Déploiement de conteneurs avec Docker

Introduction

Docker est un logiciel libre permettant de lancer des applications dans des conteneurs logiciels.

Selon la firme de recherche sur l’industrie 451 Research, « Docker est un outil qui peut empaqueter une application et ses dépendances dans un conteneur isolé, qui pourra être exécuté sur n’importe quel serveur ». Il ne s’agit pas de virtualisation, mais de conteneurisation, une forme plus légère qui s’appuie sur certaines parties de la machine hôte pour son fonctionnement. Cette approche permet d’accroître la flexibilité et la portabilité d’exécution d’une application, laquelle va pouvoir tourner de façon fiable et prévisible sur une grande variété de machines hôtes, que ce soit sur la machine locale, un cloud privé ou public, une machine nue, etc.

Techniquement, Docker étend le format de conteneur Linux standard, LXC, avec une API de haut niveau fournissant une solution pratique de virtualisation qui exécute les processus de façon isolée. Pour arriver à ses fins, Docker utilise entre autres LXC, cgroups et le noyau Linux lui-même. Contrairement aux machines virtuelles traditionnelles, un conteneur Docker n’inclut pas de système d’exploitation, mais s’appuie au contraire sur les fonctionnalités du système d’exploitation fournies par la machine hôte.

La technologie de conteneur de Docker peut être utilisée pour étendre des systèmes distribués de façon qu’ils s’exécutent de manière autonome depuis une seule machine physique ou une seule instance par nœud. Cela permet aux nœuds d’être déployés au fur et à mesure que les ressources sont disponibles, offrant un déploiement transparent et similaire aux PaaS pour des systèmes comme Apache Cassandra, Riak ou d’autres systèmes distribués.

Mise en situation

Voici la description de l’infrastructure, un serveur Proxmox est accessible depuis une adresse IP publique, 3 ports ont été ouverts sur ce serveur : 10010, 10011, 10012. Grâce à iptables, il y a une redirection des paquets joignants ces ports vers les mêmes ports sur l’IP privée 192.168.1.2, machine où sera installée Docker.

Les commandes pour ouvrir ces ports sur iptables sont :

Nous aurons donc 3 applications dans 4 conteneurs :

• Un conteneur avec Apache2, PHP 7.3 et mariaDB.
• Un conteneur avec Apache2, PHP 8.0 et mariaDB.
• Un conteneur avec Apache2 et PHP 7.3 qui communiquera vers un 4ème conteneur avec MariaDB. Ce dernier conteneur ne devra pas être joignable depuis l’extérieur.

L’application choisie est MRBS, une application de réservation de salle. Voici le contenu du dossier /home/alex/docker sur le serveur Docker :

-rw-r--r-- 1 alex alex  800 avril 28 11:12 1-mrbs-lamp-php7.3.Dockerfile
-rw-r--r-- 1 alex alex 1109 avril 27 10:11 2-mrbs-lamp-php8.0.Dockerfile
-rw-r--r-- 1 alex alex  333 avril 28 11:11 3-mariaDB.Dockerfile
-rw-r--r-- 1 alex alex  227 avril 28 14:16 3-php7.3.Dockerfile
-rw-r--r-- 1 alex alex  594 avril 28 14:16 docker-compose.yml
drwxr-xr-x 3 alex alex 4096 avril 27 01:42 mrbs-1+2
drwxr-xr-x 3 alex alex 4096 avril 28 11:40 mrbs-3

Des tests seront effectuées avec la commande docker, puis on effectuera les déploiements des 2 premiers serveurs avec Dockerfile, puis le 3ème déploiement s’effectuera avec Docker-Compose.

Plusieurs méthodes d’installation

L’installation de docker peut se faire de plusieurs manières depuis le site officiel disponible ici.

Selon le site officiel, la méthode recommandée est effectuée en ajoutant le dépôt distant docker et en téléchargeant l’application depuis ce dépôt. Pour un environnement de développement ou de test, on choisi la méthode par script.

Donc pour une installation rapide, on peut faire :

Test de fonctionnement

Pour tester que Docker tourne bien, on peut faire :

Docker version 20.10.6, build 370c289

Une fois ceci fait, on peut fait tourner un container de test :

On devrait obtenir ce message :

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
b8dfde127a29: Pull complete
Digest: sha256:f2266cbfc127c960fd30e76b7c792dc23b588c0db76233517e1891a4e357d519
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

To generate this message, Docker took the following steps:
 1. The Docker client contacted the Docker daemon.
 2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
    (amd64)
 3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
 4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.

