Container / VHS BS / 05. - 09.10.2026

Topics:

• Seminarintro
• Themen nach Vorabsprache
• Roter Faden
• Extrasite Docker
• Beitrag Vorseminar
• Beispielhafte Ankündigung

Seminarintro

Zum Seminarstart klären wir

• Orientierungsphase
• Pausenzeiten
• Seminarablauf - Technikumgebung Seminarraum
• TN-Themen

Bitte auch einfach im Seminar bei beliebigen Nachfragen oder Anregungen direkt auf mich zukommen.

Themenüberblick

Im Vorfeld des Seminars gab es eine lockere Seminarthemensammlung. Somit ergibt sich folgende Topic- und Themenliste:

• Container: Docker, Alternativen, Technik, Sicherheit, Workflows
• Docker Versionen: Engine, CE/EE, Docker Desktop
• Basis Images: Standard Linux Distros, Alpine Linux
• Docker Builds: Dockerfile - eigene Images
• Docker Tools: z. B. Portainer, Distrobox, ...
• Docker Networking: Driver, DNS und Routing
• Datenpersistenz: Docker Volumes / Bind Mounts
• Docker compose: docker-compose.yml, Dockge 
• Programmiersprachen / Entwicklungsumgebungen
• Private Registry für eigene Workflows, Privacy und Schutz der Entwicklungen
• Continuous Integration und Continuous Delivery/ Images für die CI/CD-Pipeline
• Ausblick auf Orchestrierungen (Docker Swarm, Kubernetes)
• Themen von Trainees aus Orientierungsphase

Eine Abstimmung von Themen wird natürlich auch im Seminar berücksichtigt.

Roter Faden

Diesen Begriff hört man in meinen Seminaren häufiger ;-). Gemeint ist hier: Das grundsätzliche Verständnis der fraglichen IT-Techniken.

Am Besten gleich so, dass man auch nach einer Zeit ohne Beschäftigung mit diesen Techniken sehr schnell wieder in Fahrt kommt.

Unter einem roten Faden versteht man ein Grundmotiv, einen leitenden Gedanken, einen Weg oder auch eine Richtlinie. „Etwas zieht sich wie ein roter Faden durch etwas“ bedeutet beispielsweise, dass man darin eine durchgehende Struktur oder ein Ziel erkennen kann.

Quelle: Wikipedia - Roter Faden

Und im Zuge dieser Herangehensweise kann es auch schon mal zu einer Wiederholung von Begriffen und Zusammenhängen kommen - [kr]eine Absicht ;-)

Extrasite container.joe-brandes.de

Für die stets mit Infos aktualisierte Ausarbeitung zum Thema habe ich eine Extra-Website erstellt. Diese Ausarbeitungen werden mit Hilfe von RestructuredText und Sphinx erstellt und sind auch für andere Themengebiete verfügbar. Für die Seminarwoche (Okt 2026) wurde die Container rST-Dokumentation auf die aktuelle Sphinx Technik in Kombination mit einem aktuellem Sphinx Theme (PyData) aktualisiert und soll in der Woche weiter mit Infos und Auffrischungen ergänzt werden.

Portal: container.joe-brandes.de mit der Möglichkeit für verschiedene Ausgabeformate und Downloads:

• HTML-Versionen (HTML & SingleHTML)
• EPUB (gerne anfragen) oder
• PDF

Wenn eine Version mal nicht verfügbar ist, dann bitte einfach melden.

Anmerkung zu Beiträgen Vorseminare

Anfang Januar 2024 habe ich verschiedene Beiträge und Veröffentlichungen umgestellt. Im Rahmen dieses Seminars bedeutet das, dass ich die Inhalte lieber nach Topics statt nach zeitlichem Durchlauf im Seminar veröffentlichen möchte. Für den Vergleich habe ich ältere Beitrage erhalten.

Für die Umstellung werde ich hier folgend die alte Darstellung verlinken und beibehalten. Der Beitrag entspricht ja auch immer noch ungefähr dem Seminarverlauf.

Allerdings werde ich in den alten Ausarbeitungen keine Aktualisierungen mehr vornehmen, damit ich nicht mehrere Beitragscodes/Inhalte anpassen muss.

Link zum direkten Vorseminar Container mit Docker und Co

Ausarbeitungen und Seminarankündigung

Diese vorliegende Seminarausarbeitung soll und kann nur einen seminarbegleitenden Faden darstellen. Die Techniken rund um Container und Virtualisierungen sind in stetigem Wandel und Entwicklungen unterworfen, denen ich hier nicht immer hinterherrennen werde.

Übersicht zu Ausschreibungen Thema "Container" siehe http://seminare.joe-brandes.de/_build/html/Chapters/30_Vms-Container/Container.html 

Ein beispielhafter Anreißer bzw. Seminarankündigungstext zum Seminar aus der Ankündigung des Bildungsträgers zum Seminar:

Virtualisierungstechniken gehören zu den wichtigsten Zukunftsthemen in der IT. Sie sind längst nicht mehr nur in großen Cloud-Lösungen wie Microsoft Azure oder Amazon Web Services (AWS) zu finden, sondern auch in kleinen IT-Umgebungen: von Software-Entwicklungssystemen über NAS-Server bis hin zu Smart-Home-Anwendungen auf dem Raspberry Pi. Ob Virtuelle Maschinen (VMs) oder Container-Technologien – Virtualisierung bietet flexible, skalierbare und effiziente Möglichkeiten, IT-Ressourcen optimal zu nutzen. Dieses praxisorientierte Seminar vermittelt Ihnen einen fundierten Einblick in die Einrichtung, Verwaltung und Nutzung von Virtualisierungstechniken und Container-Management.

Lernziele

• Grundverständnis von Virtualisierung und Containern entwickeln
• Installation und Konfiguration von Virtualisierungsumgebungen durchführen
• Container-Technologien verstehen und einsetzen (z. B. Docker, LXC)
• Typische Einsatzszenarien von privaten bis zu professionellen Anwendungen kennenlernen
• Administration und Management von virtuellen Maschinen üben
• Überblick über moderne Cloud-Ansätze und deren Bezug zur Virtualisierung erhalten

Inhalte

• Grundlagen der Virtualisierung: VMs und Container im Vergleich
• Installation und Verwaltung von Virtualisierungsplattformen
• Container-Management in der Praxis
• Einsatz von Virtualisierung im Privatbereich (NAS, Raspberry Pi, Smart-Home)
• Nutzung von Virtualisierung im Berufsalltag und in Cloud-Umgebungen (Azure, AWS)
• Praktische Übungen mit verschiedenen Virtualisierungs- und Containerlösungen

Vorteile des Kurses

• Praxisorientierter Bildungsurlaub mit intensiven Übungen
• Anerkannt nach dem Niedersächsischen Bildungsurlaubsgesetz
• Kleine Lerngruppe mit individueller Betreuung
• Sofort anwendbares Wissen für Beruf und private IT-Projekte
• Ideal für Einsteiger mit Grundkenntnissen in Betriebssystemen und Netzwerken
• Kombination aus Theorie und Praxis für nachhaltiges Lernen

Auch solche Ausschreibungen und Ankündigungstexte unterliegen Änderungen/Anpassungen. Und selbstverständlich sollte man sich auch einmal die LXC-Container unter Proxmox VE genauer anschauen.

Topics:

• Allgemeines
• Technik
• Debian mit Docker Engine
• Docker Bereitstellungs-Alterniven
  [ ALT.: Windows Trainee System mit Docker für Windows ]

Allgemeines

Wir setzen verschiedene Betriebssyteme für eine komplette Sicht auf die verschiedensten Einsätze von Docker-Containern auf unterschiedlichen Betriebssystemen und Netzwerkumgebungen ein.

Für unsere Seminarumgebungen starten wir gerne mit den für TN meist gewohnten Windows Umgebungen und Installationen. Man sollte allerdings nicht verschweigen, dass die meisten weiterführenden und professionellen Umgebungen gänzlich Linux-basiert sind. Und wird sprechen hier ja auch nur von unserer Arbeits-Betriebssystem-Umgebung. Die Container des Seminars sind (bis auf weiteres) Linux-Container.

Diese Ausarbeitung kann leider nicht alle nötigen Codes für unsere Umsetzungen sauber aufbereiten. Warum? Meine CMS-Umsetzungen (hier: Joomla) werden von mir mit so wenig Erweiterungen (Extensions) wie möglich eingesetzt. Für die geschützte Implementierung von Codezeilen in diesem Technikbereich müsste ich aber sehr aufwendig den Linux Shell Code (mit den realen OS Anweisungen!) vor dem CMS extra absichern und für die Ausgabe im Browser aufbereiten.

Stattdessen bekommen die Trainess die Quellcode für die Übungen über entsprechende Git Repositorys oder auch die Extra Docker Site! Manchmal finden sich auch Anmerkungen im Beitrag um hieran zu erinnern:  Code in Extra-Unterlagen auf Codeberg Repo Trainer J. Brandes (ehemals auf GitLab).

Technik

Teilnehmer-PCs mit Intel-Systemen 12th Generation (Core-i5 12400 - 6 Core - 12 Threads):

• 500 GBWechsel-SSDs:  System-Installationen Windows 11 + ggf. 240/120 GB (Data und/oder Zweit-Install)
  Tipp für eigene Heimlabore/Tests: SSD für erste Installation auf 150 GB partitionieren/verkleinern - Rest freilassen für Parallelinstallation: Linux als Zweit-OS
• 32 GB RAM
  Beachten: Host-System (ca. 3 GB) und genug für alle weiteren Systeme!
• Betriebssystem Debian Linux
• Docker CE (Community Edition) Engine

Über die Jahre habe ich immer versucht den Trainees die einfachsten Umgebungen für die diversen technischen Seminarumgebungen bereitzustellen. Unsere Container gehören in die Linux-Welt - viele der Trainees sind oft noch unter Windows unterwegs. Also hatten wir uns schnell ein frisches Windows installiert und so weiter und so fort (siehe untere Ausarbeitung). Dieses einfache und schnelle Inbetriebnehmen aktueller Windows 11 Systeme ist leider nicht mehr möglich.

Für ein komplett aktualisiertes und vollständig dem Nutzer (von Microsoft) übergebenes Win11 benötigen wir in parallelen Seminarinstallumgebungen mit der folgenden Inbetriebnahme einer Container-Seminartechnik mehrere Stunden. 

Ich habe mich daher entschieden gleich auf ein natives Linux/Docker-System als Trainee-Umgebung zu setzen.

Debian mit Docker Engine 

Wir installieren uns mal fix ein frisches Debian (hier: Debian 13 Trixie) mit einem Ventoy-Stick auf den bereitgestellten Wechsel-SSD-Systemen. Die Trainees werden Schritt für Schritt durch die einfache Grundinstallation geführt. Anmerkungen:

• Keinerlei Partitionierungen - wir wollen komplettes System unpartitioniert nutzen
• Kein LVM- oder Crypt-Setup - also keine weitere Komplexität oder Lösung für Storage-Erweiterungen
• Kein Root-User Setup - das führt zu Standard-User mit sudo Funktionalität
  Anm.: und bitte Passwort für Standard-User einfach und funktionell für unsere Seminarwoche halten!
• Standard-Paketauswahl: KDE (more fun than Gnome ;-)
  Anm.: nach Lust und Laune gleich noch SSH mitinstallieren 😉

Am Ende erhalten wir ein einfaches und performantes Linux System mit klassischen Gnome-Desktop auf dem wir alle notwendigen Recherchen und Installationen direkt mit Linux durchführen.

Die Linux Debian Installation wird mit vielen Voreinstellungen und meinen Vorschlägen durchgeklickt und vervollständigt. Vertiefende Verständnisse rund um diese Linux Basiskenntisse könnte man in entsprechenden Seminaren praktisch trainieren. Hier wollen wir nur ein "Betriebssystem" im reinsten und einfachsten Sinne des Wortes bereitstellen.

Die Docker Entwicklergemeinschaft (und Firma Docker Inc.) hat eine sehr gute Dokumentationsplattform, auf die ich in meinen Ausarbeitungen immer wieder hinweisen werde.

Docker Dokumentationen:

• Get started - Docker Basics  
• Guides - Optimize your Development workflows  
• Manuals - install, set up, configure 
• Reference - CLI and API  

Die genauen und aktuellen Anleitungen für die Installation der Docker Engine für Debian findet man bei den Manuals unter https://docs.docker.com/engine/install/debian/. 

Im Grunde lässt es sich sehr schnell per Copy & Paste erledigen, da unsere Basisinstallationen Debian 13 keinerlei Einschränkungen (siehe z.B. Firewalltechnik) oder Vorinstallationen haben, die wir berücksichtigen müssten. Insbesondere beim Einsatz anderer Linux Distros ist hier Aufmerksamkeit gefordert!

Aus den bereitgestellten Installationsszenarios wählen wir die Installation aus einem Debian Apt Docker Repository für die Docker Software: https://docs.docker.com/engine/install/debian/#install-using-the-repository.

Nach der Installation kann man (mit sudo) bereits einen schnellen Hello-World Test durchführen. Wir benötigen für die Docker Nutzung su-Rechte. Die Security-Implikationen werden wir später im Seminar noch genauer beleuchten. Für den Anfang wollen wir aber einfach die Docker-Nutzung ohne sudo-Aufruf ermöglichen. Eine entsprechende Anleitungen findet sich bei den Post-Installation Schritten unter https://docs.docker.com/engine/install/linux-postinstall/.

💡 TIPP: Auf frischen Debian Installationen können wir immer gleich direkt zur "Copy & Paste"-Anleitung springen: 
🔗 https://docs.docker.com/engine/install/debian/#install-using-the-repository 

Alle Schritte werden mit den Trainees praktisch durchgegangen und erläutert. Das Endergebnis (als Screenshot):

Ich habe die Infos für die alternative Docker Desktop für Windows Installation (mit WSL2) in dieser Ausarbeitung belassen (siehe unten) - viel Spaß mit Windows und Docker... 

Docker (bzw. Container) Bereitstellungs-Alternativen

Wie schon gesagt - und bevor wir uns das vertieft und genauer anschauen und verdeutlichen - wir benötigen irgendwie Linux, auf das wir unsere Containertechnik aufsetzen können! Und wenn wir uns durch die primäre Nutzung einer Windows Rechnerumgebung technisch einschränken, dann benötigen wir technische Lösungen für die Bereitstellung der Container Dev Umgebung (aka Docker).

