌شوند. بعضی از آنها توسط یک فایل exe متکی به خود ارائه می‌شوند و بعضی دیگر به همراه یک فایل exe و تعدادی dll به همراه آنها. گاهی از اوقات این برنامه‌ها نیاز به نصب جداگانه‌ی NET Runtime. و یا Java Runtime را برای اجرا دارند و یا وابستگی آنها صرفا به نگارش خاصی از این کتابخانه‌ها و فریم ورک‌های ثالث است. هرچند اگر برنامه‌ای به همراه بسته‌ی نصاب آن باشد، به احتمال زیاد این وابستگی‌ها را نیز نصب می‌کند؛ اما تمام برنامه‌ها اینگونه ارائه نمی‌شوند. به علاوه خیلی‌ها علاقه‌ای به کار با برنامه‌های نصاب ندارند و از ایجاد تغییرات بسیاری که آنها در سیستم ایجاد می‌کنند، خشنود نیستند.
- پس از نصب نرم افزار، مشکل بعدی، نحوه‌ی به روز رسانی آنها است. چگونه باید اینکار انجام شود؟ (تمام مراحل و چالش‌هایی را که تاکنون بررسی کردیم، یکبار دیگر از ابتدا مرور کنید!)
بنابراین همانطور که مشاهده میکنید، نصب، راه اندازی و به روز رسانی نرم افزارها این روزها بسیار پیچیده شده‌اند و بسیاری از کاربران به سادگی از عهده‌ی آنها بر نمی‌آیند.
چالش‌های پیش روی کار با نرم افزارها
مرحله‌ی بعد، نیاز به مستندات کافی برای کار با برنامه است. این مستندات را از کجا می‌توان تهیه کرد؟ آخرین باری که به روز شده، چه زمانی بوده‌است؟ بسیاری از اوقات بین مستندات تهیه شده و آخرین نگارش نرم افزار، ناسازگاری وجود دارد و به سختی قابل استفاده‌است. آیا نیاز است برنامه را به PATH اضافه کرد؟ آیا نیاز است به صورت سرویس نصب شود؟ اگر بله، چگونه باید این مراحل را انجام داد؟ مجوز کار کردن با آنها چگونه است؟
مشکل مهم دیگری که حین کار با نرم افزارها، در حالت متداول آنها وجود دارد، دسترسی کامل آنها به تمام اجزای سیستم و شبکه است و درون یک sandbox (قرنطینه) امنیتی اجرا نمی‌شوند.
مشکل بعدی، به روز رسانی اجزای ثالث سیستم و یا حتی خود سیستم عامل، مانند به روز رسانی OpenSSL نصب شده و پس از آن، از کار افتادن برنامه‌ای خاص است که وابستگی به نگارشی خاص از این کتابخانه را دارد.
کانتینرها در مورد برنامه‌ها هستند و نه مجازی سازی
خوب، تا اینجا دریافتیم که مدیریت توزیع، نصب و استفاده‌ی از برنامه‌ها، کار ساده‌ای نیست. اما این‌ها چه ارتباطی با Docker دارند؟ در بسیاری از اوقات، زمانیکه صحبت از Docker میشود، تصور بسیاری از آن، ارائه‌ی جایگزینی برای ماشین‌های مجازی است. اما ... اینگونه نیست. کانتینرها در مورد نرم افزارها هستند. برای مثال در آینده در مورد ایمیج‌های (Images) کانتینرها بیشتر بحث خواهیم کرد. این ایمیج‌ها در اصل یک بسته‌ی حاوی برنامه‌ها هستند. بنابراین بیشتر شبیه به فایل zip ای است که از یک وب سایت دریافت میکنیم (در قسمت یافتن نرم افزار).
یک کانتینر (Container) چیست؟
برای درک بهتر مواردی که تاکنون بحث شدند و همچنین بررسی مفهوم Containers، ابتدا MonogoDB را به صورت معمول نصب میکنیم. سپس نحوه‌ی نصب آن‌را درون یک Container بررسی خواهیم کرد. البته هدف اصلی در اینجا، بررسی مفهومی این مراحل و مقایسه‌ی آنها با هم هستند و در قسمت‌های بعدی کار نصب و استفاده‌ی از Docker را قدم به قدم بررسی خواهیم کرد.
