پس از آشنایی با مفهوم Containers، در این قسمت قصد داریم برنامه‌ی تقریبا 500 مگابایتی Docker for Windows Installer.exe را نصب کنیم.
پیش‌نیازهای نصب Docker بر روی ویندوز مطابق مستندات آن، برای نصب داکر بر روی ویندوز به حداقل‌های زیر نیاز است:
- استفاده از ویندوز 10 نگارش enterprise، که شماره نگارش آن حداقل 1607 باشد (حداقل Anniversary Update باشد).
- مجازی سازی در BIOS فعال شده باشد.
البته مجازی سازی عموما به صورت پیش‌فرض فعال است. برای بررسی آن، taskmanager ویندوز را اجرا کرده و در برگه‌ی Performance آن، جائیکه مشخصات CPU را نمایش می‌دهد، یک سطر به Virtualization اختصاص دارد که مقدار آن باید enabled باشد (تصویر زیر) و اگر نیست، برای فعال کردن آن باید به تنظیمات BIOS سیستم خود مراجعه کنید:
روش دیگر دریافت این اطلاعات، اجرای دستور systeminfo در خط فرمان، با دسترسی مدیریتی است. در خروجی آن، عبارت «Virtualization Enabled In Firmware» را جستجو کنید که باید مقدار آن yes باشد.
- داشتن CPU با قابلیت SLAT یا Second Level Address Translation.
برای یافتن این موضوع،
برنامه‌ی coreinfo را دریافت کرده و آنرا به صورت coreinfo -v اجرا کنید. خروجی آن سه سطر مرتبط با مجازی سازی را به همراه دارد. اگر قابلیتی موجود نباشد، جلوی آن یک خط تیره و اگر قابلیتی موجود باشد، روبروی آن یک ستاره را مشاهده خواهید کرد.
روش دیگر بررسی آن، اجرای دستور msinfo32 در قسمت run ویندوز و سپس enter است. در قسمت system summary، اطلاعات Second Level Address Translation قابل مشاهده هستند (اگر No باشد، امکان اجرای containerهای لینوکسی را بر روی ویندوز نخواهید داشت):
- داشتن حداقل 4 گیگابایت RAM.
- فعال بودن Hyper-V نیز برای اجرای Linux Containers بر روی ویندوز، ضروری است (نصاب Docker، اینکار را به صورت خودکار انجام می‌دهد).
دریافت نصاب Docker for Windows
برای دریافت نصاب داکر مخصوص ویندوز، به آدرس زیر مراجعه کنید:
https://store.docker.com/editions/community/docker-ce-desktop-windows
که بلافاصله با تصویر کریه زیر مواجه خواهید شد:
برای رفع این مشکل، می‌توان از روش مطرح شده‌ی در مطلب «
یک روش ساده برای دور زدن تحریم‌ها!» استفاده کرد؛ یعنی تنظیم DNS به 178.22.122.100 به صورت زیر:
پس از این تغییر،
چون IP قابل مشاهده‌ی سیستم شما توسط سایت داکر تغییر می‌کند، اینبار صفحه‌ی دریافت Docker Community Edition for Windows به صورت زیر ظاهر می‌شود:
همانطور که مشاهده می‌کنید، عنوان کرده‌است که لطفا لاگین کنید تا بتوانید این برنامه را دریافت کنید. به همین جهت بر روی لینک آن کلیک کرده، یک اکانت جدید را در سایت docker ایجاد کنید (با یک ایمیل واقعی که تائیدیه آنرا دریافت خواهید کرد). پس از آن، با این اکانت جدید به سایت داکر وارد شوید تا
لینک دریافت فایل exe نصاب آنرا دریافت کنید.
در این حالت مرورگر و یا حتی دانلودمنیجر شما بدون مشکل می‌توانند این فایل را دریافت کنند و همان تنظیم DNS فوق، مشکل عدم دسترسی را برطرف می‌کند.