• Hyper-V: Windows on-Board Virtualisierung - Einsatz des Windows Pro/Education eigenen Hyper-V für
  Linux (oder auch Windows) Gastsysteme für Docker Tests
  Eine entsprechede Linux Hyper-V VM wurde früher von mir in den Seminaren bereitgestellt.
• WSLC - eine Weiterentwicklung von Microsoft für WSL
  hier wurde einfach eine Containertechnik gleich mit integriert!
  Einführung im Herbst 2026 - https://learn.microsoft.com/de-de/windows/wsl/wsl-container?tabs=csharp 
• Virtualisierungen (z. B. VirtualBox von Oracle - was solls ;-) - war gut - ist noch gut - mal sehen wie lange noch...)
  Alternative Bereitstellung einer virtuellen VM für Docker-Umsetzungen auf Linux-VMs
  Die Installation von VirtualBox parallel zu Hyper-V auf dem Trainings-Windows-System ist auch möglich.
  Dann muss man bei paralleler Installation mit Hyper-V ggf. die Umsetzung mittels bcdedit beachten.
• Parallelinstallation eines Linux OS (Empfehlung: ebenfalls Debian)
  Für einen Einblick im Seminarverlauf für eine echte Linux-OS-Umgebung zum Dockern können wir uns auf unserem SSD-Installmedium (s.o. Windows) also z.B. etwas Platz lassen und dort eine Parallelinstallation mit einer gewünschten Linux Distribution vornehmen!
• Wünschenswert: ProxmoxVE Installation auf Zweitsystem (alter Laptop reicht)
  Eine fantastische (und kostenlose) Virtualisierungstechnik basierend auf Debian und KVM/qemu Technik.
  Insbesondere die Container/VM Technik LXC ist für viele technische Umsetzungen aus unseren Containerseminaren extrem attraktiv.

Wir werden versuchen die Bandbreite an Lösungen im Seminar anzusprechen und einzuordnen.

Wichtige Erkenntnis: immer wenn wir von Docker Desktop reden, kommt immer echte VM-Technik zum Einsatz. Das merken auch die MacOS-basierten Entwickler mit deren Docker Desktop in einer leicht bis stärker beeinflussten Verarbeitungsgeschwindigkeit bei Images/Containern und bei Docker Networking. Wenn wir Docker Desktop Technik also in einer VM-Installation nutzen wollen, handelt es sich automatisch um sogenannte Nested Virtualization - also eine verschachtelte Virtualisierung. Das muss bei der Konfiguration der virtuellen Docker Desktop Maschine beachtet werden: Auswahl der richtigen VM CPU bis hin zur Aktivierung von ExposedVirtualizationExtensions bei Hyper-V-VMs.

[ ALT.: Windows Trainee System mit Docker Desktop für Windows/WSL2 ]

In Kürze - siehe auch oben die Entscheidungen gegen Windows und direkte Nutzung von nativer Linux Technik

Windows OS für (Linux) Container:

• Windows 11 (Install + Update)
• Windows Subsystem Linux Download / installieren / konfigurieren
• Docker Desktop für Windows Download / installieren / konfigurieren
• Windows Tools bereitstellen und konfigurieren: Git, PowerShell, Terminalvervollständigungen, ...

Wie gesagt: kann ein paar Stündchen dauern... die folgenden Installationen habe ich in diesem Beitrag belassen. Der vollständige Beitrag mit Einsatz von Windows OS Technik für das Container Seminar kann man auf diesem Portal als Beitrag finden.

docker version

Client:
 Cloud integration: v1.0.35+desktop.10
 Version:           25.0.2
 API version:       1.44
 Go version:        go1.21.6
 Git commit:        29cf629
 Built:             Thu Feb  1 00:24:09 2024
 OS/Arch:           windows/amd64
 Context:           default

Server: Docker Desktop 4.27.1 (136059)
 Engine:
  Version:          25.0.2
  API version:      1.44 (minimum version 1.24)
  Go version:       go1.21.6
  Git commit:       fce6e0c
  Built:            Thu Feb  1 00:23:17 2024
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          1.6.28
  GitCommit:        ae07eda36dd25f8a1b98dfbf587313b99c0190bb
 runc:
  Version:          1.1.12
  GitCommit:        v1.1.12-0-g51d5e94
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0

# Install from PowerShell Gallery
Install-Module DockerCompletion -Scope CurrentUser
# Import (bitte einfach in $PROFILE auskommentieren)
Import-Module DockerCompletion

# ======================================================================
# Winget CLI nutzen/testen
# ======================================================================
winget list
winget search docker 
winget show --id Git.Git
# ======================================================================
winget install --id Docker.DockerDesktop
winget install --id Mozilla.Firefox
winget install --id eloston.ungoogled-chromium
winget install --id ONLYOFFICE.DesktopEditors
winget install --id Notepad++.Notepad++
winget install --id Microsoft.VisualStudioCode
winget install --id Git.Git
winget install --id 7zip.7zip
winget install --id Microsoft.PowerToys
winget install --id Microsoft.PowerShell
# winget install --id IDRIX.VeraCrypt (bitte in Admin-Console in Admin-Account)
winget install --id KeePassXCTeam.KeePassXC
winget install --id FastStone.Viewer
winget install --id VideoLAN.VLC

# Chocolatey bereitstellen:
# ======================================================================
# in Admin-PowerShell Copy&Paste von Chocolatey Seite
# https://chocolatey.org/install
# einfach die Copy&Paste Zeile mit Maus anklicken und in der
# PowerShell Konsole mit rechter Maus wieder einfügen
# ======================================================================
# Chocolatey nutzen/testen
# ======================================================================
choco outdated 
choco list --local-only
# https://community.chocolatey.org/packages
# Wichtig: Admin-PowerShell nutzen
# mit Schalter -y keine Rückfragen beim Installieren
# ======================================================================
choco install docker-desktop -y
choco install microsoft-windows-terminal
choco install firefox chromium opera
choco install notepadplusplus
choco install vscode
choco install 7zip
choco install powertoys
choco install git
choco install jq
choco install nodejs
choco install python3

Topics:

• Docker Inc. - der Standard
  [2025 April: Limitierung bei Docker Pulls!]  
• Fachbegriffe
• Technik

Docker bzw. Firma Docker Inc.

Für die Bereitstellung von Containern gibt es diverse Alternativen (siehe podman.io - Red Hat). Ich zitiere an dieser Stelle einfach aus dem aktuellen Docker Praxisbuch von Bernd Öggl und Michael Kofler (Rheinwerk Verlag):

Langer Rede, kurzer Sinn: Wir behandeln in diesem Buch sowohl Docker als auch
Podman. Dennoch gilt für uns Docker als der »Goldstandard«.

-- Praxisbuch Docker (2024) - Bernd Öggl und Michael Kofler (Rheinwerk Verlag)

Docker Software gibt es für nahezu alle Betriebssysteme. Und in unseren Seminaren wollen wir die OS-Implementierungen versuchen in Gänze zu erfassen.

Docker Dokumentationen:

• Get started - Docker Basics  
• Guides - Optimize your Development workflows  
• Manuals - install, set up, configure 
• Reference - CLI and API  

Zur Erinnerung: Docker ist  heimisch auf Linux-Plattformen! Die Fa. Docker.Inc bietet an:

• Verschiedene (pure) Docker Engines - klassisch: docker-ce  (Community) oder docker-ee (Enterprise)
  im Seminar werden wir diese bzw. die in den Distros (siehe docker.io Packages bei Debian/Ubuntu) bereitgestellte Version einsetzen
• Verschieden Docker Desktops für Windows, Mac und auch Linux
• Tools: Docker Compose, Build-Tools, Extensions
• Docker Hub - zentrale Bereitstellung und Austausch von Images
• Docker Scout - Image Analyse und Einschätzung von Security Risks
• Docker Gordon - die KI-Integration in die Docker Inc Containersphere

Geplante Docker Technikumsetzungen:

• Debian 13 Trixie (das eigentliche Community Standard-OS für Services im Internet)
  Hier: eigene versionierte Paket docker.io aus Debian-Repos (wie auch für Ubuntu)
  Installation auf virtuellen Maschinen oder als Parallelinstallationen.
  Alternative: Install-Anleitung auf docs.docker.com: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/
• [ Docker Desktop for Windows ]
  Tipp: Software-Installationen mittels Winget Tool winget - wird im Seminar gezeigt!
  Oder Installation / Setup über Download auf https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/
  Anm.: Scrollen bis "Install Docker Desktop for Windows desktop app" und dort Link zur Installer-exe mit ca. 500 MB Download

Anmerkungen zu anderen Distros und Umsetzungen:

• CentOS 7, 8, 8 Stream, 9 Stream (Vertreter Red Hat OS)
  Anm.: nach Company Red Hat Anpassungen der Lebenszyklen fragliche Unterstützung
  Aktuell setze ich CentOS nicht mehr ein... (wenn Enterprise es anfordert, dann natürlich gerne CentOS oder Alternativen AlmaLinux oder Rocky Linux)
  Anm.:: EOL CentOS 7 am 30. Juni 2024 - das war es dann mit LTS-Philosophie
  siehe Link zu Red Hat CentOS Stream continious Delivery ;-)
• openSUSE (Vertreter Novell SLES) - SUSE trennt sich aus professionellen Erwägungen von Standards und geht über auf immutable Systems (ALP)
  Anm.: Build-Service Virtualization/Container https://software.opensuse.org/package/docker (Versuchspaket: Virtualization:containers)
• Bitte immer die Distro eigenen Umsetzung hinsichtlich folgender Techniken genau betrachten:
  Firewalling: viele Distros betreiben Firewalls inklusive verschiedener Vorgabe
  Security Features: siehe AppArmor oder SELinux - hier sind gegebenfalls diverse weitergehende Konfigurationen notwendig 

Hinweis für Linux Betriebssysteme: (bei Windows übernimmt Docker Desktop für Windows diese Aufgaben)

Bitte immer überprüfen, ob der Docker Daemon läuft und enabled ist für Standard-Target/Runlevel! Alle Aufrufe (hier folgend) und dann auch für docker müssen mit root-Rechten durchgeführt werden.

systemctl status docker.service
# systemctl start docker.service
# systemctl enable docker.service
docker version
# docker als standarduser:
usermod -aG docker standarduser>

Im Docker Aufruf docker version müssen Client und Server aufgelistet sein.

Im Seminar soll auch der Linux-Standarduser für Docker berechtigt werden, um die tägliche Seminar- und Schulungsarbeit zu erleichtern: usermod -aG docker standarduser

Hinweis: Docker mit Standarduser kann ein großes Sicherheits darstellen! Darstellungen hierzu und ausführliche Inbetriebnahmen zu Docker auf Linux OS folgen!

[31.03.2025] Docker Inc. legt Limitierungen für Docker Pulls fest

Also bitte beim Image Pullen im Seminar bitte nicht durchdrehen!

Infoseiten:

• https://docs.docker.com/docker-hub/usage/
• https://about.gitlab.com/blog/2025/03/24/prepare-now-docker-hub-rate-limits-will-impact-gitlab-ci-cd/ 
• https://www.youtube.com/watch?v=JNkLbT_2JQg (C. Lempa YT Vid for Topic)

Das Ganze hat Docker Inc. auch noch mit Starttermin 1. April 2025 versehen - Aprilscherz?! Nein keinesfalls! Und ich/wir sollten für Seminare das Ganze auch im Auge behalten, denn die Pulls beim Docker Hub werden sicherlich immer gegen dieselbe IP-Adresse protokolliert und gezählt! Der GitLab Link erläutert die automatischen Nutzungen bei GitLab Runners (CI/CD Technik - Alternativ siehe auch GitHub Actions). Noch schlimmer kann das bei Orchestrierungen wie Kubernetes werden!

Wir habe Alternativen für die Bereitstellung von Images / Baseimages:

Man erkennt den Einsatz verschiedener Registries:

• Lokale Registry mit Version 3 - Image: localhost:5000/alpinejoe:1.0 
• Externe Registries:
  • AWS - Image: public.ecr.aws/docker/library/alpine:latest   
  • Quay.io - Image: quay.io/lib/ubuntu:latest  

Tipp und Notiz an Joe/Trainer: bereite Docker-Machine mit Docker Registry und vorgeladenen Images für das Seminar vor!

Container Fachbegriffe

An dieser Stelle mal gesammelt - mehr dazu im Seminarverlauf...

Basis-Begriffe:

• Images - unveränderlich / ro
• Container - basieren auf Images, nutzen ein Overlay-Dateisystem
  Container basiert auf Image; Container-Instanz ist R/W (Read/Write) Layer
  maximale Anzahl Layer: 127
• Container-Host physikalische/reale oder virtuelle Maschine
• Volumes - vom Container getrennte Verzeichnisse im Docker-Host-System

Vertiefung:

• Services - Dienst/Aufgabe
  Um diese kümmert sich Docker selbst! Sogar auf welchem Docker-Host die Services laufen sollen!
• Stacks - Administration von Service-Gruppen
• Cluster - Vorraussetzung für Services und Stacks
  Docker Nomenklatur: Swarm; s.a. Python-Skriptool docker-compose 
• Kubernetes - Google Open Source für Container-Verwaltungen
  Container Community lässt verlauten: läuft Docker Swarm den Rang ab!
• Continouus Delivery / Continous Integration (CD/CI)
  Versuch der Eklärung: (semi-)automatisierte Verfahren (CI) von kleinteiligen Releases mit ebenfalls möglichst automatischen Deployment-Test (CD)
  Literatur - siehe: Liebel Kap. 2.3ff

Container Technik

Weitere Fachbgegriffe und kurze Erläuterungen:

• docker Client-Server-Modell
  Linux: docker /dockerd; bei Windows/MacOS „komplizierter“
• Namespaces
  Ressourcen von Kernel lassen sich isolieren
• Docker Images Windows
  siehe Nano Server, IIS, ASP.NET; Anm.: Nano Server nur für Windows Server Hyper-V-Instanz!
• Registry
  Image-Datenbank mit Service zum pullen und pushen von Images
  Im Produktionsbetrieb müsssen aus Sicherheitaspekten vertrauenswürdige und daher firmeninterne Registries genutzt werden.
  Beispielhafte Registry: https : //index.docker.io/v1/
  Registry finden: docker info | grep -i registry  
• Repository
  Logische Unterteilung einer Registry
  Fundus mit mehreren Images (siehe Tags); siehe ubuntu:* (beliebige Ubuntu-Varianten)
• keine init/systemd Techniken
  Was passiert bei mehr als einem Dienst pro Container?
• Virtuelle VMs vs. Container
  die Container als „Leichtgewichte“ und ohne Prozesse-Lasten
  und Nutzung von VMs für Docker-Hosts!