To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
 $ docker run -it ubuntu bash

Share images, automate workflows, and more with a free Docker ID:
 https://hub.docker.com/

For more examples and ideas, visit:
 https://docs.docker.com/get-started/

1er démarrage de conteneur

Dans l’environnement Docker, les conteneurs sont lancés à partir d’images. Ces dernières sont disponible sur le docker hub en téléchargement libre.

Pour lancer un conteneur, il suffit d’utiliser la commande run suivi du nom de l’image. Si l’image est inexistante sur la machine, Docker utilisera implicitement la commande docker pull <Nom de l’image> pour télécharger l’image depuis le dépôt officiel.

Essayons de lancer un conteneur Debian avec la commande suivante :

On obtient :

Unable to find image 'debian:latest' locally
latest: Pulling from library/debian
bd8f6a7501cc: Pull complete
Digest: sha256:ba4a437377a0c450ac9bb634c3754a17b1f814ce6fa3157c0dc9eef431b29d1f
Status: Downloaded newer image for debian:latest

On remarque que l’image n’a pas été trouvée par Docker qui l’a donc téléchargée depuis le dépôt officiel. On voit aussi que chaque image possède un tag comme ceci image:tag

Par exemple, l’image php peut avoir plusieurs tags comme :

php:7.3-fpm-alpine3.13

php:7.4.16-apache

php:8.0

Pour voir les images téléchargés sur le système, on peut utiliser la commande :

REPOSITORY   TAG          IMAGE ID       CREATED       SIZE
debian       latest       0d587dfbc4f4   2 weeks ago   114MB

Docker affiche ici les images stockées en local sur notre machine.

Mais revenons au conteneur que nous avons lancé un peu plus haut, pour afficher les conteneurs démarrés, on fait :

CONTAINER ID   IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES

Bizarre, la liste est vide. Que s’est-il passé ? Docker a démarré un conteneur avec l’image debian:latest mais comme aucun processus n’a été démarré le conteneur s’est terminé brutalement.

Voyons avec la commande suivante l’affichage de tous les conteneurs démarrés comme arrêtés :

CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND     CREATED       STATUS                   PORTS     NAMES
9b84776b5ebc   debian    "bash"      2 hours ago   Exited (0) 2 hours ago             angry_shaw

Notre conteneur apparait donc bien, il a quitté. Son status est Exited

Mode détaché

Nous venons de voir que pour qu’un conteneur ne quitte pas, il faut donc qu’il ait un processus en attente. Plusieurs solutions s’offre à nous mais une des plus simples consiste à exécuter une commande au lancement du conteneur avec tail -f. On fait donc :

On ajoute l’option -d pour lancer le conteneur en mode détaché, c’est à dire que le conteneur tournera en tâche de fond, il est impératif d’ajouter l’option détaché avec l’ajout d’une commande sous peine d’être bloqué dans notre terminal. On vérifie que le conteneur tourne :

Ou avec l’ancienne commande historique :

CONTAINER ID  IMAGE   COMMAND    CREATED             STATUS             PORTS    NAMES
0adc35b3af7a  debian  "tail -f"  About a minute ago  Up About a minute           heuristic_shannon

Notre conteneur est donc bien démarré avec la commande tail -f, docker lui a donné un nom ce qui bien pratique pour éviter d’avoir à retenir l’id du conteneur.

A partir de là, on peut :

ou si on ne sait que faire :

Mode interactif

On peut désormais lancer nos conteneurs et les faire tourner en tâche de fond mais pour l’instant on n’a pas vraiment interagit avec. Pour ce faire, on va lancer ces commandes :

Ou si le conteneur est déjà en route :

L’option i veut dire interactif et t veut dire terminal, donc on souhaite lancer un conteneur en mode interactif en mode terminal mais il faut encore indiquer le processus à lancer donc ici bash. On devrait se retrouver avec ça :

root@0adc35b3af7a:/#

Maintenant que nous sommes dans notre conteneur, on peut faire tout ce que l’on veut sans risque de compromettre l’ordinateur hôte sur lequel est installé Docker, c’est le principe même d’un conteneur. Il y tout de même quelques différences entre une vraie machine Debian et un conteneur Debian, voici quelques unes d’entre elles :

apt install devient apt-get install

systemctl start apache2 devient service apache2 start

Les volumes

On voudrait partager un volume entre notre ordinateur hôte et un conteneur , pour ce faire on utilise l’option -v comme ceci :

Cette commande vient de la documentation Docker concernant apache2, on a spécifié l’option —name pour ajouter un nom à notre conteneur, on a relié le port 8080 de notre machine hôte au port 80 du conteneur Apache2 et on a monté le répertoire ~/web de l’ordinateur hôte vers le dossier d’apache2 pour servir notre application.