مراحل نصب محلی MongoDB به صورت متداول:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و mongodb را جستجو میکنیم تا بتوانیم به
سایت اصلی و محل دریافت بسته‌ی آن، هدایت شویم.
- پس از ورود به سایت mongodb، در بالای صفحه اصلی آن، لینک به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb را می‌توان مشاهده کرد.
- با انتخاب آن، به صفحه‌ی دریافت بسته‌ی mongodb بر اساس سیستم عامل‌های مختلفی هدایت می‌شویم. برای مثال در ویندوز، بسته‌ی msi آن‌را دریافت میکنیم.
- به نظر می‌رسد که بسته‌ی نصاب msi آن تمام کارهای لازم برای راه اندازی اولیه‌ی mongodb را انجام میدهد. به همین جهت آن‌را اجرا کرده و پس از چندبار انتخاب گزینه‌ی next، نصب آن به پایان می‌رسد.
- پس از پایان نصب، ابتدا به کنسول service.msc ویندوز مراجعه میکنیم تا مطمئن شویم که سرویس آن، توسط نصاب msi نصب شده‌است یا خیر؟ و ... خیر! این نصاب، سرویس آن‌را نصب نکرده‌است.
- به همین جهت به مستندات نصب آن در سایت mongodb مراجعه میکنیم (لینک
Installation instructions در همان صفحه‌ی دریافت بسته‌ی msi وجود دارد). پس از پایان مراحل نصب، عنوان کرده‌است که باید دستور md \data\db را اجرا کنید تا مسیر پیش فرض اطلاعات آن به صورت دستی ایجاد شود. اما ... این مسیر دقیقا به کجا اشاره می‌کند؟ چون شبیه به مسیرهای ویندوزی نیست.
- در ادامه برای آزمایش، به پوشه‌ی program files ویندوز رفته، monogodb نصب شده را یافته و سپس فایل mongod.exe را از طریق خط فرمان اجرا میکنیم (برنامه‌ی سرور). اگر این کار را انجام دهیم، این پروسه با نمایش خطای یافت نشدن مسیر c:\data\db، بلافاصله خاتمه پیدا می‌کند. به همین جهت در همین مسیری که در خط فرمان قرار داریم (جائیکه فایل mongod.exe قرار دارد)، دستور md \data\db را اجرا میکنیم. اجرای این دستور در این حالت، همان پوشه‌ی c:\data\db را ایجاد می‌کند. نکته‌ای که شاید خیلی‌ها با آن آشنایی نداشته باشند.
- اکنون اگر مجددا فایل mongod.exe را اجرا کنیم، اجرای آن موفقیت آمیز خواهد بود و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را نمایش میدهد.
- مرحله‌ی بعد، اجرای فایل mongo.exe است تا به این دیتابیس سرور در حال اجرا متصل شویم (برنامه‌ی کلاینت). در اینجا برای مثال می‌توان دستور show dbs را اجرا کرد تا لیست بانک‌های اطلاعاتی آن‌را نمایش دهد.
مراحل نصب MongoDB به صورت Container توسط Docker:
- ابتدا برای مثال به سایت گوگل مراجعه کرده و اینبار mongodb docker را جستجو میکنیم تا بتوانیم به
محل دریافت image آن هدایت شویم. با ورود به آن، در بالای صفحه عنوان شده‌است که official repository است که سبب اطمینان از بسته‌ی ارائه شده‌ی توسط آن میشود. بنابراین در اینجا بجای مراجعه به سایت متکی به خود mongodb، به docker hub برای دریافت آن مراجعه کرده‌ایم. در اینجا با جستجوی یک برنامه، متادیتا و اطلاعات آماری بسیاری را نیز می‌توان در مورد برنامه‌های مختلف، مشاهده کرد که در سایت متکی به خود نرم افزارهای مختلف، در دسترس نیستند. همچنین در اینجا اگر بر روی برگه‌ی Tags یک مخزن کلیک کنید، مشاهده میکنید که تمام فایل‌های موجود در آن توسط docker hub از لحاظ مشکلات امنیتی پیشتر اسکن شده‌اند و گزارش آنها قابل مشاهده‌است. علاوه بر این‌ها docker hub به همراه یک docker store برای برنامه‌های غیر رایگان نیز هست و این مورد فرآیند کار با نرم افزارهای تجاری را یک دست می‌کند.
