Docker-Tutorial: Ein­füh­rung zur beliebten Container-Plattform

In unserem Docker-Tutorial erklären wir die Vir­tua­li­sie­rungs­platt­form Docker und zeigen Ihnen anhand von leicht nach­voll­zieh­ba­ren An­lei­tun­gen, wie Sie Docker auf Ihrem Ubuntu 22.04 System nutzen können.

Docker: Aufbau und Funk­tio­nen

„Build, Ship and Run Any App, Anywhere“ – unter diesem Motto bewirbt die quell­of­fe­ne Container-Plattform Docker eine flexible, res­sour­cen­spa­ren­de Al­ter­na­ti­ve zur Emulation von Hardware-Kom­po­nen­ten auf Basis vir­tu­el­ler Maschinen (VMs). Während die klas­si­sche Hardware-Vir­tua­li­sie­rung darauf beruht, mehrere Gast­sys­te­me auf einem ge­mein­sa­men Host-System zu starten, werden An­wen­dun­gen bei Docker mithilfe von Con­tai­nern als isolierte Prozesse auf ein und demselben System aus­ge­führt. Man spricht bei der con­tai­ner­ba­sier­ten Server-Vir­tua­li­sie­rung daher auch von einer Operating-System-Level-Vir­tua­li­sie­rung.

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Der große Vorteil con­tai­ner­ba­sier­ter Vir­tua­li­sie­rung liegt somit darin, dass sich An­wen­dun­gen mit un­ter­schied­li­chen An­for­de­run­gen isoliert von­ein­an­der ausführen lassen, ohne dass dafür der Overhead eines separaten Gast­sys­tems in Kauf genommen werden muss. Zu­sätz­lich können An­wen­dun­gen mit Container platt­form­über­grei­fend und in un­ter­schied­li­chen In­fra­struk­tu­ren ein­ge­setzt werden, ohne dass diese an die Hard- oder Software-Kon­fi­gu­ra­tio­nen des Host­sys­tems angepasst werden müssen.

Docker ist das be­kann­tes­te Software-Projekt, das Anwendern und An­wen­de­rin­nen eine auf Con­tai­nern ba­sie­ren­de Vir­tua­li­sie­rungs­tech­no­lo­gie zur Verfügung stellt. Die quell­of­fe­ne Plattform setzt dabei auf drei grund­le­gen­de Kom­po­nen­ten: Um Container aus­zu­füh­ren, brauchen Anwender lediglich die Docker-Engine sowie spezielle Docker-Images, die sich über das Docker-Hub beziehen oder selbst erstellen lassen.

Docker Images

Ähnlich wie virtuelle Maschinen basieren Docker-Container auf Docker-Images. Bei einem Image handelt es sich um eine schreib­ge­schütz­te Vorlage, die sämtliche In­struk­tio­nen be­inhal­tet, die die Docker-Engine benötigt, um einen Container zu erzeugen. Als portables Abbild eines Con­tai­ners wird ein Docker-Image in Form einer Textdatei be­schrie­ben – man spricht von einem Do­cker­file. Soll ein Container auf einem System gestartet werden, wird zunächst ein Paket mit dem je­wei­li­gen Image geladen – sofern dieses nicht lokal vorliegt. Das geladene Image stellt das für die Laufzeit benötigte Da­tei­sys­tem inklusive aller Parameter bereit. Ein Container kann als laufender Prozess eines Images be­trach­tet werden.

Das Docker-Hub

Das Docker-Hub ist eine cloud­ba­sier­te Registry für Software-Re­po­si­to­rys, eine Art Bi­blio­thek für Docker-Images. Der On­line­dienst teilt sich in einen öf­fent­li­chen und einen privaten Bereich auf. Der öf­fent­li­che Bereich bietet Nutzern die Mög­lich­keit, selbst ent­wi­ckel­te Images hoch­zu­la­den und mit der Community zu teilen. Hier stehen eine Reihe of­fi­zi­el­ler Images vom Docker-Ent­wick­ler­team und eta­blier­ten Open-Source-Projekten zur Verfügung. Images, die in einen privaten Bereich der Registry hoch­ge­la­den werden, sind nicht öf­fent­lich zu­gäng­lich und können so bei­spiels­wei­se fir­men­in­tern oder im Freundes- und Be­kann­ten­kreis geteilt werden. Das Docker-Hub erreichen Sie unter hub.docker.com.

