Docker

La mera esposizione teorica non è didatticamente sufficiente.

Vogliamo compiere degli esercizi che coprano i seguenti argomenti:

• connessione tra un client e un server sulla stessa rete
• analisi del traffico durante una connessione
• connessione tra un client e un server su una rete vicina - il problema del routing
• regole di firewall perimetrale e personale
• enumerazione di servizi su un server

e tanto altro ancora.

Per questi esercizi ci occorrono clients, servers, reti.

Avere hardware fisico che copre le varie configurazioni è in pratica impossibile. Configurare gli host di rete con macchine virtuali è molto pesante di risorse per la macchina ospite.

La soluzione è di usare contenitori anzichè macchine virtuali, con la tecnologia Docker.

I contenitori sono molto più leggeri quanto a richiesta di risorse di CPU e memoria. Si può velocemente compiere il deployment di numerosi nodi di una o più reti collegando tra loro componenti Docker come fossero mattoncini da costruzione.

Il risultato emula sufficientemente la realtà per i nostri scopi didattici.

Evoluzione e componenti

Docker è un ambiente di isolamento delle risorse necessarie ad un applicativo all'interno di un contenitore

• Da circa 2013, ideato da Solomon Hykes
• Contributo di Red Hat
• Richiede Linux a 64 bit Kernel 2.6+
• Versione corrente: 20.10 (12/20)
• Licenza Apache (open)
• Scritto in linguaggio Go
• Virtualizzazione entro il sistema operativo
• Direzione: software indipendente dal sistema operativo

Macchine Virtuali e Contenitori

Macchine Virtuali: Virtualizzazione dell'Hardware

• Più sistemi operativi diversi
• Più flessibile
• Più maturo

Contenitori: Virtualizzazione dell'Ambiente Operativo

• Più efficienza
• Meno manutenzione di sistema
• Partenza molto più veloce
• Migliaia di immagini disponibili, con documentazione

NB: Il Kernel è quello dello host Linux

Tipi di Contenitori

• Process container - l’ambiente di esecuzione di un processo principale e possibilmente altri processi
• Network container - fornisce connettività, indirizzamento e risoluzione nomi ai contenitori di processo
• Data container - mantiene i dati in volumi e li persiste quando i contenitori di processo non sono attivi

Tutte le immagini da cui derivano i contenitori sono mantenuti in un repository sul computer locale

Proprietà di Docker

Docker è scritto nel linguaggio di programmazione Go

Molti dei suoi comportamenti sono dovuti al linguaggio Go

E’ distribuito da docker.com (o docker.io)

Ne esistono due versioni:

• enterprise - a sottoscrizione di licenza
• community - gratuito ed Open Source

Docker si basa su features architettoniche di Linux:

• cgroups - supporto kernel all’isolamento processi
• Union File System - FS composto da layers

La docker.com supporta il prodotto solo su Linux

Il Linux di riferimento è Ubuntu

E’ in fase di sviluppo un Linux di riferimento specifico per Docker indipendente dalle distribuzioni correnti

Immagini

Un contenitore è l'istanza run-time di un'immagine.

Un'immagine è la combinazione di un certo numero, variabile a seconda della specifica immagine, di strati software (Layers), integrati all'interno di uno Union File System.

Cgroups

Un cgroup (control group) è una feature che limita, traccia ed isola l’uso di risorse di una collezione di processi.

I Cgroups sono una parte integrale del kernel Linux

Forniscono l’implementazione nel system space dei contenitori dello user space

Componenti di Docker

• Dockerfile: specifica dei componenti necessari. File testuale di specifiche
• Image: risultato della compilazione del docker file. Serie di layers in un repository locale o remoto
• Container: istanza di realizzazione di una image

Più containers della stessa image sono istanze separate e indipendenti

Client-Server

Docker segue l'architettura Client-Server. Vi sono un eseguinile client e due server.

docker - client, Command Line Interface. Interfaccia con l’utente tramite comandi shell

dockerd - high-level server, interagisce con il client. Implementa il comportamento di Docker

containerd - low-level server, gestisce i container. Usato anche con contenitori non Docker, p.es. Kubernetes

Il server è gestito come servizio standard di Linux e si può controllare con il comando amministrativo:

sudo systemctl azione docker

ove azione può essere:

• status - stato del servizio e processi attivi
• start - far partire il servizio
• stop - fermare il servizio
• enable - configurare lo start automatico al boot
• disable - disabilitare lo start automatico al boot

Due componenti del server:

• docker.service - il servizio
• docker.socket - il socket Unix di collegamento

Il collegamento tra client e server avviene tramite un socket. In locale (default) questo è un socket Unix.