نصب Docker for Windows
پس از اجرای نصاب آن و پایان عملیات نصب (که تنها کافی است در صفحه‌ی ابتدایی آن تیک مربوط به Windows Containers را نیز قرار دهید)، نیاز دارد تا شما را یکبار از سیستم Logout و login کند. پس از ورود به سیستم، تنظیمات ابتدایی آن به صورت خودکار صورت گرفته و در صورت فعال نبودن Hyper-V، پیام زیر را مشاهده خواهید کرد:
بر روی OK کلیک کنید تا اینکار با موفقیت به پایان برسد. البته پس از آن، منتظر حداقل یکبار ری‌استارت شدن خودکار سیستم، بدون اطلاع قبلی نیز باشید.
یک نکته: کاری که در قسمت فعالسازی Hyper-V به صورت خودکار انجام می‌شود، شامل اجرای سه دستور زیر، در کنسول پاور شل، با دسترسی مدیریتی و سپس ری استارت سیستم است:
Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All -Verbose
Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Containers -All -Verbose
bcdedit /set hypervisorlaunchtype Auto
پس از آن، خط فرمان را باز کرده و با ستفاده از docker CLI نصب شده، دستور docker info را صادر کنید، تا بتوانید مشخصات نگارش نصب شده را مشاهده نمائید.
C:\Users\Vahid>docker info
Containers: 0
Running: 0
Paused: 0
Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 18.06.1-ce
OSType: windows
OSType را در صورتیکه سیستم شما توانمندی‌های سخت افزاری لازم را داشته باشد، می‌توان به Linux نیز تغییر داد.
بررسی تنظیمات سوئیچ کردن بین Linux Containers و Windows Containers
پس از اتمام ری‌استارت‌ها، برای آزمایش فعال بودن Hyper-V، در قسمت Run ویندوز، عبارت Virtmgmt.msc را نوشته و enter کنید. اگر تصویر زیر را مشاهده نمی‌کنید:
یکبار بر روی آیکن Docker در قسمت Tray Icons ویندوز کلیک راست کرده و گزینه‌ی switch to Linux containers را انتخاب کنید تا پس از مدتی، آیکن MobyLinuxVM در قسمت virtual machines (تصویر فوق) ظاهر شود.
اگر پس از انتخاب این گزینه، پیام زیر را دریافت کردید:
و یا اگر بر روی این ماشین مجازی کلیک راست کردید و گزینه‌ی Start آنرا انتخاب کردید و پیام زیر ظاهر شد:
قسمت «پیش‌نیازهای نصب Docker بر روی ویندوز» را با دقت بررسی کنید (خصوصا قسمت BIOS و SLAT). نبود یکی از موارد ذکر شده، سبب بروز این مشکل می‌شود.
برای مثال اجرای دستور coreinfo -v بر روی سیستم من چنین خروجی را به همراه دارد:
E:\>coreinfo -v
AuthenticAMD
Microcode signature: 00000000
HYPERVISOR - Hypervisor is present
SVM * Supports AMD hardware-assisted virtualization
NP - Supports AMD nested page tables (SLAT)
روبروی HYPERVISOR و همچنین SLAT یک - را قرار داده‌است. یعنی این موارد یا پشتیبانی نمی‌شوند و یا در BIOS فعال نشده‌اند.
همانطور که مشاهده می‌کنید، قابلیت SLAT در CPU این سیستم وجود ندارد. به همین جهت نمی‌توان به Linux containers سوئیچ کرد. هرچند windows containers آن کار می‌کند.
روش دیگر مشاهده‌ی این خطا، مراجعه‌ی به event viewer ویندوز است. در قسمت خطاهای سیستم، ممکن است خطای زیر را مشاهده کنید:
Hypervisor launch failed; Second Level Address Translation is required to launch the hypervisor.
