Preskoči na sadržaj

Komponiranje kontejnera alatom Docker Compose

Do sada smo istraživali korištenje pojedinačnih instanci kontejnera koji se izvode na jednom glavnom računalu, slično kao što programer radi na jednoj usluzi neke aplikacije. Međutim, proizvodne aplikacije obično su mnogo složenije i sastoje se od više usluga, a ovaj model s jednim poslužiteljem neće funkcionirati za koordinaciju 10 ili 100 kontejnera i mrežnih veza između njih, a da ne spominjemo potrebu za osiguravanjem dostupnosti i skalabilnosti.

Docker Compose (GitHub) je alat za definiranje i pokretanje višekontejnerskih aplikacija korištenjem Dockera, tzv. kompozicija (engl. composition). Usluge koje će se pokrenuti definiraju se korištenjem konfiguracije u obliku YAML. YAML je donekle srodan JSON-u, ali je dizajniran kako bi bio čitljiv ljudima (slično kao TOML).

Tip

Službeno proširenje za Docker za Visual Studio Code, između ostalog, podržava i korištenje Docker Composea.

Struktura konfiguracije

Warning

Ubuntu 20.04 LTS ima paket docker-compose koji sadrži Docker Compose verziju 1.25.0. Ta verzija podržava sve značajke koje u nastavku koristimo, ali potrebno je pripaziti da polje version u YAML datoteci u nastavku bude postavljeno na 3.7 (umjesto 3.9) jer je verzija konfiguracije 3.8 postala dostupna tek u Docker Composeu 1.25.5, a 3.9 u 1.27.1.

Korištenje Docker Composea u osnovi je proces od tri koraka:

  • Definiranje okruženja aplikacije s Dockerfile tako da se može reproducirati bilo gdje.
  • Definiranje usluge koje čine aplikaciju u docker-compose.yml kako bi se mogle zajedno izvoditi u izoliranom okruženju.
  • Pokretanje naredbe docker-compose up koja pokreće cijelu aplikaciju.

Note

Docker Compose krenuo je kao samostalni alat docker-compose, ali je u posljednjim verzijama postao dio osnovnog Dockera kao podnaredba compose koja ima svoje podnaredbe. Stoga, naredbu za pokretanje docker-compose up moguće je pisati i kao docker compose up, a analogno vrijedi i za ostale naredbe.

Datoteka docker-compose.yml koju Docker Compose koristi može biti oblika:

version: "3.8"
services:
  mojhttpd:
    image: httpd
  mojredis:
    image: redis

Uočimo vrijednost ključa version. na stranici Compose file versions and upgrading u tablici možete vidjeti koje verzije datoteke docker-compose.yml podržavaju određena izdanja Dockera. Koristit ćemo posljednju verziju Docker Enginea, a ona podržava datotečni format Composea verzije 3.8.

Promatrajući vrijednost ključa services, uočavamo da ćemo u ovom slučaju pokrenut ćemo dva kontejnera, prvi naziva mojhttpd temeljen na službenoj slici httpd, a drugi mojredis temeljen na službenoj slici redis.

Pokretanje, nadzor i zaustavljanje kontejnera

Povucimo slike argumentom pull (dokumentacija):

$ docker-compose pull
[+] Running 12/12
  mojredis Pulled                                                         21.1s
    a2abf6c4d29d Pull complete                                            17.3s
    c7a4e4382001 Pull complete                                            17.5s
    4044b9ba67c9 Pull complete                                            17.6s
    c8388a79482f Pull complete                                            17.9s
    413c8bb60be2 Pull complete                                            18.1s
    1abfd3011519 Pull complete                                            18.1s
  mojhttpd Pulled                                                         21.6s
    dcc4698797c8 Pull complete                                            17.6s
    41c22baa66ec Pull complete                                            17.6s
    67283bbdd4a0 Pull complete                                            18.5s
    d982c879c57e Pull complete                                            18.7s

Stvaranje kontejnera na temelju preuzetih slika i njihovo pokretanje ćemo izvesti argumentom up (dokumentacija):