Container Lösungen (Wikipedia Beitrag: Containervirtualisierung )

• Klassiker: FreeBSD Jails, Solaris Zones, OpenVZ (siehe Virtuozzo von Parallels)
• Podman - siehe Red Hat Entwickler
• LXC Container von Proxmox VE
• LXD für LXC - siehe Ubuntu / Canonical
  Linux Containers oder Lightweight Linux Container) - Ausgangsbasis für Docker
• rkt (sprich: Rocket) - von CoreOS (bzw. Produkt Container Linux)
• VMware Photo
• Docker - März 2013 Fa. dotCloud - dann Oktober 2013 umbenannt in Docker Inc. mit Sitz in Berlin
  Neue Componenten (ab Version >= 1.11): containerd, runc, aus „Docker Daemon“ wurde Docker Engine;
  aber Version 1.12 mit eingebauter Swarm Technik: Swarm Mode (Anm.: bei Docker mittlerweile für Kubernetes eingestellt!)
  mit Schwerpunkt auf Applikationsvirtualisierung und nicht auf abgespeckte VMs
• cri-o
  Containerlösung, die eigentlich für Kubernetes entwickelt wurde

Container Formate:

• Docker, CoreOS/rkt, LXD/LXC, Photon, …
• OCF (Open Container Format) der OCI (Open Container Initiative - www.opencontainers.org)
• ...

YouTube Video "Linux Containers the hard way | no Docker, no Podman" - https://www.youtube.com/watch?v=_rwjwdKNPnQ 

Topics:

• Erste Befehle
• Erstes Image / Erster Container
• Images: Filesystem - New Storage Driver since Docker 29.0
• Hilfe in Docker

Erste Docker Befehle

Für den ersten Tag werden wir einfach mal "Learning by Doing" genutzt - also einfach Docker Kommandos nach Vorgabe ausprobiert.

Hierbei wurden stets die entsprechenden Fachbegriffe weiter eingeführt:
Images, Container, Registry, Repository, Tags  

Allgemeine Docker Befehle

Die Versionen für Docker Client und Daemon anzeigen lassen: 

docker version
  
Client:
 Version: 18.09.0
 API version: 1.39
 Go version: go1.10.8
 Git commit: e68fc7a215d7
 Built: Mon Jan 14 12:00:00 2019
 OS/Arch: linux/amd64
 Experimental: false
Server:
 Engine:
 Version: 18.09.0
 API version: 1.39 (minimum version 1.12)
 Go version: go1.10.8
 Git commit: e68fc7a215d7
 Built: Mon Jan 14 12:00:00 2019
 OS/Arch: linux/amd64
 Experimental: false

Docker Versionen lassen sich kaum noch sauber über die Jahre verfolgen/analysieren - in Kürze:
klassische Bezeichner 1.x - 1.10 ... 1.12 ... 1.13 (quasi Version "17.03") ... 18.03 ... 19.03 ...

Die Konfigurationen/Einstellungen der Dockertechnik anzeigen lassen: docker info 

Dockers Hello World!

Wie in jedem "guten" Technikseminar: erst einmal Proof-of-Concept bzw. Funktion:

docker run hello-world
docker ps -a  # klassischer Aufruf
docker container ls -a   # Aufruf seit 1.12 / 1.13
docker images  # klassischer Aufruf
docker image ls  # wieder der modernere / stringentere Aufruf

Zeile 1: Image hello-world aus Registry pullen und starten
Zeile 2+3: alle beendeten Container anzeigen lassen (unterschiedlich gewachsene Syntax)
Zeile 4+5: Images anzeigen lassen, die sich in unserem Docker-System befinden

Tags aus Registry für Images auflisten

Wenn wir uns für die Tags eines Image interessieren können wir bei der Nutzung des Docker Hub einfach die Weboberfläche hub.docker.com nutzen.

Hier besteht allerdings auch das Problem, wenn wir uns für die Tags interessieren. Im Grunde benötigen wir einen Webrequest und müssen dann auch noch das unhandlichen JSON Ergebnis clever händeln. Das folgende Skript zeigt die Ausgabe aller Tags für das Offizielle Image Ubuntu. Die Schleife wird für die "Quasi Seiten" benötigt, die durch den Webrequest erzeugt werden.

Tipp für Registry v2 (muss getestet werden!) aus https://www.googlinux.com/how-to-list-all-tags-of-a-docker-image/

i=0
while [ $? == 0 ]
do 
   i=$((i+1))
   curl https://registry.hub.docker.com/v2/repositories/library/ubuntu/tags/?page=$i 2>/dev/null | jq '."results"[]["name"]'
done

Bei nicht offiziellen Images muss man die Bezeichnung Library durch den Hersteller des Images ersetzen: aus library/ubuntu wird portainer/portainer-ce.

Und das Tool curl ist natürlich wieder einmal nicht eins-zu-eins in der Windows Umgebung / PowerShell nutzbar!

Basis-Image ubuntu:24.04

Jetzt mal ein echtes Image in Form eines offiziellen Ubuntu-Basis-Image aus der Docker Registry (aus dem Docker Hub) mit dem Tag 24.04.

Hier wollen wir das Image pullen und clever starten: Parameter -it (interaktiv / Terminal bereitstellen) und Namen für Container und Hostname bereistellen:

docker run -it --name meinubuntu --hostname meinubu ubuntu:24.04  

Wenn wir einen bereits vorhanden Container nochmals starten wollten:

docker start -i meinubuntu  

Anm.: das gewünschte "t" benötigen wir hier nicht, das weiß der Container schon (s.o.).

Testaufrufe mit uname -a zeigen innerhalb des (hier) Ubuntu-Containers und auf dem Docker-Host denselben Kernel: das ist ja gerade der Clou an Containern - sie nutzen dieselben Systemtechniken wie der Docker-Host!

Auch mal kurz Prozessanalyse im Container (ps ax - zeigt nur einen Prozess: /bin/bash ) und im Docker-Host kann man mit ps axf  die Prozesshierarchien und den /bin/bash-Prozess des Containers unter anderer PID im Docker-Host wiederfinden!

Basis-Image alpine:latest

Ein sehr spannendes Image:

• sehr klein (ca. 6 MB Image!)
• kompaktes, einfaches Paketverwaltungssystem (apk) und mit
• Busybox eine sehr gute "Toolbox" für Linux-Standardbefehle (ip, ping, traceroute, ...)

Wir werden uns an anderer Stelle speziell dem Alpine Linux widmen.

Wir werden auch ein wenig aufräumen:
docker container rm <container-name>  (entfernt Container)
und mit
docker image rm <image-name>  (kann man Images entfernen; alt: docker rmi )

Docker Images: Filesystem

Ab Docker Version 29.0 wird ein anderer Filesystem-Standard benutzt: containerd image store statt OverlayFS2.

Das bedeutet, dass sich die Images nicht mehr in /var/lib/docker sondern in /var/lib/containerd befinden!

Die Art des genutzten Storage System kann man über docker info herausfinden.

Docker Hilfe

Anm.: eingeschränkte Unterstützung bei Windows (bei Linux mit Paket docker-bash-completion volle Unterstützung)!
Erinnerung: also bitte immer fleißig tab-ben und das Modul Docker-Completion nutzen (oder Alternativen).

Wir haben schon einigen Docker CLI Kommandos genutzt. Jetzt sollen komplettere Aufstellungen folgen.

Onlineportal: Docker Kommandos

Die Aufrufe sind nach Kategorien gegliedert. Die Aufrufe lassen sich teilweise in langer und kurzer Schreibung aufrufen:

docker container ls -a # oder auch kürzer und klassisch mit
docker ps -a

Das hat auch mit historischen Entwicklungen innerhalb der Docker-Versionen zu tun! Eine neue und saubere Kommanostruktur wurde mit Docker Version 1.13 eingeführt.

Wir beginnen aber wie immer mit der eingebauten Hilfe… 

Onlineportal: Docker Engine Referenz CLI

Und natürlich kann man auch jederzeit mal die interaktive Docker Hilfe nutzen:  docker oder docker help oder docker --help (Empfehlung: letztere Variante)

Usage: docker [OPTIONS] COMMAND

A self-sufficient runtime for containers

Options:
      --config string      Location of client config files (default "/home/joeb/.docker")
  -D, --debug              Enable debug mode
  -H, --host list          Daemon socket(s) to connect to
  -l, --log-level string   Set the logging level ("debug"|"info"|"warn"|"error"|"fatal") ...info
      --tls                Use TLS; implied by --tlsverify
      --tlscacert string   Trust certs signed only by this CA (default ".../.docker/ca.pem")
      --tlscert string     Path to TLS certificate file (default ".../.docker/cert.pem")
      --tlskey string      Path to TLS key file (default "/home/joeb/.docker/key.pem")
      --tlsverify          Use TLS and verify the remote
  -v, --version            Print version information and quit

Management Commands:
  builder     Manage builds
  config      Manage Docker configs
  container   Manage containers
  engine      Manage the docker engine
  image       Manage images
  network     Manage networks
  node        Manage Swarm nodes
  plugin      Manage plugins
  secret      Manage Docker secrets
  service     Manage services
  stack       Manage Docker stacks
  swarm       Manage Swarm
  system      Manage Docker
  trust       Manage trust on Docker images
  volume      Manage volumes

Commands:
  attach      Attach local standard input, output, and error streams to a running container
  build       Build an image from a Dockerfile
  commit      Create a new image from a container's changes
  cp          Copy files/folders between a container and the local filesystem
  create      Create a new container
  diff        Inspect changes to files or directories on a container's filesystem
  events      Get real time events from the server
  exec        Run a command in a running container
  export      Export a container's filesystem as a tar archive
  history     Show the history of an image
  images      List images
  import      Import the contents from a tarball to create a filesystem image
  info        Display system-wide information
  inspect     Return low-level information on Docker objects
  kill        Kill one or more running containers
  load        Load an image from a tar archive or STDIN
  login       Log in to a Docker registry
  logout      Log out from a Docker registry
  logs        Fetch the logs of a container
  pause       Pause all processes within one or more containers
  port        List port mappings or a specific mapping for the container
  ps          List containers
  pull        Pull an image or a repository from a registry
  push        Push an image or a repository to a registry
  rename      Rename a container
  restart     Restart one or more containers
  rm          Remove one or more containers
  rmi         Remove one or more images
  run         Run a command in a new container
  save        Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)
  search      Search the Docker Hub for images
  start       Start one or more stopped containers
  stats       Display a live stream of container(s) resource usage statistics
  stop        Stop one or more running containers
  tag         Create a tag TARGET_IMAGE that refers to SOURCE_IMAGE
  top         Display the running processes of a container
  unpause     Unpause all processes within one or more containers
  update      Update configuration of one or more containers
  version     Show the Docker version information
  wait        Block until one or more containers stop, then print their exit codes

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

Mit der Hilfe kann man sich auch weiter in die Kommando-Hierarchien begeben: docker container ps --help 

Usage:	docker container ls [OPTIONS]

List containers

Aliases:
  ls, ps, list

Options:
  -a, --all             Show all containers (default shows just running)
  -f, --filter filter   Filter output based on conditions provided
      --format string   Pretty-print containers using a Go template
  -n, --last int        Show n last created containers (includes all states) (default -1)
  -l, --latest          Show the latest created container (includes all states)
      --no-trunc        Don't truncate output
  -q, --quiet           Only display numeric IDs
  -s, --size            Display total file sizes

Und ja: es handelt sich bei der Textausgabe der Hilfe nicht um einen Fehler!
Es wurde docker container ps --help aufgerufen - man erkennt dann die Aliase.

Und zuletzt (in den aktuellen Docker-Versionen) wurden auch klassische Man-Pages für die zusammengesetzten docker-Kommandos implementiert, die man einfach über mit "-2 (Bindestrich) zusammengesetzte Aufrufe erhält: man docker-container-start

Wir erarbeiten uns im Seminarverlauf Befehlsübersichten ("Cheat Sheet") und Hilfen zur Docker-Konsole.

Topics:

• Zusammenspiel: Images und Container
• Beispiel: offizielles Image MariaDB
• Beispiel: Portainer mit Dockermanagement Dashboard
• Eigene Basisimage erstellen

Zusammenspiel: Images und Container

Übungen und Techniken: wie kommen wir über Images an nutzbare Container?!

Auszug aus Trainer-Cheat-Sheet - für Teilnehmer als LibreOffice Draw und als Download und Unterlage im Seminar

Der Container in einem Schritt: (Achtung: jedes weitere docker run ... erzeugt immer wieder neue Container!)

docker run -it --name ubu1 ubuntu:18.10  

Die Umsetzungen, die in docker run implementiert sind der Reihe nach im Einzelnen:

• docker pull ubuntu:18.10  
  Image ubuntu:18.10 aus Registry holen, wenn noch nicht lokal verfügbar!
• docker create -i -t --name ubu1 ubuntu:18.10 
  erstellt Container ubu2 aus Image ubuntu:18.10 mit interaktiv- und tty-Schaltern!
• docker start -a -i ubu2 
  startet Docker Container ubu2 attached und interaktiv, Schalter nach Creation Container (oft) nicht mehr notwendig.

Das Attachen an Container kann man auch nutzen, wenn man einen Container mal einfach ohne die Schalter gestartet (siehe: start oder run) hat.

• docker attach ubu2 
  Zugriff auf Container-Terminal von ubu2

Und für die äußerliche Nutzung von Containern hilft immer der Subbefehl exec.

Achtung: bei vielen Containern ist ja die Bash (oder Sh) der Urprozess. Das heißt, das man mit dem Befehl exit natürlich auch den Container stoppt!