آزمایش Docker نصب شده
پس از نصب docker، خط فرمان ویندوز را گشوده و دستور زیر را صادر کنید:
اگر از
قسمت قبل به‌خاطر داشته باشید، hello-world در اینجا نام یک image است. البته چون این image بر روی سیستم ما موجود نیست، این دستور، ابتدا آنرا از docker hub دریافت کرده و سپس اجرا می‌کند. بنابراین می‌شد ابتدا دستور pull را صادر کرد و سپس run. اما دستور run قادر است هر دو عمل را با هم انجام دهد.
یک نکته: این image، یک image لینوکسی است. به همین جهت پیش از اجرای این دستور، همانطور که پیشتر نیز عنوان شد، یکبار بر روی آیکن Docker در قسمت Tray Icons ویندوز کلیک راست کرده و گزینه‌ی switch to Linux containers را انتخاب کنید. سپس دستور docker run hello-world را اجرا نمائید.
و یا در همین حال دستور docker run -p 80:80 nginx را صادر کنید تا وب سرور لینوکسی nginx را بتوانید تحت ویندوز اجرا کنید. پس از خاتمه‌ی عملیات دریافت و اجرای وب سرور، با توجه به تنظیم p 80:80-، پورت 80 میزبان (اولین عدد)، به پورت 80 کانتینر نگاشت شده‌است. به همین جهت تنها با اجرای دستور http://localhost، خروجی این وب سرور را می‌توانید در مرورگر سیستم خود مشاهده کنید.
همانطور که مشاهده می‌کنید، با استفاده از داکر، پیش از آنکه بدانیم چگونه باید یک نرم افزار را نصب کرد، می‌توان از آن استفاده کرد!
روش متوقف کردن Containers در حال اجرا
اگر دستور docker ps را در خط فرمان ویندوز اجرا کنید، لیست پروسه‌های اجرا شده‌ی توسط آن قابل مشاهده هستند. در این لیست container id در حال اجرا نیز مشخص است. برای خاتمه‌ی کار آن، تنها کافی است دستور docker stop id را اجرا کنید.
یک نکته: ضرورتی به ذکر کامل id نیست. برای مثال ذکر سه حرف اول آن نیز کفایت می‌کند.
روش اجرای مجدد یک Container
فرض کنید می‌خواهیم سرور nginx را مجددا اجرا کنیم. یک روش آن، اجرای مجدد دستور docker run -p 80:80 nginx است که پیشتر آنرا انجام دادیم. در این حالت این image تبدیل به container شده و همانند روش‌های متداول نصب نرم افزار، اکنون به عنوان یک نرم افزار نصب شده در دسترس است. برای مشاهده‌ی لیست آنها، دستور docker ps -a را اجرا کنید. این لیست تا این لحظه باید شامل containerهای nginx و hello-world باشد. متوقف کردن یک container، سبب تخریب یا حذف آن نمی‌شود. در این حالت در لیستی که توسط دستور docker ps -a نمایش داده شده‌است، باز هم container idها قابل مشاهده هستند. فقط کافی است برای اجرای یکی از آنها، دستور docker start id را اجرا کرد. به این صورت دیگر نیازی به ذکر دستور کامل docker run با تمام پارامترهای آن نیست. این id نیز همانطور که ذکر شد، می‌تواند سه حرف ابتدایی این id باشد تا حدی که نسبت به سایر idهای موجود، منحصربفرد شناخته شود. یا بجای container id می‌توان container name نمایش داده شده‌ی در این لیست را استفاده کرد.
پس از اجرای nginx توسط دستور docker start id، دو روش برای بررسی در حال اجرا بودن آن وجود دارد:
الف) مرورگر را باز کنیم و آدرس http://localhost را بررسی کنیم.
ب) دستور docker ps را در خط فرمان اجرا کنیم، تا مشخص شود که آیا پروسه‌ی nginx در حال اجرا است یا خیر؟
بنابراین دستور docker ps -a لیست تمام containers در حال اجرا و همچنین متوقف شده را نمایش می‌دهد. اما دستور docker ps تنها لیست containers در حال اجرا را نمایش خواهد داد.