$ docker-compose up
[+] Running 2/0
⠿ Container docker-mojhttpd-1  Created                                   0.0s
⠿ Container docker-mojredis-1  Created                                   0.0s
Attaching to docker-mojhttpd-1, docker-mojredis-1
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.2. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.2. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojredis-1  | 1:C 03 Jan 2022 22:26:37.086 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
docker-mojredis-1  | 1:C 03 Jan 2022 22:26:37.086 # Redis version=6.2.6, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1, just started
docker-mojredis-1  | 1:C 03 Jan 2022 22:26:37.086 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.087 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
docker-mojhttpd-1  | [Mon Jan 03 22:26:37.087474 2022] [mpm_event:notice] [pid 1:tid 140323163139392] AH00489: Apache/2.4.51 (Unix) configured -- resuming normal operations
docker-mojhttpd-1  | [Mon Jan 03 22:26:37.087533 2022] [core:notice] [pid 1:tid 140323163139392] AH00094: Command line: 'httpd -D FOREGROUND'
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.087 * Running mode=standalone, port=6379.
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.087 # Server initialized
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.087 # WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 * Loading RDB produced by version 6.2.6
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 * RDB age 55 seconds
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 * RDB memory usage when created 0.77 Mb
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 # Done loading RDB, keys loaded: 0, keys expired: 0.
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 * DB loaded from disk: 0.000 seconds
docker-mojredis-1  | 1:M 03 Jan 2022 22:26:37.088 * Ready to accept connections

Izvođenje, kao i inače, prekidamo kombinacijom tipki Ctrl+C:

^CGracefully stopping... (press Ctrl+C again to force)
[+] Running 2/2
  Container docker-mojhttpd-1  Stopped                                     1.2s
  Container docker-mojredis-1  Stopped                                     0.2s
canceled

Želimo li pokrenuti kompoziciju kontejnera u pozadini, dodat ćemo parametar --detach, odnosno -d:

$ docker-compose up -d
[+] Running 2/2
  Container docker-mojredis-1  Started                                   0.3s
  Container docker-mojhttpd-1  Started                                   0.3s

Argumentom ps dobit ćemo popis pokrenutih procesa u pojedinim kontejnerima (dokumentacija):

$ docker-compose ps
NAME                 COMMAND                  SERVICE             STATUS              PORTS
docker-mojhttpd-1   "httpd-foreground"       mojhttpd            running             80/tcp
docker-mojredis-1   "docker-entrypoint.s…"   mojredis            running             6379/tcp

Želimo li više informacija, primjerice koliko je točno procesa pokrenuo web poslužitelj, koliko se dugo izvode i koji su im identifikatori, ispisat ćemo ih argumentom top, ponovno razdvojene po pojedinim kontejnerima (dokumentacija):

$ docker-compose top
docker-mojhttpd-1
UID    PID      PPID     C    STIME   TTY   TIME       CMD
root   870026   869946   0    23:34   ?     00:00:00   httpd -DFOREGROUND
bin    870323   870026   0    23:34   ?     00:00:00   httpd -DFOREGROUND
bin    870324   870026   0    23:34   ?     00:00:00   httpd -DFOREGROUND
bin    870325   870026   0    23:34   ?     00:00:00   httpd -DFOREGROUND

docker-mojredis-1
UID   PID      PPID     C    STIME   TTY   TIME       CMD
999   870038   869998   0    23:34   ?     00:00:00   redis-server *:6379

Argumentom logs dobit ćemo uvid u zapisnike pojedinih kontejnera (dokumentacija):