- مرحله‌ی بعد، دریافت یک کپی از mongodb از docker hub است. اینبار بجای دریافت مستقیم یک فایل zip یا msi، از دستور docker pull mongo استفاده میشود که یک image را در نهایت دریافت می‌کند. این image، حاوی برنامه‌ی مدنظر و تمام وابستگی‌های آن است.
- پس از دریافت image، مرحله‌ی بعد، اجرای mongodb به همراه آن است. در حالت متداول، ابتدا نرم افزار داخل فایل zip یا msi استخراج شده و سپس بر روی سیستم اجرا می‌شوند، اما در اینجا مفهوم معادل نصب نرم افزار دریافت شده‌ی از بسته‌ی zip همراه آن، یک container است. یک container دقیقا مانند یک نرم افزار از پیش نصب شده، عمل می‌کند و معادل اجرای فایل exe مانگو دی بی در اینجا، اجرای container آن است. بنابراین docker، از image دریافت شده، یک container را ایجاد می‌کند که دقیقا معادل یک نرم افزار از پیش نصب شده، رفتار خواهد کرد.
- پس از دریافت image، جهت اجرای آن به عنوان یک container، برای استفاده از نرم افزاری که دریافت کرده‌ایم، تنها یک دستور است که باید با آن آشنا باشیم: docker run mongo. این دستور را در همان صفحه‌ی docker hub مربوطه نیز میتوانید مشاهده کنید. پس از اجرای این دستور، دقیقا همان خروجی و پیام منتظر دریافت اتصالات بودن از طریق پورت 27017 را مشاهده خواهیم کرد. برای اجرای کلاینت آن نیز دستور docker exec -it 27 mongo را می‌توان اجرا کرد. docker exec کار اجرای چندباره‌ی یک نرم افزار نصب شده را انجام میدهد.
این فرآیند در مورد تمام containerها یکی است و به این ترتیب به ازای هر نرم افزار مختلف، شاهد روش نصب متفاوتی نخواهیم بود.
- اجرای دستور docker stop نیز سبب خاتمه‌ی تمام این‌ها میشود.
در این تصویر مقایسه‌ای را بین مراحل متداول یافتن، دریافت، نصب و اجرای برنامه‌ها را در دو حالت متداول و همچنین استفاده‌ی از docker، مشاهده میکنید.
همچنین نکته‌ی جالبی که در مورد docker وجود دارد این است که اگر به task manager ویندوز مراجعه کنیم:
تمام پروسه‌هایی که با job id مساوی 172 در اینجا اجرا شده‌اند، متعلق به docker بوده و آنها دقیقا مانند یک پروسه‌ی معمولی سیستم عامل جاری، در کنار سایر پروسه‌های موجود، اجرا می‌شوند. بنابراین برنامه‌ای که از طریق docker اجرا میشود، هیچ تفاوتی با اجرای متداول آن بر روی سیستم عامل، از طریق روش مراجعه‌ی مستقیم به فایل exe مرتبط و اجرای مستقیم آن ندارد. همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، containerها در مورد نرم افزارها هستند و نه مجازی سازی و یک container در حال اجرا، حاوی تعدادی برنامه‌ی در حال اجرای بر روی سیستم عامل جاری، در کنار سایر برنامه‌های آن میباشد.
البته containers به همراه ایزوله سازی‌های بسیاری اجرا می‌شوند. برای مثال به روز رسانی یک کتابخانه‌ی ثالث بر روی سیستم عامل، سبب از کار افتادن برنامه‌ی اجرای شده‌ی توسط یک container نمی‌شود.
در قسمت بعد، نحوه‌ی نصب Docker را بر روی ویندوز، بررسی میکنیم.