Befehl in Container ubu2 ausführen: (folgender Befehl gesperrt geschrieben - mit Lücken! - wegen CMS Security Technik)

docker exec ubu2 cat / etc/os-release 

Tipp zum Verlassen des Containers:

Terminal mit Tastenkombination Strg+P, Strg+Q terminieren - also ohne den Container zu stoppen.

Beispiel: Offizielles Image mariadb

Das Image stellt mit dem MariaDB-Service einen Background Prozesse zur Verfügung!
Anm./Erinnerung: Container ohne Prozess werden gleich wieder beendet - siehe: hello-world!

Für die Recherche von Parameter und vor Allem den Umgebungsvariablen (ENV) des Image bitte immer eine Recherche für das Image durchführen:

https://hub.docker.com/_/mariadb  (Offizielles MariaDB Image auf Docker Hub)

Beachten: Herstellerabschnitt der URL ist hier ein Unterstrich _ ! Es handelt sich also um ein Offizielle Image! Die Entwicklergemeinschaft für MariaDB hat auch noch eine weiterführende KB (Knowledge Base) Seite mit ausführlichen Erläuterungen zu den Konfigurationsmöglichkeiten und Beeinflussungen für das Image MariaDB. Insbesondere führt die Darstellung der Environment Variables aus, dass es abwärtskompatible Bezeichnungen gibt: (Beispiel) MYSQL_ROOT_PASSWORD oder MARIADB_ROOT_PASSWORD.

Wir starten einen Container für das offizielle Image mariadb:latest im detached-Mode (quasi: Hintergrund):

docker run -d --name mariadb-test1 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=geheim mariadb
# Stoppen des Containers:
docker stop mariadb-test1
# Containerinfos auslesen:
docker inspect maria-db-test1

Beachten: MariaDB Datenbank Verzeichnis /var/lib/mysql liegt (noch) im Docker-Container!

Die Datenbank (wenn der DB-Container läuft) gerne mit MySQL/MariaDB-Client checken:

docker exec -it mariadb-test1 mysql -u root -p    # führt in aktuellen MariaDB Images zu Fehler wegen mysql CLI Link missing
docker exec -it mariadb-test1 mariadb -u root -p  # das Standard-CLI Tool von MariaDB direkt nennen /usr/bin/mariadb
# Den Container analysieren:
docker exec -it mariadb-test1 /bin/bash
cat /etc/os-release
p s ax
mariadb --version
exit

Das Logging übernimmt Docker für den Hintergrund-Daemon Mysqld:

docker logs mariadb-test1.

Jetzt noch ein Container - hier mit Portumleitungen bzw. dem Publishen (Veröffentlichen) des DB-Ports an die Host-Maschine:

docker run -d --name mariadb-test3 \
     -p 13306:3306 mariadb

Und jetzt klappt der Zugriff auch direkt über den Docker-Host:

mysql -u root -h 127.0.0.1 --port=13306 --protocol=tcp -p

Anm.: bei Tests mit MySQL-Client-Zugriffen war es hier wichtig bei Angabe des Hosts die IP (127.0.0.1) zu nutzen und nicht den Reservierten Namen localhost.

Die Belegung von Ports ist immer zu hinterfragen, zu checken und bestenfalls zu kommentieren!

Was uns hier noch fehlt, sind Datenspeicher für die Datenbank außerhalb des Containers (Stichwort: Volumes) und eigene Netzwerke für das Verbinden mit weiteren Containern.

Für die Erstellung neuer Images (aus Containern) dient (siehe Kurzübersicht) der Befehl docker commit ... als Umsetzung. Das ist aber häufig keine saubere und gute Lösung für neue Images, da bei dieser Herstellung meist zu viele Schichten (Layers) und zu hohe Image-Größen entstehen.

Erkenntnis: Wir benötigen einen sauberen Build-Prozess mit docker build ... und Dockerfile Direktiven (Dateien).

Beispiel: Portainer - Image für Dockermanagement / Dashboard

Auf portainer.io - oder natürlich über den Docker Hub - kann man eine Container-Oberflächentechnik finden, die sich einfach und schnell als Container nutzen lässt.

Wichtig: das folgende Beispiel ggf. nicht mehr aktuell - bitte immer die aktuellen Anleitungen auf den entsprechenden Dokumentationen (hier: docs.portainer.io) beachten!  

docker volume create portainer_data  
docker run -d -p 8000:8000 -p 9000:9000 \
    -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
    -v portainer_data:/data \  
    portainer/portainer-ce 

Die Administrations-Oberfläche lässt sich dann auf dem Dockerhost über Port 9000 erreichen.

Hier sind die Standard-Konnektionen sichtbar für die Admininstrationspartner: von Docker/Local bis zur Azure Cloud.

Die neuen Portainer unterscheiden eine CE (Community Edition) und eine BE (Business Edition).

Wir werden da immer wieder mal hinschauen! Aber: bitte nicht die CLI-Nutzung vernachlässigen!

Eigenes Basisimage

Stichwort: Vertrauenswürdige Images oder auch die Fragestellung: Wo bekommen wir die Images her, mit denen wir unsere Container beginnen?

Hiweis: jedes lokale erstellte Image kann später immer nur über eine Registry genutzt werden! Aus diesem Grund folgen entsprechende Übungen meist erst nach der Beschäftigung und Nutzung von eigenen Registries.

Tarball

Wir erstellen/installieren ein Template-System (hier: openSUSE) und erstellen daraus einen Tarball.

tar --numeric-owner --exclude=/proc --exclude=/sys --exclude=/.snapshots -cvf opensuse.tar /

Dieses lässt sich dann auf dem Docker-Host wieder Importieren.

docker import opensuse.tar joebrandes/opensuse:42.3

Image-Erzeugung per Skript

Beispiel (Docker Entwickler): YUM-Based mit Skript online
oder über das Moby-Project: wget https://raw.githubusercontent.com/moby/moby/master/contrib/mkimage-yum.sh

Aufruf:

bash mkimage-yum.sh joebrandes/centos

Debian / Ubuntu: debootstrap

Diese Systeme gehen mit einem eigenen Tool zum Extrahieren eines Tarball aus einem System an den Start:

debootstrap

Das Tool kann über das gleichnamige Paket installiert werden.

debootstrap --variant=minbase stretch ./rootfs
tar -C ./rootfs -c . | docker import - joebrandes/debian:9

Anm.: nach Test ca. 165 MB groß!

Topics:

• Dockerfile - Einführung
• Dockerfile - die Datei
• Dockerfile - Beispiele
  Images für Webserver und mit Installationen

Dockerfile - Einführung

Bis jetzt haben wir fertige Images (siehe hub.docker.com) genutzt und mit diesen Images die Container erstellt.

Die meisten Images wären auch ordentliche Vorlagen, aber z.B. würde man gerne das Paket iproute2 (für CLI ip address show, ...)  nachinstallieren, … usw.

Also wollen wir jetzt unsere eigenen Images erstellen und bedienen uns eines Dockerfile, das die nötigen Anweisungen enthält!

Kurzanleitung

• Arbeits-Ordner für Image-Bauprozess erstellen
• Projekdateien bereitstellen
  Dateien / Unterordner im Arbeits-Ordner bereitstellen (z.B. Skripte, Webdateien/Ordner)
• Dockerfile  Datei im Ordner erzeugen und Inhalt/Konfiguration für Image festlegen
• docker build - ein neues Image lokal erzeugen und dann mit
  
• docker run  oder mit einzelnen Befehlen docker create und dann docker start  nutzen
• docker push - nach Wunsch im Docker-Hub veröffentlichen (wörtlich zu nehmen: public)

Alternative Veröffentlichungstechniken für eigene Images:

• GitHub für Dockerfile bzw. Ordner/Dateien für automatisierte Builds
• Private Image Repository auf Docker Hub (ggf. $)
• Eigenes (privates) Docker Repository (sehr wichtig im Firmenumfeld)

Links:

• Automatic Builds
• Docker Registry

Im Folgenden jetzt weitere Infos zu docker-Builds (Dockerfile) und  mehr zu den Anweisungen und technischen Umsetzungen.

Dockerfile - die Datei

Das Dockerfile hat eine eigene Syntax und eigene Konventionen.

Schlüsselworte für ein Dockerfile (Directives) als Tabelle:

Erläuterungen:

• Reference Dockerfile 
• Best Practises Dockerfile 

Kurze Analyse / Erläuterungen:

ADD vs. COPY - scheinen ja dasselbe zu tun, aber ADD kann…

• … auch mit URL umgehen
• … auch (wie COPY) Verzeichnisinhalte komplett kopieren
• … mit TAR-Archiven arbeiten/entpacken (gzip, bzip2, xz)

Beide können mit –chown=user:group Parameter umgehen.

In Kürze: COPY nur für einfaches Kopieren einer lokalen Datei - sonst nehmen wir ADD.

Dasselbe Dilemma findet sich bei den Erklärungen für CMD und ENTRYPOINT.

CMD vs. ENTRYPOINT - Startkommandos für Container

Wenn man Container mit mit docker run Komandos anfügt, dann …

• … wird bei CMD das angefügte Kommando anstelle von CMD ausgeführt
• … wird bei ENTRYPOINT das Kommando hinzugefügt

Jetzt wollen wir uns mal ein paar Beispiele erstellen und Images erzeugen (Image Building)

Dockerfile - Beispiele

Die folgenden einfachen Beispiele lassen sich beliebig im Netz oder auch auf den Docker-Portalen finden.

Die folgenden Beispiele orientieren sich am Buch "Docker - Das Praxisbuch für Entwickler und DevOps-Teams von Bernd Öggl, Michael Kofler" aus dem Rheinwerk-Verlag. Die beiden Autoren haben über die Jahre diverse Auflagen dieses Fachbuchs herausgebracht! In 2024 sind sie bei der mittlerweile 4. Auflage angelangt und diese Version gibt es auch englischsprachig!

Alle Beispiele werden ausführlich mit den gelernten Docker-Techniken containerisiert und getestet. Die Beispiele finden sich auch in den digitalen Trainerunterlagen (Git Repo) für die Trainees.

Dockerfile - Beispiel 01 - PHP 8.4 + Apache + Debian - Quick...

Einfaches Images mit PHP 8 und Apache2 Webserver basierend auf Basisimage mit dieser Kombination:

FROM php:8.4-apache
ENV TZ="Europe/Amsterdam"
COPY index.php /var/www/html

Man erkennt die Festlegung einer Umgebungsvariablen und das Kopieren einer Datei in den Container. Man sollte wieder eine Recherche zum Image auf dem Docker Hub durchführen.

Image erstellen mit (z.B.): docker build -t joebseminar/myphpapache:1.0 . 

Zu beachten ist hier der Punkt am Ende für den Basisordner (hier: dieser Ordner) des Build-Prozesses mit dem Dockerfile und der index.php .

Dockerfile - Beispiel 02 - Ubuntu 24.04 mit Package iproute2

Mit Basisimage Ubuntu (Tag: 22.04) ein Image mit Editor-Installation joe und Aufräumen  der Apt-Technik. Hier stellen wir auch eine Shell (hier: Bash) bereit, mit der wir später "-i / --interactive" und "-t / --tty" über ein Terminal kommunizieren können.

FROM ubuntu:24.04
LABEL maintainer "Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.";
RUN apt-get update && \
 apt-get install -y iproute2 && \
 apt-get clean && \
 rm -rf /var/lib/apt/lists/*
CMD ["/bin/bash"]

Zu beachten ist hier, dass durch das "einzeilige" RUN-Command die Image-Größe und die Layer-Erzeugung (hier: 1 Layer für RUN) optimiert wird.

Dockerfile - Beispiel 03 - Ubuntu mit Apache2 inkl. https

Wieder wird das Basisimage ubuntu:18.04 genutzt: Webserver Apache2 mit http/https-Unterstützung und einer kleinen (von mir vorbereiteten) Beispiel-Website.

FROM ubuntu:24.04
LABEL maintainer "Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.";
LABEL description "Test mit Dockerfile"

# Apache installieren, und unnötige Dateien aus dem Paket - Cache
# gleich wieder entfernen
RUN apt-get update && \
 apt-get install -y apache2 && \
 apt-get -y clean && \
 rm -r /var/cache/apt /var/lib/apt/lists/*
# HTTPS -Unterstützung aktivieren
RUN a2ensite default-ssl && a2enmod ssl

ENV APACHE_RUN_USER=www-data \
 APACHE_RUN_GROUP=www-data \
 APACHE_LOG_DIR=/var/log/apache2

EXPOSE 80 443

# gesamten Inhalt des Projektverzeichnisses
# samplesite nach /var/www/html kopieren
COPY samplesite/ /var/www/html

CMD ["/usr/sbin/apache2ctl" , "-D" , "FOREGROUND"]

Jetzt das Building mit bekanntem Aufruf: (Erinnerung - bitte an den Punkt am Ende denken ;-)
docker build -t joebseminar/mywebserver:1.0 .  

Dann kann man  das Image nun geschickt für die äußere Netzanbindung über Ports mappen:

docker run --hostname webserver --name mywebserver \
  -p 8080:80 -p 8443:443 \
  joebseminar/mywebserver:1.0  

Jetzt lässt sich die Beispielseite über einen Browser erreichen.

In meinen Trainingsunterlagen findet sich auch noch ein Beispiel mit einem schlanken Alpine Webserver. Hierfür sollten wir uns aber erst einmal diese spezielle Linux Distro näher anschauen.

Topics:

• Distribution Alpine Linux
• Shell / BusyBox
• Paketverwaltung apk
• Alpine mit Webserver Apache2

Alpine Linux

Für das Linux zeichnet die Firma Gliderlabs verantwortlich.