$ docker-compose logs
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.2. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.2. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojhttpd-1  | [Sun Oct 16 17:19:59.639291 2022] [mpm_event:notice] [pid 1:tid 140373418044736] AH00489: Apache/2.4.54 (Unix) configured -- resuming normal operations
docker-mojhttpd-1  | [Sun Oct 16 17:19:59.639568 2022] [core:notice] [pid 1:tid 140373418044736] AH00094: Command line: 'httpd -D FOREGROUND'
docker-mojhttpd-1  | [Sun Oct 16 17:20:49.178083 2022] [mpm_event:notice] [pid 1:tid 140373418044736] AH00492: caught SIGWINCH, shutting down gracefully
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.3. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojhttpd-1  | AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.18.0.3. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
docker-mojhttpd-1  | [Sun Oct 16 17:22:00.688161 2022] [mpm_event:notice] [pid 1:tid 140264025701696] AH00489: Apache/2.4.54 (Unix) configured -- resuming normal operations
docker-mojhttpd-1  | [Sun Oct 16 17:22:00.688314 2022] [core:notice] [pid 1:tid 140264025701696] AH00094: Command line: 'httpd -D FOREGROUND'
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:19:59.669 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:19:59.669 # Redis version=7.0.5, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1, just started
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:19:59.669 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:19:59.670 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:19:59.670 * Running mode=standalone, port=6379.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:19:59.671 # Server initialized
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:19:59.671 # WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:19:59.671 * Ready to accept connections
docker-mojredis-1  | 1:signal-handler (1665940849) Received SIGTERM scheduling shutdown...
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:20:49.207 # User requested shutdown...
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:20:49.207 * Saving the final RDB snapshot before exiting.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:20:49.209 * DB saved on disk
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:20:49.209 # Redis is now ready to exit, bye bye...
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:22:00.645 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:22:00.645 # Redis version=7.0.5, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1, just started
docker-mojredis-1  | 1:C 16 Oct 2022 17:22:00.645 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.646 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.646 * Running mode=standalone, port=6379.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.646 # Server initialized
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.646 # WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * Loading RDB produced by version 7.0.5
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * RDB age 71 seconds
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * RDB memory usage when created 0.82 Mb
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * Done loading RDB, keys loaded: 0, keys expired: 0.
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * DB loaded from disk: 0.000 seconds
docker-mojredis-1  | 1:M 16 Oct 2022 17:22:00.647 * Ready to accept connections

Zustavljanje izvođenja izvodimo argumentom stop (dokumentacija)

$ docker-compose stop
[+] Running 2/2
  Container docker-mojredis-1  Stopped                                     0.2s
  Container docker-mojhttpd-1  Stopped                                     1.2s

Argumentom down (dokumentacija) zaustavljamo i uklanjamo kontejnere, mreže, volumene i slike koje je stvorio up.

$ docker-compose down
[+] Running 3/3
  Container docker-mojredis-1  Removed                                     0.3s
  Container docker-mojhttpd-1  Removed                                     1.2s
  Network docker_default       Removed                                     0.1s

Naredba podržava još argumenata, o kojima možemo saznati više proučavanjem službene dokumentacije ili korištenjem parametra --help:

$ docker-compose --help

Usage:  docker compose [OPTIONS] COMMAND

Docker Compose

Options:
      --ansi string                Control when to print ANSI control characters
                                   ("never"|"always"|"auto") (default "auto")
      --compatibility              Run compose in backward compatibility mode
      --env-file string            Specify an alternate environment file.
  -f, --file stringArray           Compose configuration files
      --profile stringArray        Specify a profile to enable
      --project-directory string   Specify an alternate working directory
                                   (default: the path of the Compose file)
  -p, --project-name string        Project name

Commands:
  build       Build or rebuild services
  convert     Converts the compose file to platform's canonical format
  cp          Copy files/folders between a service container and the local filesystem
  create      Creates containers for a service.
  down        Stop and remove containers, networks
  events      Receive real time events from containers.
  exec        Execute a command in a running container.
  images      List images used by the created containers
  kill        Force stop service containers.
  logs        View output from containers
  ls          List running compose projects
  pause       Pause services
  port        Print the public port for a port binding.
  ps          List containers
  pull        Pull service images
  push        Push service images
  restart     Restart containers
  rm          Removes stopped service containers
  run         Run a one-off command on a service.
  start       Start services
  stop        Stop services
  top         Display the running processes
  unpause     Unpause services
  up          Create and start containers
  version     Show the Docker Compose version information

Run 'docker compose COMMAND --help' for more information on a command.