روش حذف Containers از Docker
همانطور که در
قسمت قبل نیز بحث شد، معادل نصب نرم افزار در اینجا، ایجاد یک container از یک image دریافتی از docker hub است. روش عکس آن، یعنی تخریب یک container، دقیقا معادل عزل نرم افزار از سیستم، در حالت‌های متداول است. برای اینکار مجددا دستور docker ps -a را اجرا می‌کنیم تا لیست تمام containerهای در حال اجرا و همچنین متوقف شده نمایش داده شوند. لیستی که در اینجا نمایش داده می‌شود، شبیه به لیستی است که در قسمت add/remove programs ویندوز مشاهده می‌کنید. این لیست معادل لیست نرم افزارهای نصب شده‌ی بر روی سیستم است و یا برای مشاهده‌ی لیست imageهای دریافتی از docker hub می‌توان دستور docker images را صادر کرد.
قبل از حذف یک container نیاز است آنرا متوقف کنیم. برای این منظور از دستور docker stop id استفاده می‌شود. سپس اجرای دستور docker rm id، سبب حذف کامل این container خواهد شد. برای آزمایش آن، مجددا دستور docker ps -a را اجرا کنید.
دستور docker rm چندین id را نیز می‌پذیرد. می‌توان این idها و یا حتی سه حرف ابتدایی آنها را با فاصله در اینجا ذکر کرد. علاوه بر id، ذکر نام containers نیز مجاز است.
روش حذف Imageهای دریافتی از Docker Hub
دستور docker rm، فقط containers را از سیستم حذف می‌کند (نرم افزارهای نصب شده). اما خود imageهای اصلی دریافت شده‌ی از docker hub را حذف نمی‌کند (معادل همان فایل‌های zip دریافت نرم افزار یا برنامه‌های نصاب، در حالت متداول و سنتی نصب نرم افزار). برای آزمایش آن دستور docker images را اجرا کنید. هنوز هم در لیست آن، تمام موارد دریافتی موجود هستند.
برای حذف یک image می‌توان از دستور docker rmi id استفاده کرد (rmi بجای rm). این id نیز در لیست docker images ظاهر می‌شود و ذکر قسمتی از آن، تا حدی که نسبت به سایر idهای لیست شده منحصربفرد باشد، کافی است. در اینجا بجای id، از نام image نیز می‌توان استفاده کرد. همچنین ذکر چندین id و یا نام نیز پس از دستور docker rmi، میسر است.
روش جستجوی imageها در Docker Hub توسط Docker CLI
فرض کنید می‌خواهیم image مربوط به راهنمای Docker را از Docker Hub دریافت کنیم. یک روش آن مراجعه‌ی مستقیم به سایت آن است و استفاده از امکانات جستجوی فراهم شده‌ی در آن سایت. روش دیگر، استفاده از Docker CLI است. اگر دستور docker search docs را در خط فرمان اجرا کنیم، لیست تمام مخازن کدی که در آنها واژه‌ی docs قرار دارد، نمایش داده می‌شود. البته پیش از نصب image آن بهتر است به برگه‌ی tags مخزن کد آن نیز مراجعه کنید تا بتوانید حجم آنرا نیز مشاهده نمائید که حدود یک گیگابایت است. مخازن docker hub، حاوی imageهای نصاب containerهای متناظر هستند. برای دریافت و اجرای آن می‌توان دستور docker run -p 4000:4000 docs/docker.github.io را اجرا کرد.
پس از دریافت یک گیگابایت مستندات، container آن بر روی پورت 4000 در سیستم ما (http://localhost:4000)، به صورت یک وب سایت استاتیک، قابل دسترسی خواهد بود. به این صورت می‌توان به مستندات کامل داکر به صورت آفلاین دسترسی داشت.