Quellen:

• Gliderlabs
• Wikipedia
• Alpine Linux
• Alpine Docker Image
• Alpine Packages Online

Technisches:

• als C-Standardbibliothek wird musl statt glibc genutzt
  das stellt häufig ein Problem bei zu kompilierenden Programmen dar
• einfachere Auswertung von /etc / resolv.conf (keine domain und search Beachtung)
• es existiert für Alpine Linux optimierte glibc (pkg-glibc )
• als Init-System wird OpenRC statt systemd oder sysv-init genutzt
  erinnert eher als klassisches init-System und arbeitet mit /etc / inittab
• Wichtig: OpenRC ist installiert! Arbeitet aber nicht! S.a. Logging (rsyslog nachinst.)
• Linux Kommandos stammen von BusyBox

Alpine Linux lässt sich schnell ausprobieren:

docker run -it -h alpine --name alpine alpine

Unable to find image 'alpine:latest' locally
latest: Pulling from library/alpine
cd784148e348: Pull complete
Digest: sha256:46e71df1e5191ab8b8034c5189e325258ec44ea739bba1e5645cff83c9048ff1
Status: Downloaded newer image for alpine:latest
/ # cat /etc / os-release
NAME="Alpine Linux"
ID=alpine
VERSION_ID=3.8.2
PRETTY_NAME="Alpine Linux v3.8"
HOME_URL="http://alpinelinux.org"
BUG_REPORT_URL="http://bugs.alpinelinux.org"
/ #

Container-Analyse (in separater Shell natürlich): docker ps -s (Größen anzeigen) zeigt einen nur wenige Bytes großen Alpine-Container, basierend auf einem wenige Megabytes (!) großem Alpine-Image.

Shell / Busybox

Die Shell ist standarmäßig /bin / sh bzw. /bin / ash (Teil von BusyBox)

Die Bash lässt sich nachinstallieren, was den Komfort erhöht, aber auch die Speichergrößen deutlich anschwellen lässt.

apk add --update bash bash-completion

BusyBox

Enthält ca. 140 Linux Standardkommandos, die als Symlinks zu busybox integriert sind.

Siehe: ls /bin /sbin -l 

Hilfe zu BusyBox: https://busybox.net/downloads/BusyBox.html

Hilfen / Dokumentation

Es gibt keine man-Pages oder den Pager less! Nachinstallationen wären aber möglich mit:

apk add --update man man-pages mdocml-apropos less less-doc
export PAGER=less
apk add --update bash-doc

Die man-Pages der Tools habe immer die -doc Paketendung!

Hilfe zu diesen Topics: siehe Alpine Doku 

Paketverwaltung apk

Das Verwalten von Paketen (Software) mit apk unter Alpine Linux:

Pakete in Roh-Alpine: apk info | sort 

/ # apk update
fetch http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/main/x86_64/APKINDEX.tar.gz
fetch http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/community/x86_64/APKINDEX.tar.gz
v3.8.2-19-g151c2021d6 [http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/main]
v3.8.2-18-gd7f33f856a [http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/community]
OK: 9546 distinct packages available
/ # apk info | sort
alpine-baselayout
alpine-keys
apk-tools
busybox
libc-utils
libressl2.7-libcrypto
libressl2.7-libssl
libressl2.7-libtls
musl
musl-utils
scanelf
ssl_client
zlib
/ #

Empfehlung: ein apk update vor irgendwelchen Installationen / Konfigurationen! Es gibt gut 9500 Pakete!

Tipp: In Dockerfile ein apk add --no-cache zum installieren nutzen:
es wird ein --update durchgeführt, aber nach dem Install wird das System wieder bereinigt!

# Datei Dockerfile
...
RUN apk add --no-cache \
 build-base \
 python-dev \
 jpeg-dev \
 zlib-dev \
 ffmpeg \
 && pip install sigal \
 && pip install cssmin \
 && apk del build-base python-dev jpeg-dev zlib-dev

Paketübersicht online: https://pkgs.alpinelinux.org/packages

Hier waren jetzt auch die Paketquellen erkennbar; Anzeige mit: cat /etc/apk/repositories 

Dockerfile - Beispiel 04 - Alpine Linux mit Apache2 Webserver

Hier sind wir durch Recherchen zu Alpine Linux und diversen Dockerfile Analysen herausgefordert worden:
Anm.: Apache muss als Prozess am Laufen gehalten werden im Container - sonst ist der Container ja gleich wieder beendet!

FROM alpine

LABEL maintainer "Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein."
LABEL description "Test Alpine und Apache"

RUN apk update && apk upgrade && \
    apk add apache2 libxml2-dev apache2-utils && \
    rm -rf /var/cache/apk/*

# dieses run-Verzeichnis musste mal erstellt werden!
# RUN mkdir /run/apache2

ENV APACHE_RUN_USER=apache \
    APACHE_RUN_GROUP=www-data 

EXPOSE 80

COPY samplesite/ /var/www/localhost/htdocs

CMD ["/usr/sbin/httpd", "-DFOREGROUND"]

Anm.: die benutzte Beispielseite (HTML-Projekt in Ordner samplesite) als einfaches HTML5-Gerüst mit einfachem Prüftext.

Vorschlag: alternatives Dockerfile mit apk add --no-cache  Direktive bzw. komplette Umsetzung inklusive https/ssl.
Anm.: letztere Varianten gibt natürlich schon vorbereitet auf dem Docker Hub.

Topics:

• Hintergrund zu Volumes und Networking
• Volumes und Mounts
• Docker Netzwerke
• Übung: 3 Container mit Netz und Mounts (WordPress)

Hintergrund zu Volumes und Networking

Docker Container - oder mal wieder allgemein gesprochen Container - fungieren in einem abgesonderten Raum für ihre OS-Umgebung. Das ist jetzt mal sehr umgangssprachlich ausgedrückt.

Alle Vorgehensweise mit Containern haben das praktisch bestätigt. Um was genau geht es?

• Container Daten:
  Ohne Mehraufwand und Konfigurationen sind die Daten unserer Dienste im Container! Das bedeutet bei einer Interpretation von Containern als Wegwerftechnik aber auch, dass wir bei einem wiedererzeugten Container aus einem Image unsere Daten verlieren würden!
• Container vernetzen:
  Wenn wir mit einem einzelnen Container kommunizieren wollen, dann lösen wir das über Portweiterleitungen - kein Problem! Wie allerdings können Container untereinander kommunizieren?

Im Folgenden soll es um die Lösungen zu diesen Problemstellungen gehen.

Volumes und Mounts

Die Grundidee ist immer gleich: die Daten unserer Container - z.B. Webverzeichnis eines Webservers - müssen außerhalb vom Container gespeichert sein! Diese Ides bezeichnet man als Volumes. Volumes lassen sich unter Docker als Mounts oder Docker Volumes nutzen und können unterschiedlich erstellt und gebunden sein.

Eine Übersicht in Kürze:

Bind Mounts  (Link docs.docker.com - Storage - Bind Mounts)

Die Daten liegen außerhalb des Container in der Verzeichnisstruktur des Docker Hosts - z.B.
-v /var/dc-test-www:/var/www/html  

Der Parameter -v kündigt die Zuweisung an. Links vom : ist das lokale Verzeichnis /var/dc-test-www  und rechts der Standardordner /var/www/html  des Containerservice (hier Webserver Apache2) zu finden.

Docker Volumes (Link docs.docker.com - Storage - Volumes)

Wie der Name schon andeutet kümmert sich hier die Docker Technik um die Verwaltung der gewünschten Datenspeicher. Die Konfiguration und Verdrahtung der Volumes kennt unterschiedliche Herangehensweisen.

• Mit dem Docker Befehl docker volume create ...  werden Docker Volumes manuell erzeugt und dann über den Schalter -v den Docker Containern mitgeteilt.
• Mit der Dockerfile Direktive Volume kann man nur Volumes innerhalb des Containers erzeugen! 
  Link docs.docker.com Reference Builder Volume
  Beim create oder run für den Container kann man dann aber Mount-Points mit Parameter --mount spezifizieren.
  Link docs.docker.com - Reference run - Volume mounts and Bind mounts
• Mit der Docker Compose Direktive volumes: in der  docker-compose.yml werden echte Docker Volumes erzeugt und (persistent) nutzbar gemacht.

Nur echte Docker Volumes lassen sich mit docker volume ls auflisten - die Mounts sind hier nicht aufgelistet!

Die Volumes lassen sich wieder mit docker volume inspect ... analysieren.

Wenn man mit docker-compose Container genutzt hat und dann beim docker-compose down noch den Schalter -v anhängt werden automatisch alle Volumes der docker-compose.yml gelöscht.

Die Analyse von Docker Volumes bei Nutzung von Docker Desktop für Windows ist nach ganz so einfach, da die Verdrahtung der Docker Volumes im Windows WSL2 Subsystem manchmal mehr Analyse verlangt um die Ordnerstruktur für die Volumes zu finden.

Beispiel eines Standard Docker Volume für eine Portainer Datenstruktur unter Linux:
/var/lib/docker/volumes/portainer_data/_data/  (Volume: portainer_data)

Dasselbe Portainer Volume portainer_data auf einem Docker Desktop für Windows Volume:
\\wsl.localhost\docker-desktop-data\data\docker\volumes\portainer_data\_data 

Trick für Docker Desktop für Windows mit WSL2:

Einhängen (hier Debian WSL2 Machine) mit einem Docker Container basierend auf Debian Image:
docker run -it --privileged --pid=host debian nsenter -t 1 -m -u -i sh   (nsenter ruft Shell sh in anderem Namensraum auf)
Jetzt lässt sich eine Volume Technik direkt mit dem Standardpfad /val/lib/docker/volumes/... aufrufen!

Docker Networking

Jeder Container verfügt standardmäßig über Netzwerkfähigkeit. So verbinden wir uns ja über Portweiterleitung funktionstüchtig mit Containerdiensten. Die Docker Technik manipuliert die OS-spezifische Netzwerktechnik mit Paketfilter und Firewall Techniken (Linux/Unix: iptables).

Wie immer bietet die Docker Dokumentation einen sehr guten Einstieg und Übersicht in die Docker Netzwerktechnik.

Für die Vernetzung von Containern nutzen wir später auch automatisierte Container Deployments - wie z.B. Docker Compose. Für den Einstieg allerdings wollen wir uns die bereitstellbaren Netzwerktechniken in Docker manuell erarbeiten und nutzen.

Eine erste Übersicht über die verfügbaren Docker Netzwerke erhalten wir mit docker network ls. 

❯ docker network ls
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
2be710ddb5b4   bridge    bridge    local
8c5ab405882d   host      host      local
8eb9e8218f21   none      null      local

Der Netzwerk Driver bridge stellt das Standardnetzwerk für Container dar. Der host Driver entfernt die Trennung (Isolation) zwischen Container und Docker Host. Die Netzwerke lassen sich wie immer mit docker netwok inspect ... analysieren.

Tipp: Für die vertiefenden Ananlysen und Verständnisse rund um Docker Networking sollte man sich komplett in der Linux Docker Host Umgebung orientieren. Unter Windows mit dem Docker Desktop für Windows ist eben alles immer ein wenig Anders.

Übung: WordPress - drei Container mit Netzwerk und Bind Mounts

Wir komplettieren die Container-Techniken und verdrahten unsere Container

• Erstellung eines gemeinsamen Netzwerks - docker network create ...
• Nutzung von Bind Mounts - Ordnerbindungen zwischen Container und (lokalem) Dockerhost
  HINWEIS: die u. a. lokalen Ordnerpfade legen nahe, dass die Übung in dieser Form (Mount-Binds) auf Linux Docker Host Umgebung stattfinden sollte!

Wir erstellen uns ein neues Docker Netzwerk:    (Anm.: wenn nicht angegeben --driver bridge  )

docker network create test-net

Übersicht über die Docker Netzwerke:

docker network ls

  Inspektion (Eigenschaften) unseres neuen Netzwerks:    (Hier: Subnet 172.18.0.0 / 16 )

docker network inspect test-net | jq

Im Seminar zeige ich gerne über mehrere Erstellungsphasen die nötigen Bauteile für das gewünschte Szenario (wenn es die Zeit erlautb):

• Datenbank-Server (Image: mariadb)
• WordPress (Image: wordpress)
• PhpMyAdmin (Image: phpmyadmin/phpmyadm)

Und schon kann es mit der Produktion der Container losgehen...
Tipp: ich würde erst einmal mit den ersten beiden Containern für WP und MariaDB Combi beginnen!

Container: MariaDB4WP

docker run -d --name MariaDB4WP \
    --network test-net \
    --env MARIADB_USER=wpuser \
    --env MARIADB_PASSWORD=geheim \
    --env MARIADB_ROOT_PASSWORD=geheim \
    --env MARIADB_DATABASE=wpexample \
    -v /home/joeb/dockerdata/wpmysql:/var/lib/mysql \
    mariadb:latest

Container: WP01

docker run -d --name WP01 \
    --network test-net -p 8081:80 \
    -e WORDPRESS_DB_PASSWORD=geheim \
    -e WORDPRESS_DB_HOST=MariaDB4WP \
    -e WORDPRESS_DB_USER=wpuser \
    -e WORDPRESS_DB_NAME=wpexample \
    -v /home/joeb/dockerdata/wphtml:/var/www/html \
    wordpress

Container: PMA01

docker run -d --name PMA01 \
     --network test-net -p 8080:80 \
     -e PMA_HOST=MariaDB4WP \
     phpmyadmin

Und die Tests - wie immer - mittels Browser im Docker-Host.

Dieses Beispiel soll zeigen, dass die gemeinsame Nutzung mehrerer Container viele Anforderungen und Tipparbeit kostet. Mit Hilfe weiterführender Techniken (siehe Docker Compose) wollen wir uns diese Arbeit erleichtern.

Als Nächstes werden wir dann die Container versuchen in einem Arbeitsschritt zu starten / zu komponieren.

Topics:

• Docker Compose - Einführung
• Docker Compose - Technik und Kommandos
• Datei docker-compose.yml
  mit Beispielen

Docker Compose

Jetzt wollen wir die Bereitstellungen von weiter Containern verbessern. Mit docker run ... geht das zwar relativ einfach, aber wir wollen die Anweisungen für mehrere Container zentral organisieren.

Die docker-compose Technik betreibt die Container hierbei in ihrer nativen (puristischen) Weise: die Container werden beim Beenden entfernt!
Getreu dem Docker Motto: "Container sind zum Wegschmeißen!"

Konfigurationsformat: YAML

Die Konfiguration wird in der Textdatei docker-compose.yml bereitgestellt. Es handelt sich also um ein YAML gestylte Konfigurationsdatei.