Zadatak

Napravite "kompoziciju" koja se sastoji od jednog kontejnera website koristeći sliku web poslužitelja nginx i povežite ga mrežom s domaćinom na kojem se Docker izvodi tako da njegova vrata 80 budu dostupna na vratima koristeći se vratima 8080 na domaćinu. U pregledniku otvorite korijensku web stranicu upravo pokrenutog web poslužitelja.

Zadatak

Napravite kompoziciju dva kontejnera imena po želji od kojih su oba temeljena na slici nginx, neka jedan bude dostupan na vratima 8081, a drugi na vratima 8082. Uvjerite se da možete otvoriti oba web sjedišta.

Zadatak

Napravite kompoziciju dva kontejnera temeljena na slici nginx tako da su u zajedničkoj vlastitoj podmreži i postavite im IP adrese po želji. Van kompozicije pokrenite kontejner temeljen na slici curlimages/curl u istoj mreži i njime pristupite jednom, a zatim drugom web sjedištu.

Pokretanje WordPressa korištenjem Docker Composea

Postavit ćemo usluge koje zahtijeva web sjediše u WordPressu: web poslužitelj, interpreter programskog jezika PHP i bazu podataka MariaDB. Na Docker Hubu već postoji službena slika WordPressa koji, uz programski kod WordPressa, uključuje i web poslužitelj i interpreter programskog jezika PHP. Tako da nam treba samo još službena slika MariaDB-a.

Napravimo novi direktorij wordpress. U njemu kreirajmo novu docker-compose.yml datoteku koja će sadržavati dva kontejnera potrebna za WordPress:

version: "3.8"
services:
  wordpress:
    image: wordpress
    ports:
      - "5050:80"
  mariadb:
    image: mariadb

Sada je potrebno definirati odjeljak s parametrima okruženja environment: koje sadrži parametre specifične za WordPress. Specifično, navesti ćemo sve informacije o bazi podataka na koju će se povezati (varijable WORDPRESS_DB_HOST, WORDPRESS_DB_USER i dr.). Također ćemo definirati varijable okruženja i za bazu podataka MariaDB na analogni način:

version: "3.8"
services:
  wordpress:
    image: wordpress
    ports:
      - "5050:80"
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: mariadb
      WORDPRESS_DB_USER: root
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: "ide-gas!123"
      WORDPRESS_DB_NAME: wordpress
  mariadb:
    image: mariadb
    environment:
      MARIADB_DATABASE: wordpress
      MARIADB_ROOT_PASSWORD: "ide-gas!123"

Sada vidimo da se instanca WordPressa koju pokrećemo povezuje na uslugu MariaDB i koristi je kao svoj sustav za upravljanje bazom podataka. Korisnik je u ovom jednostavnom primjeru root, zaporka je ide-gas!123, a baza podataka koja se koristi je wordpress.

Warning

U nastavku (na složenijim primjerima i u zadacima) ćemo izbjegavati konfigurirati web aplikacije da pristupaju sustavu za upravljanje bazom podataka korištenjem njegovog korijenskog korisnika jer je to loša sigurnosna praksa. Naime, korijenski korisnik ima sve ovlasti.

Dodajmo još zavisnost WordPressu o MariaDB-u u ključu depends_on. Docker Compose će zbog toga napraviti i pokrenuti kontejner mariadb prije pokretanja kontejnera wordpress.

Također ćemo dodati odjeljak volumes, koji će nam omogućiti da mapiramo Docker direktorij u direktorij u našem sustavu. Na taj način ako se Docker spremink sruši ili obriše, bez obzira na direktorij, podaci će i dalje biti na domaćinu. Stvorit ćemo volumen imena wordpress_db i preslikati to unutar kontejnera.