Die Docker-Engine

Das Herzstück des Docker-Projekts ist die Docker-Engine. Dabei handelt es sich um eine quell­of­fe­ne Client-Server-Anwendung, die Nutzern und Nut­ze­rin­nen in der aktuellen Version auf allen eta­blier­ten Platt­for­men zur Verfügung steht.

Die Grund­ar­chi­tek­tur der Docker-Engine lässt sich in drei Kom­po­nen­ten aufteilen: Einen Daemon mit Server-Funk­tio­nen, eine Pro­gram­mier­schnitt­stel­le (API) auf Basis des Pro­gram­mier­pa­ra­dig­mas REST (Re­pre­sen­ta­tio­nal State Transfer) und das Terminal des Be­triebs­sys­tems (Command-Line Interface, CLI) als Be­nut­zer­schnitt­stel­le (Client).

• Der Docker-Daemon: Als Server kommt bei der Docker-Engine ein Daemon-Prozess zum Einsatz. Der Docker-Daemon läuft im Hin­ter­grund auf dem Host­sys­tem und dient der zentralen Steuerung der Docker-Engine. In dieser Funktion erstellt und verwaltet er sämtliche Images, Container oder Netzwerke.
• Die REST-API: Die REST-API spe­zi­fi­ziert eine Reihe von Schnitt­stel­len, die es anderen Pro­gram­men er­mög­li­chen, mit dem Docker-Daemon zu kom­mu­ni­zie­ren und diesem An­wei­sun­gen zu geben. Eines dieser Programme ist das Terminal des Be­triebs­sys­tems.
• Das Terminal: Als Cli­ent­pro­gramm nutzt Docker das Terminal des Be­triebs­sys­tems. Dieses in­ter­agiert mit dem Docker-Daemon über die REST-API und er­mög­licht es Anwendern, diesen durch Skripte oder Be­nut­zer­ein­ga­ben zu steuern.

Mit Docker-Befehlen können An­wen­de­rin­nen und Anwender Software-Container direkt aus dem Terminal starten, stoppen und verwalten. Die Ansprache des Daemon erfolgt über das Kommando dockerund An­wei­sun­gen wie build (erstelle), pull (lade herunter) oder run (starte). Client und Server können sich dabei auf dem gleichen System befinden. Al­ter­na­tiv steht Anwendern die Mög­lich­keit offen, einen Docker-Daemon auf einem anderen System an­zu­spre­chen. Je nachdem, welche Art von Ver­bin­dung aufgebaut werden soll, erfolgt die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwischen Client und Server über die REST-API, über UNIX-Sockets oder eine Netz­werk­schnitt­stel­le.

Folgende Grafik ver­an­schau­licht das Zu­sam­men­spiel der einzelnen Docker-Kom­po­nen­ten am Beispiel der Kommandos docker build, docker pull und docker run:

, Server (Docker-Daemon) und Registry (Docker-Hub))

Das Kommando docker build weist den Docker-Daemon an, ein Image zu erstellen (ge­punk­te­te Linie). Dazu muss ein ent­spre­chen­des Do­cker­file vorliegen. Soll das Image nicht selbst erstellt, sondern aus einem Re­po­si­to­ry im Docker-Hub geladen werden, kommt das Kommando docker pull zum Einsatz (ge­stri­chel­te Linie). Wird der Docker-Daemon via docker run an­ge­wie­sen, einen Container zu starten, prüft das Hin­ter­grund­pro­gramm zunächst, ob das ent­spre­chen­de Container-Image lokal vorliegt. Ist dies der Fall, wird der Container aus­ge­führt (durch­ge­zo­ge­ne Linie). Kann der Daemon das Image nicht finden, leitet dieser au­to­ma­tisch ein Pulling aus dem Re­po­si­to­ry ein.

Arbeiten mit Docker

Nun ist es Zeit, sich mit den An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten der Container-Plattform vertraut zu machen. Falls Sie die Docker-Engine noch nicht in­stal­liert haben, können Sie dies über den Linux-Terminal tun. Eine Anleitung dazu finden Sie in unserem Artikel „Docker auf Ubuntu 22.04 in­stal­lie­ren. Lernen sie im Folgenden, wie Sie die Docker-Engine über das Terminal steuern, welche Mög­lich­kei­ten Ihnen das Docker-Hub bietet und warum Docker-Container den Umgang mit An­wen­dun­gen re­vo­lu­tio­nie­ren könnten.

