Tìm hiểu về docker và cài đặt thử nghiệm một hệ điều hành trên docker

lOMoARcPSD|15978022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN  TIỂU LUẬN: TÌM HIỂU VỀ DOCKER VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM MỘT HỆ ĐIỀU HÀNH TRÊN DOCKER 2121COMP133206 – HỆ ĐIỀU HÀNH Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 04 năm 2022 lOMoARcPSD|15978022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN  TIỂU LUẬN: TÌM HIỂU VỀ DOCKER VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM MỘT HỆ ĐIỀU HÀNH TRÊN DOCKER Nhóm: Spider Man Mã lớp học phần: 2121COMP133206 Giảng viên hướng dẫn: Trần Nguyễn Song Hiếu Thành phốố Hốồ Chí Minh, ngày 30 tháng 04 năm 2022 lOMoARcPSD|15978022 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ bắt đầu học môn Hệ Điều Hành đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại học Sư Phạm TP.HCM với tri thức tâm huyết truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trực tuyến Và đặc biệt, học kỳ này, khơng có lời hướng dẫn Thầy Cơ chúng em nghĩ tiểu luận chúng em khó hồn thiện Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc Thầy Cô trường Đại học Sư Phạm TP.HCM, đặc biệt Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tiểu luận Và chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Nguyễn Song Hiếu nhiệt tình hướng dẫn chúng em hồn thành tốt tiểu luận Trong trình thực tiểu luận, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp q Thầy Cơ để chúng em học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm Spider Man lOMoARcPSD|15978022 MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU II PHẦN NỘI DUNG .7 LÝ THUYẾT 1.1 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các thành phần 1.1.3 Phân biệt Containers Virtual Machine 1.2 Một số thành phần khác Docker .10 1.3 Kiến trúc Docker 12 1.4 Ưu điểm hình thức đóng gói thành Container 13 1.5 Quy trình thực thi hệ thống sử dụng Docker .14 1.6 Ảo hóa ứng dụng với phần mềm tự nguồn mở Docker 15 1.7 Ưu Docker so với phần mềm ảo hóa ứng dụng khác 17 THỰC HÀNH 19 2.1 III Khái niệm Docker Cài đặt sử dụng Docker 19 2.1.1 Cài đặt 19 2.1.2 Sử dụng 24 2.2 Các lệnh thường dùng 29 2.3 File source code cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker .31 2.4 Video demo cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker .31 PHẦN KẾT LUẬN 32 lOMoARcPSD|15978022 MỤC LỤC HÌNH Hình Docker có thành phần Hình Khác biệt Virtual Machiners Containers Hình Kiến trúc Docker 12 Hình Quy trình thực thi hệ thống Docker 14 Hình Hypervisor .16 lOMoARcPSD|15978022 DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM SPIDER MAN MSSV 46.01.104.210 46.01.104.154 46.01.104.105 46.01.104.092 46.01.104.001 Họ tên Nguyễn Thành Tuấn Trương Quang Sinh Trần Công Minh Trần Thị Bảo Linh Nguyễn Quốc An lOMoARcPSD|15978022 I PHẦN MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Ảo hóa công nghệ cho phép chạy đồng thời nhiều VM (Virtual Machine) phần cứng vật lý Cùng chia tài nguyên phần cứng quản lý lớp ảo hóa (Hypervisor), quản lý cấp phát tài nguyên hợp lý, tránh lãng phí … Một số trung tâm liệu sử dụng 10% đến 30% lực xử lý có họ Ảo hóa giúp nhiều tổ chức chia sẻ tài ngun cơng nghệ thơng tin theo cách tốn giá thành nhất, làm cho sở hạ tầng công nghệ thông tin trở nên linh động bảo đảm cung cấp cách tự động với nhu cầu cần thiết Các doanh nghiệp ln tìm giải pháp để tiết kiệm hơn, lúc cơng nghệ ảo hóa tìm chỗ đứng vững lĩnh vực cơng nghệ thông tin giới Sử dụng công nghệ ảo hóa đem đến cho người dùng tiện ích, chạy nhiều hệ điều hành, nhiều hệ thống đồng thời hệ thống phần cứng máy chủ, mở rộng khả lưu trữ, cung cấp tài ngun phần cứng Cơng nghệ ảo hóa Docker cơng nghệ mới, có khả phát triển mạnh mẽ tương lai Đây lý chúng em chọn đề tài “Tìm hiểu Docker cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker” để triển khai  Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Cơng nghệ ảo hóa Docker Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu Docker cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker  Phương pháp nghiên cứu: - Sưu tầm tổng hợp nguồn tài liệu, tư liệu liên quan vấn đề ảo hóa Docker lOMoARcPSD|15978022 - Tìm hiểu, nghiên cứu cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker  Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, nội dung luận văn chia làm phần: Phần – Lý