Dodatno možemo eksplicitno navesti mrežu wpnet koja koristi skup adresa 172.19.0.0/16, a u njoj MariaDB ima adresu 172.19.0.3, dok WordPressov poslužitelj ima 172.19.0.4.

version: "3.8"
services:
  wordpress:
    image: wordpress
    ports:
      - "5050:80"
    depends_on:
      - mariadb
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: mariadb
      WORDPRESS_DB_USER: root
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: "ide-gas!123"
      WORDPRESS_DB_NAME: wordpress
    networks:
      mreza:
        ipv4_address: 172.19.0.3
  mariadb:
    image: mariadb
    environment:
      MARIADB_DATABASE: wordpress
      MARIADB_ROOT_PASSWORD: "ide-gas!123"
    volumes:
      - ./wordpress_db:/var/lib/mariadb
    networks:
      mreza:
        ipv4_address: 172.19.0.4
networks:
  mreza:
    driver: bridge
    ipam:
      driver: default
      config:
        - subnet: 172.19.0.0/16

Korištenje izgradnje kontejnera u kompoziciji

U kompoziciji je moguće izgraditi neke od kontejnera na temelju datoteka Dockerfile. Za ilustraciju možemo iskoristiti primjer dan u Get started with Docker Compose, web aplikaciju napisanu u Pythonu korištenjem Flaska koja dohvaća podatke iz Redisa.

Prvo napravite direktorij projekt i u njemu kreirajte datoteku app.py sadržaja:

import time

import redis
from flask import Flask

app = Flask(__name__)
cache = redis.Redis(host='mojredis', port=6379)

def get_hit_count():
    retries = 5
    while True:
        try:
            return cache.incr('hits')
        except redis.exceptions.ConnectionError as exc:
            if retries == 0:
                raise exc
            retries -= 1
            time.sleep(0.5)

@app.route('/')
def hello():
    count = get_hit_count()
    return 'Hello World! I have been seen {} times.\n'.format(count)

Uočimo kako se povezivanje na Redis događa korištenjem imena domaćina mojredis. To ćemo ime iskoristiti niže kao ime kontejnera.

Jasno je vidljivo iz naredbi import da ova aplikacija za svoj rad zahtijeva Python module flask i redis (podsjetimo se da je modul time dio standardne biblioteke). Stvorimo datoteku requirements.txt koju će pip koristiti za preuzimanje potrebnih modula:

flask
redis

Stvorimo Dockerfile koji će povući sliku kontejnera za Python, dodati u nju datoteku requirements.txt, instalirati potrebne module (pip install -r requirements.txt), pokrenuti aplikaciju (flask run) i otvoriti potrebna vrata (u zadanim postavkama Flask koristi vrata 5000):

FROM python:3.7-alpine
WORKDIR /code
ENV FLASK_APP=app.py
ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0
RUN apk add --no-cache gcc musl-dev linux-headers
COPY requirements.txt requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt
EXPOSE 5000
COPY . .
CMD ["flask", "run"]

Ovako definiran Dockerfile govori Dockeru da redom:

  • izgradi sliku počevši od slike Python, verzije 3.7-alpine,
  • postavi radni direktorij na /code,
  • postavi varijable okruženja koje koristi naredba flask,
  • instalira potrebne zavisnosti gcc, musl-dev i linux-headers naredbom apk koju Alpine Linux koristi za instalaciju paketa, slično kao što Debian GNU/LInux koristi apt, a Arch Linux pacman,
  • kopira requirements.txt i instalira Pythonove zavisnosti,
  • doda metapodatke na sliku kako bi opisao da kontejner sluša na portu 5000,
  • kopira trenutni direktorij . u projektu u radni direktorij . na slici te
  • postavi zadanu naredbu za kontejner na flask run.

Ovaj kontejner bismo mogli izgraditi naredbom docker build (dokumentacija), ali tada bismo se morali pobrinuti za Redis. Stoga ćemo napraviti docker-compose.yml koji će izgraditi kontejner na temelju Dockerfile-a i pokrenuti ga, izraditi i pokrenuti kontejner s Redisom pod nazivom mojredis te povezati ta dva kontejnera mrežom:

version: "3.9"
services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "5000:5000"
  mojredis:
    image: "redis:alpine"

Zadatak

Promijenite kontejner tako da koristi Python 3.10 kao osnovnu sliku.

Zadatak

Promijenite korištena vrata na 8080. (Uputa: proučite dokumentaciju sučelja naredbenog retka Flaska.)

Zadatak

Po uzoru na ovu kompoziciju, složite kompoziciju koja koristi službenu sliku za php i povezuje se na Redis.

Author: Vedran Miletić, Matea Turalija