مفهوم Interactive Terminal در Docker
زمانیکه دستور اجرای مستندات آفلاین را صادر می‌کنید، در انتهای آن عنوان می‌کند که وب سایت محلی آن بر روی پورت 4000 قابل دسترسی است. سپس در ذیل آن ذکر شده‌است که اگر ctrl+c را فشار دهید، اجرای آن به پایان می‌رسد. اما عملا اینطور نیست و اگر دستور docker ps را صادر کنید، هنوز container در حال اجرای آن را می‌توان مشاهده کرد.
اما اگر اینبار دستور اجرای docker run را به همراه یک interactive terminal با سوئیچ it و نام docs صادر کنیم:
docker run -p 4000:4000 -it --name docs docs/docker.github.io
اکنون اگر ctrl+c را فشار دهیم و پس از آن دستور docker ps را صادر کنیم، دیگر در لیست آن، container در حال اجرای docs مشاهده نمی‌شود.
سوئیچ it یا interactive terminal سبب می‌شود تا یک container در foreground، بجای background اجرا شود. به این ترتیب دستور ctrl+c، سبب خاتمه‌ی واقعی پروسه‌ی درحال اجرای در container می‌شود.
روش دیگر خاتمه‌ی این container، استفاده از نام ذکر شده‌است؛ یعنی اجرای دستور docker stop docs.
یک نکته: اگر می‌خواهید از terminal باز شده قطع شوید (مجددا به command prompt باز گردید) اما سبب خاتمه‌ی container آن نشوید، از ترکیب ctrl+p+q استفاده کنید.
اجرای containerهای ویندوزی
در مورد نحوه‌ی سوئیچ بین نوع‌های مختلف containerهای ویندوزی و لینوکسی پیشتر توضیح دادیم. برای این منظور می‌توان بر روی آیکن Docker در قسمت Tray Icons ویندوز کلیک راست کرده و گزینه‌ی switch to Windows/Linux containers را انتخاب کرد. باید دقت داشت که پشتیبانی از containerهای ویندوزی، از ویندوز 10، نگارش 1607، یا همان Anniversary Update آن به بعد، به ویژگی‌های ویندوز اضافه شده‌اند که به صورت خودکار توسط docker فعالسازی می‌شوند:
اجرای IIS به عنوان یک Windows Container
تا اینجا imageهای دریافتی، لینوکسی بودند. اگر گزینه‌ی Windows Containers را به روشی که گفته شد، فعال کنید، اینبار با اجرای دستورات docker ps و یا docker images، هیچ خروجی را دریافت نخواهید کرد. از این جهت که کانتینرهای ویندوزی و لینوکسی، به صورت کاملا ایزوله‌ای از هم اجرا و مدیریت می‌شوند. علت آنرا هم در MobyLinuxVM که پیشتر با اجرای دستور Virtmgmt.msc بررسی کردیم، می‌توان یافت. Containerهای لینوکسی، در داخل MobyLinuxVM اجرا می‌شوند.
در اینجا به عنوان مثال می‌توان image رسمی مربوط به IIS را از docker hub دریافت و به صورت یک کانتینر ویندوزی اجرا کرد. البته پیش از اجرای دستورات آن بهتر است به
برگه‌ی tags آن مراجعه کرده و حجم‌های نگارش‌های مختلف آنرا بررسی کرد. اجرای دستور docker pull microsoft/iis به معنای دریافت tag ای به نام latest است (به حجم 6 گیگابایت!)؛ یعنی با دستور docker pull microsoft/iis:latest یکی است. بنابراین در اینجا بر اساس tagهای مختلف، می‌توان دستور pull متفاوتی را صادر کرد. برای مثال اگر دستور docker pull microsoft/iis:nanoserver را صادر کردید، نگارش مخصوص nano server آنرا که فقط 449 مگابایت است، دریافت می‌کند. بنابراین از این پس به tagهای هر مخزن docker hub خوب دقت کنید و نگارش مختص به سیستم عامل خود را دریافت نمائید. عدم ذکر tag ای، همواره tag ویژه‌ای را به نام latest، دریافت می‌کند.
