Docker

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1. Was ist Docker?

Eine Technologie, um eine Applikation und alle ihre Abhängigkeiten in einen einzelnen Container zu packen.
es können mehrere Container auf einem Hostsystem laufen, die sich nicht beeinflussen. So ist es zB möglich mehrere Versionen einer Applikation (zB eine Datenbank) parallel zu betreiben.
Wird eine Applikation in einen Docker-Container gepackt, so ist sichergestellt, dass die Laufzeitumgebung unverändert bleibt, auch wenn der Container auf einem anderen Hostsystem läuft.

2. Wie funktioniert Docker?

3. Leichtgewichtige Virtualisierung

docker lightweight virt

Bsp. für "schwergewichtige" Virtualisierung
- VirtualBox
- vmWare
- …
Bsp. für leichtgewichtige Virtualisierung
- Docker
- Podman
- …

4. Images und Container

Image: Immutable Image - die Files könnnen nicht verändert werden.
Container: Ein Prozess, der auf dem Image basiert. Natürlich möchte der Container Files im Image verändern können. Daher werden die veränderten Files in einem sogenannten Writable Layer (hier rosa) gespeichert. Daher ist ein Container nicht nur ein Prozess, sondern beinhaltet auch Files.
Ports: Container können Ports freigeben, um mit der Außenwelt zu kommunizieren.
Volumes: Container können Volumes mounten, um Daten persistent zu speichern.
Dockerfile: Kochrezept zum Erstellen des Images

4.1. Übung - Ist Docker installiert?

docker version

result

% docker version
Client:
 Version:           29.1.3
 API version:       1.52
 Go version:        go1.25.5
 Git commit:        f52814d
 Built:             Fri Dec 12 14:48:46 2025
 OS/Arch:           darwin/arm64
 Context:           desktop-linux

Server: Docker Desktop 4.57.0 (215387)
 Engine:
  Version:          29.1.3
  API version:      1.52 (minimum version 1.44)
  Go version:       go1.25.5
  Git commit:       fbf3ed2
  Built:            Fri Dec 12 14:50:40 2025
  OS/Arch:          linux/arm64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          v2.2.1
  GitCommit:        dea7da592f5d1d2b7755e3a161be07f43fad8f75
 runc:
  Version:          1.3.4
  GitCommit:        v1.3.4-0-gd6d73eb8
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0

sudo usermod -a -G docker jenkins

5. Docker Registries

Woher kommen nun die Images, die für den Betrieb der Container gebraucht werden?
- Entweder bauen wir die Images selbst mit einem Dockerfile (etwas später mehr dazu)
- Oder wir laden die Images aus einer Docker Registry herunter
Docker Registry:
- a remote repository for storing Docker images
- public or private
- self-hosted or third-party service
- ie Docker Hub, Quay.io

docker architecture v2

5.1. Übung Docker Cowsay

docker run --rm ubuntu:24.04 sh -c "
apt-get update -y &&
apt-get install -y cowsay &&
export PATH=\$PATH:/usr/games &&
cowsay 'Hello 4xhif'"

-c … Befehl der in der Shell ausgeführt wird.

5.2. Übung: Image alpine ausführen

docker run alpine echo Hello 4xhix

5.3. Übung: Image alpine interaktiv

docker run -it alpine /bin/sh

-it → interaktives Terminal

oder

docker run -it ubuntu:24.04 /bin/bash

Mit der Option --rm wird der Container nach dem Beenden automatisch gelöscht.