Infoseiten zu YAML:

• Wikipedia
• YAML Webportal

Für die Konformität der *.yml-Dateien (oder *.yaml) kann wieder ein ordentlicher Editor (siehe VS Code) mit entsprechender Unterstützung sorgen.

Hinweis: Die Einrückungen (mit Leerzeichen) müssen genau passen - sie bestimmen die Gliederungen!

Kurzanleitung:

• Abschnitt mit -
• Kommentar mit #
• Liste mit Bindestrich - oder in [eins, zwei, drei]
• Hash mit key: wert oder {name: Joe, nachname: Brandes}
• Textblock (mit Zeilenumbrüche) mit |
• Textblock (ohne Zeilenumbrüche) mit >

Beispiel:

# Datei sample.yaml
data:
  list:
    - item1
    - item2
  key1: >
    Dieser Text ist dem
    Schlüssel 'data.key1' zugeordnet.
  key2: |
    code line 1
    code line 2

YAML-Tool: shyaml

Anm.: ein Python-Script - Entwicklerlink zu shyaml

openSUSE: sudo pip install shyaml   
Anm.: z.B. bei CentOS muss erst Paket python-pip installiert werden!

Beispielaufrufe: shyaml get-value data.key1 < sample.yaml  oder alternativ
cat docker-compose.yml | shyaml get-value services.joomla.image  (s.u.: ergibt: joomla)
cat docker-compose.yml | shyaml get-value services.joomla.ports  (s.u. ergibt: -8083:80)

Docker Compose - Technik

Anm.: bei Docker Desktop für Windows/Linux ist docker compose bereits verfügbar. Auch bei Standardinstallationen unter Linux (pure Docker Engine wird die Docker Compose Technik heute gleich bereitgestellt!

Technischer Hintergrund:

In Docker-Technik kann man die docker compose Techniken auch mit docker stack deploy Techniken - also: Swarm Services - vergleichen/ausführen und man arbeitet quasi mit einem Minimal-Swarm von einer Docker-Instanz! Das kann man auch in den entsprechenden (Portainer) Dashboards beobachten/betrachten.

In 2019/2020 hat Docker verkündet zukünftig die eigene Swarm-Technik mit Kubernetes (K8s) zu ersetzen.

Anmerkungen:

• Das alte docker-compose Python-Skript kann Problemchen bereiten (Python!)
• docker compose - als Docker Subbefehl compose - wird direkt seit Jahren mit Docker Technik ausgeliefert.
• Wir beschränken uns - an dieser Stelle - auf docker compose (also: Komponieren)
  und behalten uns die Swarm-/K8s-Techniken (also: Orchestrierungen) für später auf.

Online / Links:

• Docker Compose: Entwicklung / Versionen / Evolution
• Webportal zu docker compose: Docker Compose 
• Releases / Downloads GitHub: docker-compose Releases
• Installationen / Bereitstellungen: Docker Portal: docker compose install  

Obsolet / Alt / Manuelle Bereitstellung docker-compose Script:

Einfache Downloads bzw. Installation: (alternative Bereitstellungen - siehe Webportal - sollten analysiert werden; Versionen beachten)
Anmerkung: seit geraumer Zeit lassen sich die Docker Compose Techniken entweder sehr viel einfacher installieren, oder aber docker-compose ist als Befehl docker compose bereits verfügbar - bitte die Anleitungen genau beachten!

curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.25.3/docker-compose-`uname -s`-`uname -m`
        -o /usr/bin/docker-compose
chmod +x /usr/bin/docker-compose        # Originalanleitung mit /usr/local/bin - siehe $PATH

Kommandos:

docker-compose <commands> bzw. docker compose <commands>

• config (Analyse)
• up -d | down (up normalerweise immer kombiniert mit -d)
  Wichtig: bei Kombination von down mit -v Schalter werden auch Volumes mitgelöscht
• events
• kill (falls stop|down nicht funzt)
• logs (Logging zeigen)
• pause | unpause
• ps (listet die Container auf)
• images (listet die Images auf)

Beispiele: docker-compose.yml 

Was für die Docker Standardtechniken (docker run) das Dockerfile darstellt ist nun die Konfigurationsdatei docker-compose.yml für unser Tool docker-compose!

Tipp: schöne und aktuelle Docker Compose Beispiele auf https://github.com/docker/awesome-compose oder beim Dockerbuch von Öggl/Kofler.

Beispiel 01: Wordpress:

Das CMS WordPress benötigt folgende Komponenten:

• WordPress Software - PHP Technik mit Datenbankanbindung
• Webservice
• Datenbank

Im folgenden Beispiel wird WordPress und der Webservice (Webserver) durch das Image wordpress:latest bereitgestellt.

# Datei test/docker-compose.yml
version: '3'

services:
  db:
    image: mariadb:latest
    volumes:
      - vol-db:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_RANDOM_ROOT_PASSWORD: 1
      MYSQL_DATABASE: wp
      MYSQL_USER: wpuser
      MYSQL_PASSWORD: geheim2
    restart: always

  wordpress:
    image: wordpress:latest
    volumes:
      - vol-www:/var/www/html
    ports:
      - "8082:80"
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db:3306
      WORDPRESS_DB_USER: wpuser
      WORDPRESS_DB_NAME: wp
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: geheim2
    restart: always

volumes:
  vol-www:
  vol-db:

Dieses Hello WordPress!-Beispiel zu docker-compose zeigt die zusätzliche Intelligenz des docker-compose-Tools gegenüber den Basistools Docker. Nicht einmal Netzwerkkonfigurationen werden benötigt! Und in dieser Konfiguration wird (sehr einfach und unsicher) der Zugriff auf die Wordpress-DB mit dem MySQL-/MariaDB-root verdrahtet. Wir wollen später eigene DB-Accounts für die Web-/CMS-Projekte nutzen.

cd test # hier ist das docker-compose.yml
# mkdir /var/dc-test-www # Volume Wordpress HTML; kann man weglassen (!)
# mkdir /var/dc-test-db # Volume MariaDB Databases; kann man weglassen (!)
docker-compose up -d  # Schalter -d bietet wieder detached mode - sonst habe ich Logging Konsole

Test hier einfach wieder mit Browser (URL): localhost:8082 und man schaut sich mal Docker Netzwerke und alle möglichen Container, Netzwerke (und später Volumes) an.
Hinweis: ohne Schalter -d sieht man - wie auch sonst bei Docker - das Logging der Dienste in der Konsole!

Danach kann man alles wieder beenden und löschen:

docker-compose down # es bleiben nur die Volumes!
rm -Rf /var/dc-test-db /var/dc-test-www # Volumes müssen manuell gelöscht werden

Übung: weiteren Container einbauen!
Einbau von PhpMyAdmin in die Technik wie in den manuellen Vorübungen mit einzelnen Docker-Run Aufrufen für die einzelnen Container.

Beispiel 02: CMS Joomla!

Mit einem zweiten docker compose Beispiel (Joomla-Installation) können wir die Nutzung von Docker Volumes sehen. Für die saubere Anwendung der Techniken ist immer eine Analyse der genutzten Images (hier: joomla) notwendig. Auf dem Docker Hub - oder in weiterführenden Beiträgen - erklären die jeweiligen Entwickler immer die Nutzung der Images und aller nötigen Parameter (hier: link bzw. bei compose dann links) oder Umgebungsvariablen (env).

Anm. für Trainer/Training: bitte ggt. aktuelle Versionen aus Github Repos beachten.

# Datei: joomla/docker-compose.yml
services:
  joomla:
    image: joomla
    links:
      - joomladb:mysql
    ports:
      - 8080:80
    volumes:
      - webdatanew:/var/www/html
    environment:
      JOOMLA_DB_HOST: joomladb
      JOOMLA_DB_PASSWORD: example

  joomladb:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - mysqldatanew:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

volumes:
  webdatanew:
  mysqldatanew

Hier wurde also die (für die Persistenz von Projekten) nötigen Docker Volumes mit den Namen webdatanew: und mysqldatanew: deklariert und (oben) genutzt!
Tipp/Hinweis: quasi wie Laufwerke!

Außerdem gibt es einen exklusiven Account für die Joomla-DB, die im MariaDB-Container genutzt wird. Nach Infos zum Image hat die Standard-Datenbank für diese Vorgehensweise den DB-Namen joomla. Für die Konnektion bei der Installation benötigt man also:

• Host: joomladb
• DB: joomla
• DB-User: root
• DB-Password: example

Übung:

Wenn man das CMS Joomla - mit den hier vorgegeben Werten - durchinstalliert, darf man bei der Info zum DB-Server einfach den Hostname joomladb nutzen, obwohl man schnell herausfinden kann, dass der Container eigentlichen einen der kryptischen Hostnames hat (z.B. "6ad8549bb310").
Wie funktioniert das? Tipp: Inspektion!

Recherchen auf dem Docker Hub:  statt angebotenen docker-compose.yml Dateien sieht man stattdessen die stack.yml Dateien. Dieses kompatible (eigentlich identische) Format gehört zu der Docker Swarm Technik (Container Orchestrierung mit Docker Technik; aktuell in Ablösung befindlich - auch bei Fa. Docker - durch Kubernetes/K8s). Tipp: für die Nutzung als "stack.yml" die Version (z.B.) auf '3' stellen.

Wir sollten  immer die Techniken nutzen, mit denen Docker uns Datenträgermangements außerhalb der Container für persistente Daten anbietet. Denn nie vergessen: Container sollten immer weggeschmissen werden können, um dann neu basierend auf einem Image schnell und sauber wieder erzeugt werden zu können!

Topics:

• Registry - Allgemein
• Registry:/Image:Tag
• Docker Hub
• Lokale Docker Registry

Registry - Repository, Image:Tag

Klärung der wichtigen technischen Zusammenhänge:

Registry - Allgemein

Die Standard-Registry der Docker-Umgebung analysiert man mit: docker info | grep -i registry 
Das ist normalerweise der Docker-Hub : https://index.docker.io 
Registry in Versionen 1 (veraltet) - aktuell Version 2 und man arbeitet in 2024 an Version 3 - siehe Tags für die Docker Registry (Distribution)

Später wollen wir auch eine Private Registry betreiben (z.B. localhost:5000), um unsere Images privat zu verwalten!

Online kann man den Docker Hub über das Webportal analysieren: hub.docker.com!
Empfehlung (ggf.): später mal einen Account anlegen für eigene Ablagemöglichkeiten auf Docker Hub und Sicht auf technische Analysen von Images (Sicherheitschecks)!
Allerdings sind die Standardinfos des sogenannten Docker Scouts mittlerweile auch ohne Accounts sichtbar.

In der Konsole eine einfache Suche: docker search ubuntu 

Anzahl Images (hier: ubuntu): docker search ubuntu | grep "\/ubuntu\ " | wc -l  

Filtern: docker search --filter=stars=7 --filter=is-official=true ubuntu   

Die Images werden per docker pull aus der Registry geholt, indem man den Namen des gewünschten Repository bzw. Image angibt.

Repository:/ Image:Tag

Zusammenfassung aller Versionen (Tags) zu einem Image.

Offizielle Docker Images erkennt man am einfachen Namen (ohne /): ubuntu
Wird nur der Name genannt pullt Docker das Image ubuntu:latest.

Inoffizielle Repositories haben einen Schrägstrich im Bezeichner: phpmyadmin/phpmyadmin 
Der erste Teil ist die Docker ID auf dem Docker Hub (der Standard-Registry) und danach kommt der Image-Name.
Bei den Offiziellen Docker Images ist der formale komplette Name (z.B.): library/ubuntu

Docker Hub

Anm.: hat auch Vorteile beim Einschätzen von Docker Hub Images

Erinnerung: die Docker Technik hält eine Konfiguration vor, wo sie standardmäßig die Registry erwartet:

docker system info | grep -i registry
Registry: https://index.docker.io/v1/  

Das lassen wir auch erst einmal so. Auch um die verschlüsselte Kommunikation mit unseren Registries oder die Nutzung von Registry-Mirrors werden wir uns (ggf.) später kümmern.

Docker Befehle für den Hub:

docker login | logout

Authentifizierung hinterlegt (!) in

/etc/docker/key.json

Lokale Docker Registry

Wir wollen unsere eigene Docker Registry betreiben. Hierfür stehen verschiedene technische Umsetzungen zur Verfügung.

Die Registry steht in den Versionen V1 und V2 zur Verfügung. Vor den Bereitstellungen sollte man die entsprechenden Versionen recherchieren (siehe CentOS/RHEL mit V1).

Techniken Registry:

• V1 - in Python implementiert
• V2 - in Golang (in Skriptsprache Go)
• "V3" - eigentlich immer noch die V2 in Weiter-Entwicklung und Versionierung im Sinne Aktualisierung
  Alpha-Status Anfang 2024
  Aktuell im Februar 2026 als Empfehlung für die Nutzung von neuen Docker-Umgebungen!

Desweiteren starten wir erst einmal mit einer Insecure Registry - also ohne verschlüsselte Transporte.

Übersicht über die Bereitstellungen für Docker Registry:

• Registry Software auf Github https://github.com/docker/distribution bzw. aktuell  https://github.com/distribution/distribution 
• Registry als Docker Image vom Docker Hub https://hub.docker.com/_/registry
  Anm.: mit beliebiger Distro nutzen.
• Software in Linux-Distributionen
  Erinnerung: bitte die Version der Registry vorher klären

Registry Image

Ein offizielles Registry-Image lässt sich auf dem Docker Hub finden (https://hub.docker.com/_/registry) und mit docker-compose nachhaltig implementieren.

Für eine bessere Ansprache der eigenen Docker Registry kann man z.B. hub.example.org oder andere FQDNs nach Wahl konfigurieren (DNS bzw. /etc / hosts).
Diese Adresse müssen wir natürlich auflösen lassen - am einfachsten über die /etc / hosts.
Hinweis: Bei der Nutzung Hyper-V Default Switch erhält man FQDNs und Namensauflösungen: hostname.mshome.net.
Aber: keine echtes DNS und Routing!

Empfehlung: für einfache erste Gehversuche kann man die Registry einfach mittels localhost:5000 ansprechen, was dann auch gleich die Voreinträge zu "insecure-registries" (siehe docker info) nutzt. Siehe auch die Ausführungen und ersten Anleitungen auf dem Docker Hub zur Registry.