Les réseaux

On peut créer différents réseaux dans Docker et y placer nos différents conteneurs. On affiche la liste des réseaux avec :

NETWORK ID     NAME             DRIVER    SCOPE
39e84070fd93   bridge           bridge    local
a46e544f52dd   host             host      local
7b77007a09ea   none             null      local

bridge désigne le réseau par défaut utilisé par Docker pour faire tourner les conteneurs. host est le réseau physique de notre machine hôte, donc on pourrait monter un conteneur sans avoir à mapper le port avec l’option -p avec ce réseau host.

On crée un réseau avec la commande :

On ajoute un conteneur dans le réseau créé avec :

Le nom donné au conteneur agit comme un nom “dns” et peut être utilisé afin de contacter le conteneur, par exemple créons 2 conteneurs :

On crée un réseau dans lequel serons placé nos serveurs :

Puis on utilise web1 pour joindre web2 :

Introduction

Après avoir vu les commandes de bases, il devient évident qu’il est fastidieux de déployer un serveur de la sorte, raison pour laquelle on va utiliser Dockerfile. On va décrire la configuration dans un fichier nommé monFichierDeConfig.Dockerfile, puis ce fichier nous servira à construire une image que l’on lancera avec la commande docker build.

Avec quelques commandes de bases, on décrit les étapes à effectuer, voici un exemple d’une structure de base :

FROM <Nom de l image de départ>
RUN <Nom de la commande Bash à lancer>
COPY <Copie d un fichier de la machine hôte vers le conteneur>
ENTRYPOINT <Commande avec laquelle sera lancé le conteneur>

Une fois que le fichier est prêt, on lancer la création de l’image avec cette commande :

L’option -t permet de spécifier un nom:tag à notre image tandis que l’option -f spécifie le chemin du dockerfile depuis lequel l’image sera créé. A noter qu’il faut ajouter un point à la fin de la commande pour indiquer que le fichier est dans le répertoire courant.

1ère situation

Voici le fichier de configuration pour la 1ère situation : php:7.3-apache

FROM debian

# Dépendances
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y wget apache2 php7.3 php7.3-mysql mariadb-server

# Copie des fichiers MRBS pour Apache2
RUN rm /var/www/html/index.html
COPY mrbs-1+2/web /var/www/html

# Création de la BDD MRBS
COPY mrbs-1+2/tables.my.sql /tmp/tables.my.sql

# Copie des datas de la M2L
COPY data/m2l_mrbs_data_v1.9.2.sql /tmp/data.sql

# Commandes sur une seule ligne pour fonctionner car mariaDB doit être lancé
RUN /etc/init.d/mysql start && \
        mysqladmin create mrbs && \
        mysql mrbs < /tmp/tables.my.sql && \
        mysql mrbs < /tmp/data.sql && \
        mysql -e "GRANT ALL PRIVILEGES ON mrbs.* TO 'mrbs'@'%' identified by 'mrbs';"

# On efface les fichiers d'import SQL
RUN rm /tmp/*.sql

# Permet de démarrer mysql et apache2 au lancement du conteneur et de ne pas quitter :
ENTRYPOINT service mysql start && service apache2 start && /usr/bin/tail -f

Création de l’image :

Lancement du conteneur :

2ème situation

Voici le fichier de configuration pour la 2ème situation : php:8.0-apache

FROM debian

# Mise à jour du dépôt
RUN apt-get update

# Ajout d'un dépôt PHP 8
RUN apt-get install -y lsb-release apt-transport-https ca-certificates wget
RUN wget -O /etc/apt/trusted.gpg.d/php.gpg https://packages.sury.org/php/apt.gpg
RUN echo "deb https://packages.sury.org/php/ $(lsb_release -sc) main" |tee /etc/apt/sources.list.d/php.list