5.4. Wichtige Docker-Kommandos:

docker pull <image>: Lädt ein Image aus einer Registry herunter
docker image ls: Listet alle lokal verfügbaren Images auf (früher docker images)
docker container ls: Listet alle laufenden Container auf (früher docker ps)
docker container ls -a: Listet alle Container auf, auch die gestoppten
docker run <image>: Startet einen Container basierend auf dem angegebenen Image
docker exec -it <container> <command>: Führt einen Befehl in einem laufenden Container aus
docker stop <container>: Stoppt einen laufenden Container
docker rm <container>: Löscht einen gestoppten Container
docker rmi <image>: Löscht ein Image vom lokalen System

6. Bind Mounts and Volumes

Bind Mounts ein File oder Verzeichnis des Containers wird in einem File oder Verzeichnis am Host zugänglich gemacht
- docker run -v ${PWD}/directory-on-host:/directory-in-container
(Named) Volumes existieren am Host. Sie werden durch die Docker CLI manipuliert.
- docker volume create my-volume
- docker run -v my-volume:/directory-in-container
Volumes verfügen über mehr Features wie Cloud Storage Backends beim Einsatz in der Cloud (k8s).

6.1. Übung: Ubuntu mit einem Volume

docker run -it --name syp_ubuntu -v my-opt:/opt ubuntu:24.04 /bin/bash

ansehen mit

docker volume ls

6.2. Übung: Ubuntu mit einem bind mount

docker run -it --name syp_ubuntu -v ${PWD}/my_opt:/opt ubuntu:24.04 /bin/bash

ansehen mit

ls -lah ./my_opt

6.3. Übung: Ubuntu mit einem Volume

# ist nicht notwendig, wird automatisch erstellt
docker volume create my_volume

docker run -it --name syp_ubuntu -v my_volume:/opt ubuntu:24.04 /bin/bash

erstelle ein file im opt-folder: echo 123 > my-file.txt
beende container
lösche container
erstelle und starte einen neuen Container → das File befindet sich immer noch im Volume

7. Ports

In einem Container laufen meist Dienste, wie zB Webserver oder Datenbanken.
Diese Dienste müssen über das Netzwerk erreichbar sein.
Container sind per default von außen nicht erreichbar.
Um einen Dienst im Container erreichbar zu machen, müssen Ports freigegeben werden.

7.1. Übung: nginx - Step 1

Starting nginx

docker run --rm -p 8081:80 --name nginx nginx

docker port mapping

7.2. Übung: nginx - Step 2

Terminal 1: Starting nginx

docker run --rm -p 8081:80 --name nginx nginx

Terminal 2: Open a terminal in the docker container

docker exec -it nginx /bin/sh

7.3. Übung: nginx - Step 3

Terminal 1: Start nginx with a volume in the current folder

docker run --rm -v ${PWD}/data:/usr/share/nginx/html -p 8081:80 --name nginx nginx

docker starten nginx

Image + Container (w/ port + volume)

docker nginx

7.4. Übung: PostgreSQL

docker run -it \
           --rm=true \
           --name postgres \
           -v ${PWD}/pgdata:/var/lib/postgresql/data \
           -e POSTGRES_USER=app \
           -e POSTGRES_PASSWORD=app \
           -e POSTGRES_DB=db \
           -p 5432:5432 postgres:18.1

7.5. Übung: Minecraft

Minecraft Server

docker pull itzg/minecraft-server
docker run -d -p 25565:25565 -e EULA=TRUE --name mc itzg/minecraft-server

8. Unterschied zum Arbeiten ohne Docker

Ohne Docker werden auf einer Maschine mehrere Softwareprodukte installiert
Bei Verwendung von Docker wird für jedes Softwareprodukt ein eigener Docker-Container erstellt

9. Docker Networks

Konfiguriert die Verbindung zwischen Container und zum Internet
Container können ports freigeben und so im Internet verfügbar machen
Man verwendet die Docker CLI
Network Drivers
- Bridge: Virtuelles Netzwerk, um mehrere Container miteinander zu verbinden
- Host: Entfernt die Netzwerk-Isolation zwischen Host und Containern. Die Container benutzen das Netzwerk des Hosts direkt
- Overlay: Verbindet Container die auf unterschiedlichen Docker-Hosts laufen
- Macvlan: Weist eine MAC-Adresse einem Container zu. Für low-level Netzwerkanforderungen
- None: Deaktiviert das Netzwerk zwischen den Containern

docker network