Thuyết Docker Phần – Thực hành Docker lOMoARcPSD|15978022 II PHẦN NỘI DUNG LÝ THUYẾT 1.1 Khái niệm Docker 1.1.1 Định nghĩa Docker tảng cung cấp cho lập trình viên cách building, deploying running ứng dụng cách dễ dàng biện pháp sử dụng containers (nền tảng ảo hóa) Ban đầu, Docker viết Python đến chuyển sang Golang.Một cách hiểu khác sau: Docker platform tầng OS, tinh chỉnh phục vụ cho việc chạy ảo hóa dịch vụ ứng dụng cách nhanh chóng 1.1.2 Các thành phần Docker bao gồm thành phần sau đây: Docker Image: Nó xem template nằm Docker Container Người dùng thao tác template để tạo Docker Container giống Docker Image file hình ảnh, file tảng, ngôn ngữ hệ điều hành,…Các Image chia sẻ công khai Docker Hub để tất người sử dụng phát triển Docker Container: Docker Container thực chất máy ảo phiên thực thi lệnh Docker Image Container nắm giữ toàn package cần thiết để khởi động chạy ứng dụng Các Container sử dụng chung tài nguyên hệ thống nên nhẹ giúp thao tác kết nối, tương tác diễn nhanh chóng, tiện lợi Docker Engine: Đây thành phần quan trọng thiếu Docker có nhiệm vụ cơng cụ có khả đóng gói ứng dụng Cơng dụng lOMoARcPSD|15978022 Docker Engine chạy container, quản lý việc tạo image, kết nối vào container, tải image sử dụng image có sẵn,… Docker Hub: Đây dịch vụ cloud có khả tự động hóa chuỗi cơng việc liên tục chia sẻ ứng dụng Nó cho phép người dùng thao tác pull/ push với images Hình Docker có thành phần 1.1.3 Phân biệt Containers Virtual Machine Nó phù hợp, tối quan trọng để trích xuất giải thích lợi thay đổi trị chơi phong trào container hóa lấy cảm hứng từ Docker so với mơ hình ảo hóa hồn tồn trưởng thành sử dụng rộng rãi Trong mơ hình container hóa, tối ưu hóa hợp lý mặt chiến lược thực thông qua vài cách hợp lý hóa quan trọng xác định rõ ràng chia sẻ sâu sắc tài nguyên máy tính Một số khả bẩm sinh chưa sử dụng nhân Linux khám phá lại Những khả khen thưởng mang lại khả tự lOMoARcPSD|15978022 Hệ thống containers Docker ánh xạ tốt đến mơ hình Microservices Mỗi container độc lập, giống microservice Lợi ích Microservice giúp việc bảo trì cập nhật dễ quản lý Mỗi tính cập nhật gỡ lỗi cách độc lập mà khơng cần phải bảo trì tồn hệ thống Sự độc lập service giúp làm cho hệ thống chống lỗi tốt Nếu service bị lỗi, toàn hệ thống không bị ngừng hoạt động THỰC HÀNH 2.1 Cài đặt sử dụng Docker 2.1.1 Cài đặt Những điều lưu ý cài đặt: Hệ thống yêu cầu (theo yêu cầu từ chủ trang Docker):  With the Operating system: start up is Windows 10 64-bit  Cần bật Hyper-V Containers Windows Install Docker Load fiel install Docker for Windows https://www.docker.com/get-started 19 lOMoARcPSD|15978022 Sau tải về, tiến hành cài đặt thông qua tập tin Docker Desktop Installer.exe vừa tải Để chạy Doker cần bật Hyper-V tính windows q trình cài đặt Docker windows không bật Hyper-V, will have a checkbox, hỏi xem có muốn bật Hyper-V khơng, nên chọn hộp kiểm để bật Hyper-V Sau cài đặt xong, cần khởi động lại máy để chạy Docker, sau khởi động thấy Docker biểu tượng biểu tượng khay: 20 lOMoARcPSD|15978022 Để kiểm tra thông tin chi tiết: Thực cmd >docker info 21 lOMoARcPSD|15978022 22 lOMoARcPSD|15978022 To verify the version of Docker, thực cmd >docker version Khi trình khởi chạy hồn thành, có hình giới thiệu mở Docker Desktop 23 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 Đã thiết lập xong Docker Windows 10 2.1.2 Sử dụng  Một số câu lệnh Docker Quản lí images/containers List images có: $ docker images -a List containers: $ docker ps -a List container chạy: $ docker ps 24 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 Remove image: $ docker rmi Remove container: $ docker rm Build docker file: $ cd folder chứa docker file $ docker build -t  Chạy thử ubuntu Docker 1-Tạo file có tên Dockerfile 2-Nội dung file bên 25 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 3-Mở timinal run lệnh $ docker build -t test 4-Sau chạy xong mở Docker desktop lên thấy images tên test 26 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 5-Run image 27 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 6-Cấu hình port 3389 dockerfile 7-Mở Remote desktop connection chọn phần localhost:3389 nhấn connect 28 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 8-Sau connect máy bắt đăng nhập người dùng: Username: testuser Password: 1234 Như cấu hình bên Dockerfile 2.2 Các lệnh