# Dépendances
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y wget apache2 php8.0 php8.0-mysql mariadb-server

# Copie des fichiers MRBS pour Apache2
RUN rm /var/www/html/index.html
COPY mrbs-1+2/web /var/www/html

# Création de la BDD MRBS
COPY mrbs-1+2/tables.my.sql /tmp/tables.my.sql

# Copie des datas de la M2L
COPY data/m2l_mrbs_data_v1.9.2.sql /tmp/data.sql

# Commande sur une seule ligne pour fonctionner car mariaDB doit être lancé
RUN /etc/init.d/mysql start && \
        mysqladmin create mrbs && \
        mysql mrbs < /tmp/tables.my.sql && \
        mysql mrbs < /tmp/data.sql && \
        mysql -e "GRANT ALL PRIVILEGES ON mrbs.* TO 'mrbs'@'%' identified by 'mrbs';"

# On efface les fichiers d'import SQL
RUN rm /tmp/*.sql

# Permet de démarrer les services et de ne pas quitter !
ENTRYPOINT service mysql start && service apache2 start && /usr/bin/tail -f

Création de l’image :

Lancement du conteneur :

3ème situation

Cette situation nécessite de créer 2 fichiers car on lancera 2 conteneurs basés sur 2 images, une pour PHP et une pour MariaDB.

Voici les fichiers de configuration pour le serveur web PHP :

FROM php:7.3-apache
RUN docker-php-ext-install mysqli pdo pdo_mysql && docker-php-ext-enable mysqli pdo pdo_mysql
RUN mv $PHP_INI_DIR/php.ini-production $PHP_INI_DIR/php.ini
ENTRYPOINT service apache2 start && /usr/bin/tail -f

Dans le fichier de configuration de MRBS de la base de données du dossier web, il faut spécifier le nom d’hôte du serveur MariaDB mais comme nous utilisons Docker, cela revient à indiquer le pseudo nom DNS du serveur.

La configuration pour MariaDB sera effectuée avec Docker-compose au chapitre suivant. Les conteneurs créés à partir de cette 3ème situation seront déployés avec Docker-compose car il faut que les conteneurs puissent communiquer entre eux.

Introduction

Tout comme dockerfile, docker-compose permet de décrire l’ensemble de notre infrastructure dans un fichier yml. C’est un outil puisant pour déployer en une commande toute une infrastructure. Voici un fichier d’exemple :

# Version du langage docker-compose à utiliser :
version: "3"

services:
    service1:
        image: <image de départ sur laquelle le conteneur se lancera>
        container_name: <Nom donnée au conteneur déployé>

        # Permet de relancer le conteneur automatiquement en cas d'arrêt
        restart: always

        # Permet de spécifier un volume à partager entre l'hôte et le conteneur.
        volumes:
        - dossier/hôte/:dossier/conteneur

        # Permet de mapper un port de l'hôte vers le conteneur.
        port:
        - "3306:3306"

    service2:
        container_name: nomDuService2
        restart: always

        # Permet de démarrer à partir d'un dockerfile au lieu d'une image
        build:
        context: ./
        dockerfile: "3-php7.3.Dockerfile"

        # Permet de démarrer ce conteneur après le service 1
        depends_on:
        - service1

        # Permet de relier les 2 services.
        links:
        - service1

        volumes:
        - ./mrbs-3/web/:/var/www/html/

        ports:
        - "10012:80"

Commandes

Pour lancer toute notre infrastructure en mode détaché, on fait:

Pour l’arrêter (Arrête et supprime les conteneurs, les images, les réseaux et les volumes créés par la commande up !)

Pour voir les logs de tous les conteneurs :

3ème situation

Voici le fichier de configuration pour la 3ème situation :

version: '3'

services:
    db:
    image: mariadb
    container_name: db
    restart: always
    volumes:
    - /home/alex/docker/data:/docker-entrypoint-initdb.d
    environment:
            MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
            MYSQL_DATABASE: mrbs
            MYSQL_USER: mrbs
            MYSQL_PASSWORD: mrbs
    expose:
    - "3306"

    web:
    container_name: web3
    restart: always
    build:
            context: ./
            dockerfile: "3-php7.3.Dockerfile"
    depends_on:
    - db
    links:
    - db
    volumes:
    - ./mrbs-3/web/:/var/www/html/
    ports:
    - "10012:80"

Tous les fichiers SQL qui se trouvent dans le repertoire /home/alex/docker/data seront chargés dans l’ordre alphabétique.