با اجرای دستور زیر
docker run -p 81:80 -d --name iis microsoft/iis:nanoserver
داکر، ابتدا image مخصوص nanoserver آنرا دریافت و سپس اجرا می‌کند. چون وب سرور است، نیاز به تنظیمات پورت آنرا داریم. p 81:80- به این معنا است که پورت 80 کانتینر را (پورتی که IIS درون آن بر روی آن اجرا می‌شود)، به پورت 81 بر روی سیستم میزبان (یا همین ویندوز فعلی که داکر را اجرا می‌کند)، نگاشت کن. پارامتر d در اینجا به معنای detach است. یعنی به محض اجرای این دستور، کار اجرای این کانتینر در background انجام شده و سپس به خط فرمان، بازگشت داده می‌شویم. همچنین نامی نیز به این container انتساب داده شده‌است تا ساده‌تر بتوان با آن کار کرد.
یک نکته: مشکلی با اجرای IIS مخصوص نانوسرور بر روی ویندوز 10 به این صورت و توسط داکر نیست. بنابراین پس از اجرای دستور فوق، کار دریافت image و ساخت container و سپس اجرای آن به صورت خودکار انجام شده و بلافاصله به command prompt بازگشت داده می‌شویم (به علت استفاده‌ی از پارامتر d). اکنون اگر دستور docker ps را صادر کنیم، مشاهده می‌کنیم که کانتینر IIS مخصوص نانوسرور، هم اکنون بر روی ویندوز 10 در حال اجرا است و در آدرس http://localhost:81 قابل دسترسی است.
جهت تکمیل این بحث، بهتر است image مخصوص nanoserver را نیز از docker hub دریافت و اجرا کنیم:
docker run microsoft/windowsservercore
حجم image آن 6GB است.
تنظیمات کارت شبکه‌ی Containers
هنگامیکه پروسه‌ای درون یک container اجرا می‌شود، ایزوله سازی‌های بسیاری نیز در مورد آن اعمال خواهد شد؛ به همین جهت گاهی از اوقات عده‌ای containerها را با ماشین‌های مجازی نیز مقایسه می‌کنند. برای مثال کانتینرها به همراه network adapter خاص خود نیز هستند؛ درست مانند اینکه یک کامپیوتر مجزای از سیستم جاری می‌باشند و اگر این network adapter را ping کنیم، می‌توان به این صورت نیز به آن کانتینر، دسترسی داشته باشیم.
برای یافتن آن، دستور docker inspect iis را صادر می‌کنیم. خروجی آن به همراه یک قسمت network نیز هست که داخل آن یک IP Address قابل مشاهده است. این IP است که مختص و منحصربفرد این container است. در ابتدا برای آزمایش آن، می‌توان آنرا ping کرد؛ مانند ping 172.27.49.47. همچنین به تمام برنامه‌های داخل این container توسط این IP نیز می‌توان دسترسی یافت. برای مثال فراخوانی http://172.27.49.47:81 در مرورگر، سبب نمایش صفحه‌ی اول IIS می‌شود. البته اگر اینکار را انجام دهیم، کار نمی‌کند. علت اینجا است، نگاشت پورتی را که تعریف کرده‌ایم (پورت 81)، به پورتی در کامپیوتر میزبان است و نه این IP ویژه. برنامه‌ی اصلی IIS در داخل container، به پورت 80 بر روی این آدرس IP گوش فرا می‌دهد. اکنون اگر آدرس http://172.27.49.47:80 را در کامپیوتر میزبان فراخوانی کنیم، کار می‌کند.
بنابراین هرچند containerها به معنای نرم افزارهای از پیش نصب شده‌ی در حال اجرا هستند، اما ... به همراه ایزوله سازی‌های قابل توجهی بر روی کامپیوتر میزبان اجرا می‌شوند؛ درست مانند یک کامپیوتر مجزای از آن.