Imagenutzung 1 - Manuell mit docker

Schnelllösung per docker run ... :

docker run -d -p 5000:5000 --restart always --name registry registry:3

Imagenutzung 2 - mit docker-compose

Wir benötigen nur ein Docker Compose Verzeichnis für die docker-compose.yml und schon kann es losgehen.

Docker Compose Ordner anlegen

mkdir ~/docker/registry && cd $_

und in Ordner wechseln.

Datei docker-compose.yml:

registry:
  image: registry:3
  container_name: registry
  restart: always
  ports:
    - 5000:5000
  volumes:
    - /srv/docker/registry:/var/lib/registry

Und los geht es bei Docker Compose mit:

docker-compose up -d

Konfiguration für Zugriff auf Registry:

Damit jetzt auch der unsichere Zugriff auf die Registry möglich ist, muss Docker über

/etc/docker/daemon.json

entsprechend konfiguriert sein! Anm.: siehe Ergebnis von

docker info
{
   [ggf. Vorherige Einträge - diese Zeile weglassen;-)],
   "insecure-registries": [ "hub.example.org:5000" ]
}

Testen der eigenen Registry:

docker pull ubuntu:16.04
docker tag ubuntu:16.04 hub.example.org:5000/ubuntu:16.04
# und jetzt pushen:
docker push hub.example.org:5000/ubuntu:16.04
# löschen der Images:
docker image rm ubuntu:16.04
docker image rm hub.example.org:5000/ubuntu:16.04
# und jetzt das Image aus eigener Registry holen:
docker pull hub.example.org:5000/ubuntu:16.04

Die genutzte Registry (quasi der Weg für das Image) erschließt sich also aus dem Image-Namen!

Mit der config.yml kann die Registry Konfiguration dann auch angepasst bzw. überschrieben werden.

Links zur Docker Registry:

• https://github.com/docker/distribution/blob/master/docs/configuration.md
• https://docs.docker.com/registry/configuration/

Registry als Distributions-Package

Die Umsetzung kann (z.B.) mit den folgenden Paketen erfolgen:

docker-distribution-registry  # openSUSE
docker-registry               # Debian 12 Bookworm

Es muss mit systemctl entsprechend gecheckt

systemctl status registry

und gestartet

systemctl start registry

werden.

Auch hier muss wieder eine Konfiguration für insecure-registries nach obigem Beispiel für die Standard-Registry vorgenommen werden.
Über /etc/docker/daemon.json also enntsprechend konfiguriert:

{
 [ggf. Vorherige Einträge - diese Zeile weglassen;-)],
 "insecure-registries": [ "opensuse.mshome.net:5000" ]
}

Repositories einer Registry anzeigen lassen:

curl http://opensuse.mshome.net:5000/v2/_catalog

Hinweis: Tests erst einmal nur mit den jeweils lokalen Maschinen, sonst benötigt man ja vollständiges DNS und Routing!

Das Löschen von Images in privaten Registries ist extrem unhandlich und umständlich (Literatur: Liebel, Auflage 1, Kap. 6.4.4, S. 418ff).

Topics:

• JSON Format
• Tool jq
• jq Error in Windows CLIs

JSON - (siehe: docker inspect )

Bei der Analyse von Images und Containern hilft das docker [...] inspect Kommando ergeben sich JSON Codes. Die Ausgaben entstehen also in Form von JSON Dateien (Link Wikipdia).

Bitte denken Sie beim Bearbeiten von JSON-Dateien an Folgendes:

• Kommas und Hochkommas
• kein Komma mehr hinter dem letzten Listen- oder Dictionary-Element
• Saubere eckige, geschweifte Klammern

Im Seminar praktische Tests und Empfehlungen für saubere Ausgabe, Formatierungen und Filterungen: jq   (ggf. noch nachinstallieren)

Das kann man auch für die verbesserte Ausgabe von manuellen HTTP-RESTful-Api Docker-Test mit "Webbrowser curl" nutzen:
curl -s --unix-socket /var/run/docker.sock http://localhost/images/json | jq    

Anm./Erinnerung: die Nutzung eines Unix-Sockets kann sicherheitstechnisch einen Nachteil darstellen.

JSON-Tool jq

Hinweis: bei CentOS mittels der EPEL-Repos Zugriff auf jq Paket.
Standardausgaben von docker inspect ... (JSON-Format) aufarbeiten und filtern mit jq.

Beispiel: (Kurzerläuterung: JSON als Array interpretieren) - zur weiteren Hilfe gerne auch grafische Werkzeuge wie JSONCrack (s.u.)

Image Inspektion - nur Info zum Creation Date/Time ausgeben:

docker image inspect hello-world:latest | jq '.[0].Created'

Links zu Tool jq:

• https://stedolan.github.io/jq/manual/
• https://wiki.ubuntuusers.de/jq/

Die Ausgabe von Docker Kommandos ist auch über Go-Templates möglich: (Go Templates )

docker image inspect alpine:latest --format '{{.Config.Cmd}}'
[/bin/sh]
docker image inspect alpine:latest --format '{{json .Config.Env}}' | jq
[
"PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin"
]
# weitere Beispiele
docker inspect -s -f "{{.State.Status}}" mariadb-test5
docker inspect -s -f "{{.State.FinishedAt}}" mariadb-test5

Oder aber wir optimieren die Ausgabetabelle eines Docker-Befehls:
Formatierte / tabellarische Ausgaben mit Schalter --format:

docker ps -a --format "table {{.ID}}\t{{.Names}}\t{{.Status}}\t{{.Labels}}"

Besondere Erwähnung neben dem Format table sollte hier das Format json erfahren, was uns wieder zum Tool jq bringt (s.o.)!

jsoncrack.com - Free Online Editor

Für die Visualisierung und Analyse von JSON-Daten: https://jsoncrack.com/editor

Mittlerweile gibt es auch eine VS Code Extension jsoncrack (VS Code Marketplace Link Jsoncrack)

[Error in 2024 - Again!] failed to get console mode for stdout...

Und wieder hat bei einer Docker Version unter Windows in der PowerShell und anderen Windows CLI  (genauer: Docker Desktop mit der entsprechenden Docker Engine) der Fehlerteufel bei der Pipeline-Nutzung - bzw. der Nutzung von stdout - zugeschlagen.

Hier die aktuelle Fehlerbeschreibung in Docker Threads: https://github.com/docker/for-win/issues/13891 

Der Fehler taucht bei verschiedenen Anwendungen auf:

# FUNKTIONIERT:
docker version --format '{{.Client.Version}}' 
25.0.2

FUNKTIONIERT NICHT:
$foo = docker version --format '{{.Client.Version}}' 
$foo
failed to get console mode for stdout: Das Handle ist ungültig.
25.0.2

Insbesondere dann eben beim Pipeling, was in Zusammenhang mit jq Nutzung extrem nerven kann!

docker images docker/*-extension | more
# oder bei alle jq Pipelines!

 Für jq Analysen kann man (z.B.) docker inspect Ausgaben in temporäre JSON Dateien exportieren (Out-File) und dann die störende erste Zeile mit der Fehlermeldung mit einem Einzeiler entfernen:

Get-ChildItem *.json | ForEach-Object { (get-Content $_) | Where-Object {(1) -notcontains $_.ReadCount } | Set-Content -path $_ }
# oder in Short / Aliasen
gci *.json | % { (gc $_) | ? { (1) -notcontains $_.ReadCount } | sc -path $_ }

Das kann natürlich nur ein temporärer Workaround sein - wir warten (unter Windows) auf die Fehlerbehebung dieses Verhaltens. Unter Linux tauchen keine Probleme auf!

Topics:

• Distrowahl Debian
• Engine vs Docker Desktop on Linux Distros
• Docker Engine on Debian
• Docker Desktop on Debian

Debian Auswahl Linux Distribution

Wir haben eine riesige Auswahl an Linux Distributionen und auf nahezu allen Distros können wir Docker und Co - also Docker Compose, Podman bis hin zu Kubernetes - installieren.

Wie wählt man also aus? Die meisten Firmen sind über die Jahre bei Distros hängengeblieben. Fragen Sie mal bei Firmen, die viele Jahre CentOS geschäftsmäßig eingesetzt haben und jetzt vor teils großen Problemen stehen.

In meinem Seminarumfeld orientiere ich bei Firmenschulungen an den dortigen Umgebungen: wird Red Hat eingesetzt machen wir Red Hat, wird Suse eingesetzt machen wir Suse...

Für meine Schulungen habe ich mich nach den Erfahrungen der letzten Jahre (s. a. o.) nach folgenden Unterscheidungskriterien orientiert:

• Enterprise Distros -  die teuere (nicht kostenlose) und oft nicht mal quell-offenen Distributionen - Marktführer in diesem Segment: RHEL, SLES
  Analyse: ich will zwar genau wissen, wie diese Distros funtkionieren; aber: Einsatz in Seminaren oder auch persönlichem Umfeld nur eingeschränkt möglich oder clever!
• Company driven Distros -  Linux Distributionen, die maßgeblich von Firmen und deren Interessen unterstützt werden
  Auswahl: Red Hat CentOS oder auch Fedora, Suse openSUSE / Tumbleweed, Canonical Ubuntu
  Analyse: ich bin als Techniker wieder sehr interessiert; aber: die Abhängigkeit von Entwicklungen und die Willkür bei Entscheidungen sowie die LTS Zuverlässigkeit ist zumindest sehr getrübt
• Community Driven Distos - also Linux Distributionen, die ausschließlich mit Open Source Charakter im Netz gepflegt und entwickelt werden - Communities eben!
  Auswahl: Debian - seit über 3 Jahrzehnten der Ursprung für viele Derivate; mit Debian 12 Bookworm Öffnung für Firmware Unterstützungen aktuellerer Hardware!
  Andere Nennungen:
  Arch - die Rolling Release Variante mit Top Softwareunterstützung; im Grunde aber Nischendasein mit hohem Nerd-Potential ("BTW - i use Arch")
  Gentoo - der absolute Programmierer/Coder Dream und wer hat eigentlich Bock und Zeit mal eben 3 Stunden auf den neu kompilierten Firefox zu warten?

Die Wahl fällt bei mir also seit sehr langer Zeit auf Debian und wir wollen in unseren Docker Seminaren ebenfalls von Debian profitieren.

Aus Vereinfachungsgründen lasse ich häufig Standardinstallationen von Debian inklusive Standard Desktop Environment Gnome durchführen. Mit Desktop Umgebung lassen sich vielen Übungen dann einfacher direkt mit der Debian Maschine durchführen.

Installation als VM auf Hyper-V

Die technische Umsetzung der Installation geschieht entweder auf Extra-Maschinen, aber meist einfach mittels Virtualisierung auf dem Trainings-PC der Teilnehmer. Weil für die Docker Desktop Installationen später eine komplette Virtualisierungstechnik innerhalb der Debian-VM verfügbar sein muss, sollte man sich auf den gewählten Virtualisierern mit dem Thema Nested Virtualization vertraut machen! Entsprechende Anleitungen werden für die Trainees im Seminar verfügbar gemacht und/oder folgen in dieser Ausarbeitung.

Kurzanleitung Debian 12 Bookworm als Hyper-V VM

• Generation 2 wählen - wiederholbare Probleme mit Generation 1 seit geraumer Zeit
  Anm.: das ist schade, weil VM-Exporte mit UEFI manchmal Schwierigkeiten machen können.
• Netzwerk: zur Installation erst einmal Default Switch
• DVD Iso an SCSI-Controller hängen
• Prozessoren: nach techn. Möglichkeiten (4)
• Arbeitsspeicher: nicht dynamisch
• Sicherheit: Deaktivierung von "Sicherer Start"
• Firmware: Bootsequence auf DVD

Wenn eine funktionsfähige Debian Distro verfügbar ist starten wir mit der puren Bereitstellung von Docker auf Debian Linux als Docker Engine.

Docker Engine vs. Docker Desktop

Ich empfehle für den Einstieg immer die individuelle Installation der klassischen Docker Engine. Diese Umgebung sollte man dann testen und und hat eine halbwegs vorbereitete Maschine für den nachinstallierbaren Docker Desktop.

Die Firma Docker empfiehlt die Installation des Docker Desktop aus folgenden Gründen:

• Einheitliche Entwicklerplattform auf Windows, Mac und Linux über den Docker Desktop
• GUI mit Erweiterungen und Zusatzfunktionalitäten der Docker Technik und Docker Umgebung
• Eine mögliche One-Klick-Installation inklusive der Docker Engine - da werde ich allerdings immer unruhig ;-)
• Einfache Aktualsierung und Behebungen für Security Topics (siehe auch Docker Scout)

Ich lasse die Topics hier einfach mal stehen. Wir werden uns mit der sozusagen Rohinstallation der Docker Engine beschäftigen, weil serverseitig das auch die Standardvorgehensweise ist. Im Idealfall zeige ich auch die sehr ressourcenarme Umsetzung einer Docker-Umgebung mit LXC-Containern auf ProxmoxVE.

Docker Engine mit Debian Linux

Früher oder später - ehrlich gesagt eher früher ;-) - stellt man fest dass viele Docker / Container Umsetzungen sich nur unter Linux wohl fühlen (also problemlos funktionieren). Insbesondere viele Versuche mit mehreren vernetzten Containern streiken gerne mal in einer improvisierten Container OS Umgebung.

Dokumentation Docker für die Installation Docker Engine on Debian: https://docs.docker.com/engine/install/debian/

Den Einstieg führe ich of mit einer aktuellen stabilen Debian Installation durch (aktuell: Debian 11 Bullseye). Da greift man einfach mal zu einer virtuellen Umsetzung (in Seminaren oft Hyper-V unter Windows) und installiert Debian inklusive Gnome Desktop für eine erste einfache Bedienung. Später sind diese VMs natürlich ohne GUI und reine Serverinstallationen.

Wichtig: wir installieren die Docker Engine und nicht wie unter Windows mit WSL2 den Docker Desktop!