So steuern Sie die Docker-Engine

Seit der Version 16.04 nutzt Ubuntu das Hin­ter­grund­pro­gramm systemd(kurz für „System-Daemon), um Prozesse zu managen. Beisystemdhandelt es sich um einen init-Prozess, der auch bei anderen Linux-Dis­tri­bu­tio­nen wie RHEL, CentOS oder Fedora zum Einsatz kommt. In der Regel erhältsystemddie Prozess-ID 1. Als erster Prozess des Systems ist der Daemon dafür ver­ant­wort­lich, alle folgenden Prozesse zu starten, zu über­wa­chen und zu beenden. Bei früheren Ubuntu-Versionen (14.10 und älter) übernimmt das Hin­ter­grund­pro­grammupstart diese Funktion.

Auch der Docker-Daemon lässt sich via systemd steuern. In der Stan­dard­in­stal­la­ti­on ist die Container-Plattform so kon­fi­gu­riert, dass der Daemon au­to­ma­tisch mit dem System-Boot startet. Diese Vor­ein­stel­lung lässt sich über das Kom­man­do­zei­len­werk­zeug systemctl in­di­vi­du­ell anpassen.

Mit systemctl senden Sie Befehle an systemd, um einen Prozess zu steuern oder dessen Status ab­zu­fra­gen. Die Syntax eines solchen Befehls ent­spricht folgendem Schema:

systemctl [OPTION] [BEFEHL]

Einige Befehle beziehen sich auf bestimmte Res­sour­cen (bei­spiels­wei­se Docker). In der Ter­mi­no­lo­gie von systemd werden diese als Units (Einheiten) be­zeich­net. In diesem Fall ergibt sich der Befehl aus der je­wei­li­gen Anweisung und dem Namen der Unit, die an­ge­spro­chen werden soll.

Möchten Sie den Autostart des Docker-Daemons ak­ti­vie­ren (enable) bzw. de­ak­ti­vie­ren (disable), nutzen Sie das Kom­man­do­zei­len­werk­zeug systemctl mit folgenden Befehlen:

sudo systemctl enable docker
sudo systemctl disable docker

Das Kom­man­do­zei­len­werk­zeug systemctl erlaubt Ihnen zudem, den Status einer Unit ab­zu­fra­gen:

sudo systemctl status docker

Ist die Docker-Engine auf Ihrem Ubuntu-System aktiv, sollte die Ausgabe im Terminal der auf folgendem Screen­shot ent­spre­chen:

)

Ist Ihre Docker-Engine zum aktuellen Zeitpunkt de­ak­ti­viert, erhalten Sie die Sta­tus­an­ga­be inactive (dead). Starten Sie den Docker-Daemon in diesem Fall manuell, um Container aus­zu­füh­ren.

)

Möchten Sie Ihre Docker-Engine manuell starten, stoppen oder neu­star­ten, sprechen Sie systemd mit einem der folgenden Befehle an.

Um den de­ak­ti­vier­ten Daemon zu starten, verwenden Sie systemctl in Kom­bi­na­ti­on mit dem Befehl start:

sudo systemctl start docker

Soll der Docker-Daemon beendet werden, kommt statt­des­sen der Befehl stop zum Einsatz:

sudo systemctl stop docker

Einen Neustart der Engine ver­an­las­sen Sie mit dem Befehl restart:

sudo systemctl restart docker

So nutzen Sie das Docker-Hub

Wenn die Docker-Engine das Herzstück der Container-Plattform darstellt, dann ist das Docker-Hub die Seele des Open-Source-Projekts. Hier trifft sich die Community. Anwender und An­wen­de­rin­nen finden in der cloud­ba­sier­ten Registry alles, was sie benötigen, um ihrer Docker-In­stal­la­ti­on Leben ein­zu­hau­chen.

Der On­line­dienst bietet diverse of­fi­zi­el­le Re­po­si­to­rys mit mehr als 100.000 kos­ten­lo­sen Apps. Anwender haben die Mög­lich­keit, eigene Image-Archive zu erstellen und diese gemeinsam mit Ar­beits­grup­pen zu nutzen. Neben dem pro­fes­sio­nel­len Support durch das Ent­wick­ler­team finden Ein­stei­ger hier Anschluss an die Nut­zer­ge­mein­de. Ein Forum für den Community-Support steht über GitHub zur Verfügung.