thường dùng Các lệnh thường dùng bao gồm: 1-Hiển thị danh sách images: Docker images 2-Tải image local 29 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 Docker pull (Phần tag options, để trống mặc định download latest) Ví dụ: docker pull ubuntu => download ubuntu latest Dockerpull ubuntu: 14.04 => download ubuntu version 14.04 3-Chạy image Docker run – name -v : -p: bash Ví dụ: docker run -name eva_nginx -p 80:80 -d nginx  Docker run: lệnh chạy Docker  name: đặt tên cho container eva_nginx Name tạo trùng, khơng đặt docker tự genate  p mở port container IP public  d bật chế độ chạy background  Nginx: tên images 4-Liệt kê container Docker ps -a (liệt kê tất container) Docker ps (chỉ liệt kê container chạy background) 5-Dừng container chạy Docker stop Docker stop $(docker ps -a -q) (Dừng tất docker dùng) 6-Khởi động lại container dừng Docker start 30 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 7-Xóa container khơng cịn sử dụng Docker rm Docker rm $(docker ps -a -q) (Xóa tất docker) 8-Truy cập vào container chạy Docker exec -it bash 9-Export container Docker export | gzip > file_export.tar.gz 10-Import container => image Zcat file_export.tar.gz | docker Sau chạy xong, chạy lệnh docker images để kiểm tra lại danh sách list images Ngồi cịn nhiều lệnh khác Sử dụng lệnh docker -h liệt kê chi tiết 2.3 File source code cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker https://github.com/an678-mhg/dockerfile/blob/master/Dockerfile? fbclid=IwAR1RabOMFjkHhmyZQmMH7VZhlQ9Ecx0VPk1184pHQ4jUBnrfMLW3Rn2f9w 2.4 Video demo cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker https://drive.google.com/file/d/1FyFRbWu2Fj6Yp3CfdKFliQmpEe7raAVx/view? fbclid=IwAR0nC4fPRACgElyHywD4Azo9pRnEnVH0sXJmCN4h3z_zYIZyn6MaQIIXL0 31 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 III PHẦN KẾT LUẬN Docker phát hành dạng mã nguồn mở tháng năm 2013 Tới 2015, dự án Docker trở thành top 20 dự án có số cao GitHub Năm 2017, nói chưa Docker có nhiều thay đổi năm 2017 Hiện phần mềm tạo ảo hóa Docker đánh giá tương lai công nghệ ảo hố hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác GNU/Linux, Cloud, Mac OS X Microsoft Windows 62 Docker đưa giải pháp cho vấn đề ảo hóa, thay tạo máy ảo chạy độc lập kiểu hypervisors (tạo phần cứng ảo cài đặt hệ điều hành lên đó), ứng dụng đóng gói lại thành Container riêng lẻ Các Container chạy chung nhân hệ điều hành qua LXC, chia sẻ chung tài nguyên máy mẹ Do đó, hoạt động nhẹ nhanh máy ảo dạng hypervisors Docker có thành phần Docker Enginne Docker Hub, Có đối tượng quy định: Docker images, Docker registries, Docker container, Dockerfile, Orchestration Một hệ thống Docker thực thi với bước chính: Build → Push → Pull, Run Quy trình ảo hóa ứng dụng sử dụng Docker thực qua bước: Tạo Dockerfile; Build image; Chạy container So với cơng nghệ ảo hóa phổ biến khác Virtual Machine Vagrant cơng nghệ Docker có nhiều ưu điểm nhanh hơn, nhẹ hơn, chia sẻ dễ dàng, tốn tài nguyên hơn,… 32 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) lOMoARcPSD|15978022 TÀI LIỆU THAM KHẢO A TIẾNG VIỆT [1] Ngô Đinh Hải Long (2019), Tìm Hiểu Giải Pháp Ảo hóa Ứng Dụng, Đại học Dân lập Hải Phòng [2] Vũ Trọng Chiến (2017), Cơng Nghệ Ảo Thuật Hóa Docker Ứng Dụng, Đại học Dân lập Hải Phòng [3] Linux (2015), [Docker] – Part – Cấu trúc quy trình hoạt động Docker, Asianux Viet Nam [4] Got it VietNam (2021), Docker gì? Những thành phần Docker, Got It [5] Zorroteo (2020), Docker Cơ Bản: Hướng dẫn cài đặt Docker Windows, Codelearn B TIẾNG ANH [6] Pethuru Raj, Jeeva S Chelladhurai, Vinod Singh (2015), Learning Docker, Packt Publishing Ltd 33 Downloaded by Quang Quang (khoa31141020806@gmail.com) ...lOMoARcPSD|15978022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN  TIỂU LUẬN: TÌM HIỂU VỀ DOCKER VÀ CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM MỘT HỆ ĐIỀU HÀNH TRÊN DOCKER Nhóm: Spider Man Mã lớp học... tài ? ?Tìm hiểu Docker cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker? ?? để triển khai  Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Cơng nghệ ảo hóa Docker Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu Docker. .. cài đặt thử nghiệm hệ điều hành Docker  Phương pháp nghiên cứu: - Sưu tầm tổng hợp nguồn tài liệu, tư liệu liên quan vấn đề ảo hóa Docker lOMoARcPSD|15978022 - Tìm hiểu, nghiên cứu cài đặt thử