Kurzanleitung:

• Debian aktualisieren und nötige Tools / Pre-Installationen checken
• Docker Repo für Debian inkl. Key hinzufügen
• Debian Repos aktualisieren / neues Repo nutzen
• Docker Engine (Docker CE) und weitere vorgeschlagene Paket installieren
• Hello World testen: sudo docker run hello-world  
• für sudo-lose Docker-Nutzung wird User Mitglied der Gruppe docker: sudo usermod -aG docker $USER  (und Neustart)

Nochmals: Bitte hier die Docker Engine installieren und nicht die Software Docker Desktop für Linux! Für den Docker Desktop für Linux würde man jetzt schon eine "Nested VM" benötigen - also eine VM mit eigener Virtualisierungsfähigkeit. Das ist mit Hyper-V oder anderen Virtualisieren kein Problem,  benötigt aber weiter Konfigurationen!

Übungen:

Unsere bisherigen Tests und Übungen mit dem Docker Desktop für Windows jetzt mit der vollen Linux Umgebung nachvollziehen. Und endlich funktionieren auch die ganzen Spielereien mit dem JSON-Tool jq in der Konsole!

Docker Desktop mit Debian Linux

Der Docker Desktop soll - anders als die Docker Engine - eine Virtuelle Maschine nutzen. Hierzu muss für die Linux Umgebung die Anforderung hierfür erfüllt sein.

Die Anleitungen findet man unter https://docs.docker.com/desktop/install/linux-install/.

Erster Test:

lsmod | grep kvm 

in einer Standard Hyper-V VM erhalten wir hier leider keine gewünschte Rückmeldung!

Über die PowerShell aktivieren wir die Unterstützung von Nested Virtualization!

Set-VMProcessor -VMName vmname -ExposeVirtualizationExtensions $true   # Bitte vnname anpassen!

Wir kontrollieren die gemachte Einstellung:

Get-VMProcessor -VMName tpl-deb12docker | fl   # in der PowerShell

lsmod | grep kvm  (in der VM - bekommen wir Ausgaben dann OK und Fortsetzung der Installation)

Für die Nutzung der KVM-Technik sollte der User noch Mitglieder der Gruppe kvm werden:

sudo usermod -aG kvm $USER 

Anm.: siehe ggf. vorher welche Gruppe /dev/kvm zugewiesen ist!

Hinweis: bei virtuellen Maschinen - insbesondere mit Desktop Environments - funktionieren die Aktualisierungen der Gruppenzugehörigkeiten (oft) erst nach einem Neustart der VM.

Für die Integration des Docker Desktop in die Gnome Shell (siehe später Docker Desktop Icon in Oberer Gnome Leiste) muss man AppIndicator und KStatusNotifierItem per Klicks in der Gnome Shell hinzufügen. Das ist in der Anleitung entsprechend verlinkt.

Danach einfach das DEB-Paket herunterladen und installieren. Der Docker Desktop lässt sich einfach über den Desktop starten.

Spätestens jetzt ist der Context der Docker-Umgebung wichtig.

docker context ls  (zeigt die genutzte Umgebung

Im Screenshot kann man die Gnome Integration für den Docker Desktop sehen. Bei gestartetem Docker Desktop ist der Kontext dann auch auf desktop-linux geändert. Es handelt sich um komplett getrennte Docker Arbeitsbereiche.

Topics:

• Microsoft Hyper-V
• Parallelinstallation anderer Virtualisierer
• Oracle VirtualBox
• ProxmoxVE (Debian + KVM/qemu + LXC Container)

Microsoft Hyper-V

Beim Microsoft Hyper-V sollte man erinnern, dass es sich um einen Typ-1 Hypervisor handelt. Das bedeutet - vereinfacht gesagt - dass der laufende Windows Host Rechner im Grunde schon eine "Virtuelle Maschine" darstellt. Und dieser Umstand muss dann ggf. auch bei der Parallelinstallation anderer Virtualisierer (siehe Typ-2 Hypervisor wie VirtualBox) bedacht werden. In vielen Fällen haben die Entwickler der alternativen Virtualisierer dem Umstand der Hyper-V Präsenz bereits Rechnung getragen.

Der Hyper-V lässt sich per Klick und Neustart installieren/aktivieren. Der sogenannte Client Hyper-V - also der Hyper-V auf den Windows 10 / 11 Systemen - stellt netterweise gleich einen schönen "Router/Switch" zur Anbindung von Testnetzwerken zur Verfügung: Default Switch. Auf Windows Server Installationen des Hyper-V muss ein solcher Netzwerk-Switch inklusive DHCP und Routing manuell erstellt werden oder durch eine geeignete VM repräsentiert werden.

Hyper-V und (z.B.) VirtualBox parallel

Da die Installation und Nutzung mit Hyper-V das Host-OS Windows bereits als Virtualisierung realisiert ist, sollte man bei der parallelen Verwendung  mit anderen Virtualisierern (siehe hier Oracle VirtualBox) etwas beachten.

Wenn Windows mit aktiviertem Hyper-V läuft können diese anderen Virtualisierer nicht mehr - oder aber nur schlecht - funktionieren, da das Windows auf dem sie laufen quasi selber eine virtuelle Instanz darstellt (Stichwort: Hyper-V ist Hypervisor Typ 1). Die Software-Entwickler für VirtualBox oder auch Alternativen haben zwar diesen Umstand bedacht und versuchen damit so gut es geht umzugehen. Aber wir können auch einfach den Hyper-V bei unseren Windows-Starts verbannen und erhalten wieder ein Standard-Windows.

Lösung für Parallelinstallationen: wenn nicht Hyper-V - sondern die anderen Virtualisierer genutzt werden sollen dann mit administrativer Konsole (cmd oder PowerShell):

bcdedit /set hypervisorlaunchtype Off

Dieser Befehl stellt Hyper-V aus - benötigt dann Neustart.

bcdedit /v

Der Befehl zeigt die Konfiguration unseres Windows (bzw. von Parallelinstallationen).

bcdedit /set hypervisorlaunchtype Auto

So stellt man  Hyper-V wieder an - benötigt wieder Neustart.

Oracle VirtualBox

Anm.: Aktuell nehme ich als Start wohl den Hyper-V und dann sollte man bei paralleler Installation mit Hyper-V mit bcdedit operieren (s.u.).

Auch VBox verfügt über eine sehr ordentliche Lösung für Teilnetzversorgung von virtuellen Testrechnern. Die NAT-Netzwerktechnik von VBox lässt sich darüberhinaus auch sehr einfach konfigurieren.

VirtualBox installieren und Grundkonfiguration herstellen -  (nach Neustart) testen/analysieren:

• NAT-Netzwerk NATNetwork mit (im Idealfall) 
• eigenen Subnetzen 10.0.X.0 / 24  (z.B.: X = TN-PC#) und
• funktionstüchtigem DHCP für diesen Bereich/Scope

Vorschlag

• Ordner E:\virtual-boxes erstellen
• VBox-Konfiguration für "Voreingestellter VBox-Pfad": E:\virtual-boxes\Machines\...

Früher hatte ich die folgenden Installationen VBox: (ISOs per Freigabe über Trainer-PC vorbereitet)

• Debian Buster 11.6
  Standard-Install mit LVM und Vorschlag für Partitionen /var, /home, /tmp  
• CentOS 7.7 (1908)
  Standard-Install "Server"
• openSUSE Leap 15.4
  Wichtig/Empfehlung: bitte keine BtrFS-Partitionen nutzen!

VM Beispiel: CentOS 7 zur Darstellung von Firewall und SELinux Problematik

Installationspraxis mit TN: Erstinstallation einer VM aus dem "Hause Red Hat" - Netzwerk: NatNetwork (s.o.)

Diese VM kann als "Template" für geklonte Maschinen nutzen, die man dann in Sekunden in Betrieb nehmen kann.

Ein paar CentOS 7 Installationen / Konfiguration:

• SELinux konfigurieren (siehe sestatus): permissive  über /etc/sysconfig/selinux  
• Firewall Daemon ausschalten: systemctl stop firewalld.service ; systemctl disable firewalld.service 
• Bereitstellung von EPEL (Extra Packages Enterprise Linux): yum install epel-release ; yum update 
• Installation Tool jq  (JSON CLI): yum install jq 

Natürlich können später eigenen individuelle Anpassungen vorgenommen werden und im Produktionsumfeld sollten unsere Docker-Hosts natürlich so sicher wie möglich konfiguriert sein!

Secure Shell über NatNetwork

Gewünscht: ssh-Zugriff von Windows auf die NatNetwork-VirtualBox-VMs

Hierfür richten wir  per Port Forwarding einen lokalen Port (hier: 2222) für die NatNetwork-VM (hier: 10.0.17.5 Port 22) ein (siehe Screenshot).

Der entsprechende Zugriff per ssh-Client ist schnell per PowerShell getestet: ssh joeb @ localhost - p 2222 
Anm.: das muss ich gesperrt in der Website kodieren, weil sonst Schutzmechnismen meckern.

ssh-Clients für Windows:

• ssh (z.B.) in der PowerShell
• putty (der Klassiker)
• MobaXterm (Empfehlung; Anm.: inklusive X-Server)

ProxmoxVE : Debian + KVM/qemu + LXC Container

Virtualisierung mit VMs und LXC-Containern - Plan für Seminare:  Praktische Installation und Inbetriebnahme auf zweitem Trainingssystem.

Für mich ist ProxmoxVE in den letzten Jahren zum unverzichtbaren Virtualisierer geworden. ProxmoxVE basiert auf Debian und nutzt im Grunde bordeigene / Linux-eigene KVM/qemu Technik für die Virtualisierung.

KVM/qemu

Auf Linux Systemen benötigt man keine Zusatzsoftware zum Virtualisieren. Man nimmt einfach die bordeigene KVM/qemu Lösung und motzt das Ganze noch mit ein paar GUIs nach Wunsch auf - die Nerds lassen Letzteres auch gerne weg.

LXC Container

Zusätzlich stellt ProxmoxVE neben vollwertigen VMs mit LXC auch eine besondere Container-Technik bereit. In Kürze könnte man LXC auf der ProxmoxVE Plattform als Mischung aus vollständigen virtuellen Maschinen und Containern wie mit Docker erklären. Solche LXC Container lassen sich basierend auf entsprechenden Container Templates in Sekunden zu vollwertigen ausrollen. Die Container Templates (CT) gibt es nicht nur für alle Standard Distros sondern auch schlüsselfertig in Form der Turnkey Container für ein fix und fertige Dienstleistung: z.B. als turnkey-gitea fertige Git Repo-Server Lösung Gitea.

Man kann einen LXC Container debian-12-standard auch einfach mit einer Docker Engine ausstatten und hat eine sehr schlanke Docker Lösung im Netz.

ProxmoxVE ist bis herunter zum RaspberryPi (ARM Hardware!) als Installation verfügbar, was andeutet, wie ressourcensparend die Software arbeitet.

Inhalt / Topics:

• Literatur
• Links
• Screenshotauswahl Vorseminar

Gebundene Ausgabe: 1071 Seiten
Verlag: Rheinwerk Computing; Auflage: 1 (28. April 2017)
Sprache: Deutsch
ISBN-10: 3836243660
ISBN-13: 978-3836243667
Größe und/oder Gewicht: 18,4 x 6,9 x 25,6 cm

Verlag: Rheinwerk Computing; Auflage: 2 (26. Oktober 2018)
Gebundene Ausgabe: 1380 Seiten
Sprache: Deutsch
ISBN-10: 3836263858
ISBN-13: 978-3836263856

Verlag: Rheinwerk Computing; Auflage: 2 (2020)
Gebundene Ausgabe: 1260 Seiten
Sprache: Deutsch
ISBN-13: 978-3-8362-7772-3

Docker: Das Praxisbuch für Entwickler und DevOps-Teams.
Gebundene Ausgabe: 431 Seiten
Verlag: Rheinwerk Computing; Auflage: 1 (24. August 2018)
Sprache: Deutsch
ISBN-10: 3836261766
ISBN-13: 978-3836261760
Größe und/oder Gewicht: 17,2 x 3 x 24,6 cm

Gebundene Ausgabe: 1300 Seiten
Verlag: Rheinwerk Computing; Auflage: 6 (2021)
Sprache: Deutsch
ISBN-13: 978-3-8362-8088-4

Topics:

• coming soon - Rausschmeißer ;-)

Und jetzt wollen wir noch (kurz) über Orchestrierungen sprechen!
Übersicht: (ohne Anspruch auf Vollständigkeit - eine kleine Übersicht auf https://nubenetes.com/matrix-table/ ;-)

• Docker Swarm - Stacks und Services von Docker
• Kubernetes (K8s) - der "Steuermann" von Google
• Minikube - einfache Umsetzung für Training und Homelab
• RKE2 und K3s vom Suse/Rancher Team
• Mesos - von Apache Foundation
• Docker Desktop mit integriertem "Kubernetes 1-Node Cluster"

And the winner is ... K8s

Wir schauen uns aber zum Seminarende und Abschluss mal kurz das "Original aus dem Hause Docker" an - den Docker Swarm. Aber wie gesagt: Container Orchestrierung heißt heutzutage Kubernetes (K8s) oder seine verwandten Umsetzungen!

docker swarm init                                      # Docker Swarm initieren
cd test                                                # hier ist das docker-compose.yml
mkdir /var/dc-test-www                                 # Dir Wordpress HTML erstellen
mkdir /var/dc-test-db                                  # Dir MariaDB Databases erstellen
docker stack deploy -c docker-compose.yml stacktest    # und los geht es...

docker stack rm stacktest                # alles (bis auf Volumes, Dirs) löschen!

172.20.0.2:8082

docker network

Kubernetes

Ohne eine vorhandene Containertechnik gibt es keine Orchestrierung. Es stellt sich also (z.B.) nicht die Frage: „Kubernetes oder Docker?“ sondern eher die Frage „Welche Containertechnik für die Orchestrierung unserer Wahl?“.

Wir wollen anfänglich an die Orchestrierung aus dem Hause Docker erinnern. Allerdings so wie Docker vielfach das Synonym für Container ist so ist Googles Kubernetes (K8s) der defacto Standard für Orchestrierungen.

Weitere Ausarbeitungen zu diesem vertiefenden Thema sprengen diesen Rahmen und ich verweise auf meine externen Ausarbeitungen (z.B.: http://container.joe-brandes.de/_build/html/Chapters/70_Orchestration/Index.html) oder natürlich unsere Seminarangebote - Fragen Sie gerne nach...