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Anmeldung im Docker-Hub

Die Anmeldung im Docker-Hub ist kostenlos. Nutzer benötigen lediglich eine E-Mail-Adresse sowie die selbst gewählte Docker-ID. Diese fungiert später als per­sön­li­cher Re­po­si­to­ry-Namespace und gewährt Nutzern Zugang zu allen Docker-Diensten. Derzeit umfasst das Angebot neben dem Docker-Hub die Docker-Cloud, den Docker-Store und aus­ge­wähl­te Beta-Programme. Darüber hinaus er­mög­licht die Docker-ID einen Log-in in das Docker-Support-Center sowie in das Docker-Success-Portal und die Docker-Foren.

Der An­mel­de­pro­zess erfolgt in fünf Schritten:

1. Docker-ID wählen: Im Rahmen der Anmeldung wählen Sie einen Be­nut­zer­na­men, der später als Ihre per­sön­li­che Docker-ID fungiert.
2. E-Mail-Adresse angeben: Geben Sie Ihre aktuelle E-Mail-Adresse an. Beachten Sie, dass Sie die An­mel­dun­gen für das Docker-Hub via E-Mail be­stä­ti­gen müssen.
3. Passwort wählen: Wahlen Sie ein geheimes Passwort.
4. Anmeldung absenden: Klicken Sie auf „Sign up“, um Ihre Re­gis­trie­rung ein­zu­rei­chen. Wurden die Daten voll­stän­dig über­mit­telt, sendet Docker einen Link zur Ve­ri­fi­zie­rung Ihrer E-Mail-Adresse an das von Ihnen an­ge­ge­be­ne Postfach.
5. E-Mail-Adresse be­stä­ti­gen: Be­stä­ti­gen Sie Ihre E-Mail-Adresse durch einen Klick auf den Ve­ri­fi­zie­rungs­link.

Die On­line­diens­te des Docker-Projekts stehen Ihnen un­mit­tel­bar nach der Re­gis­trie­rung über den Browser zur Verfügung. Hier erstellen Sie Re­po­si­to­rys und Ar­beits­grup­pen oder durch­su­chen das Docker-Hub via „Explore“ nach öf­fent­li­chen Res­sour­cen.

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Al­ter­na­tiv können Sie sich via docker login direkt über das Terminal Ihres Be­triebs­sys­tems anmelden. Eine de­tail­lier­te Be­schrei­bung des Befehls finden Sie in der Docker-Do­ku­men­ta­ti­on.

Prin­zi­pi­ell steht das Docker-Hub Ihnen auch ohne Account und Docker-ID zur Verfügung. In diesem Fall lassen sich jedoch aus­schließ­lich Images aus öf­fent­li­chen Re­po­si­to­rys laden. Ein Upload (push) eigener Images ist ohne Docker-ID nicht möglich.

Re­po­si­to­rys im Docker-Hub erstellen

Der kos­ten­lo­se Docker-Hub-Account umfasst ein privates Re­po­si­to­ry und bietet Ihnen die Mög­lich­keit, beliebig viele öf­fent­li­che Re­po­si­to­rys zu erstellen. Sollten Sie weitere private Re­po­si­to­rys benötigen, können Sie diese mit einem kos­ten­pflich­ti­gen Upgrade frei­schal­ten.

Um ein Re­po­si­to­ry anzulegen, gehen Sie fol­gen­der­ma­ßen vor:

1. Namespace wählen: Neu erstellte Re­po­si­to­rys werden au­to­ma­tisch dem Namespace Ihrer Docker-ID zu­ge­ord­net. Al­ter­na­tiv haben Sie die Mög­lich­keit, die ID einer Or­ga­ni­sa­ti­on anzugeben, der Sie angehören.
2. Re­po­si­to­ry benennen: Geben Sie einen Namen für das neu erstellte Re­po­si­to­ry an.
3. Be­schrei­bung hin­zu­fü­gen: Fügen Sie eine Be­schrei­bung für Ihre Re­po­si­to­ry hinzu.
4. Sicht­bar­keit ein­stel­len: Ent­schei­den Sie, ob das Re­po­si­to­ry öf­fent­lich sichtbar (public) oder nur Ihnen oder Ihrer Or­ga­ni­sa­ti­on zu­gäng­lich (private) sein soll.

Be­stä­ti­gen Sie Ihre Angaben mit einem Klick auf „Create“.

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Teams & Or­ga­ni­sa­tio­nen erstellen

Mit dem Hub bietet Docker Ihnen eine cloud­ba­sier­te Plattform, auf der Sie selbst­er­stell­te Images zentral verwalten und bequem mit Ar­beits­grup­pen teilen. In der Docker-Ter­mi­no­lo­gie werden diese Or­ga­ni­sa­tio­nen genannt. Genau wie Nutzer-Accounts erhalten Or­ga­ni­sa­tio­nen in­di­vi­du­el­le IDs, über die sich Images be­reit­stel­len und her­un­ter­la­den lassen. Rechte und Rollen innerhalb einer Or­ga­ni­sa­ti­on lassen sich über Teams zuordnen. So haben bei­spiels­wei­se nur Nutzer, die dem Team „Owners“ zu­ge­ord­net wurden, die Be­rech­ti­gung, private oder öf­fent­li­che Re­po­si­to­rys anzulegen und Zu­griffs­rech­te zu vergeben.

Auch Ar­beits­grup­pen erstellen und verwalten Sie direkt über das Dashboard. Weitere In­for­ma­tio­nen zum Umgang mit Or­ga­ni­sa­tio­nen und Teams finden Sie in der Docker-Do­ku­men­ta­ti­on.

So arbeiten Sie mit Images und Con­tai­nern

Als erste An­lauf­stel­le für of­fi­zi­el­le Docker-Res­sour­cen stellt das Docker-Hub den Aus­gangs­punkt unserer Ein­füh­rung in den Umgang mit Images und Con­tai­nern dar. Das Ent­wick­lungs­team stellt hier u. a. das Demo-Image whalesay zur Verfügung, das als Grundlage für das nach­fol­gen­de Docker-Tutorial dienen soll.

Docker-Images her­un­ter­la­den

Das whalesay-Image finden Sie, indem Sie die Start­sei­te des Docker-Hubs aufrufen und den Begriff whalesay in die Such­leis­te rechts neben dem Docker-Logo eingeben.

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Klicken Sie in den Such­ergeb­nis­sen auf die Ressource mit der Be­zeich­nung docker/whalesay, um das öf­fent­li­che Re­po­si­to­ry für dieses Image auf­zu­ru­fen.

Docker-Re­po­si­to­rys sind immer nach demselben Muster aufgebaut: Im Kopf­be­reich der Seite finden Nutzer die Be­zeich­nung des Images, die Kategorie des Re­po­si­to­rys sowie den Zeitpunkt des letzten Uploads (last pushed).

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Darüber hinaus bietet jedes Docker-Re­po­si­to­ry folgende Info-Boxen:

• De­scrip­ti­on: aus­führ­li­che Be­schrei­bung, in der Regel inklusive Ge­brauchs­an­wei­sung
• Docker Pull Command: Kom­man­do­zei­len­be­fehl, um das Image aus dem Re­po­si­to­ry her­un­ter­zu­la­den (pull)
• Owner: In­for­ma­ti­on über den Ersteller des Re­po­si­to­rys
• Comments: Kom­men­tar­be­reich am Sei­ten­en­de

Den In­for­ma­ti­ons­bo­xen des Re­po­si­to­rys lässt sich entnehmen, dass es sich bei whalesay um eine Mo­di­fi­ka­ti­on des quell­of­fe­nen Perl-Skripts cowsay handelt. Das von Tony Monroe im Jahr 1999 ent­wi­ckel­te Programm generiert in seiner Ur­sprungs­form eine ASCII-Grafik in Form einer Kuh, die zusammen mit einer Nachricht im Terminal des Benutzers erscheint.

Um docker/whalesay her­un­ter­zu­la­den, benutzen Sie den Befehl docker pull nach folgendem Grund­sche­ma:

docker pull [OPTIONS] NAME [:TAG|@DIGEST]

Der Befehl docker pull weist den Daemon an, ein Image aus dem Re­po­si­to­ry zu laden. Um welches Image es sich handelt, bestimmen Sie durch die Angabe der Image-Be­zeich­nung (NAME). Darüber hinaus können Sie Docker anweisen, wie der ge­wünsch­te Befehl aus­ge­führt werden soll (OPTIONS). Ebenfalls optional ist die Angabe von Tags (:TAG) und ein­deu­ti­gen Iden­ti­fi­ka­ti­ons­num­mern (@DIGEST), die es er­mög­li­chen, eine bestimmte Version eines Images her­un­ter­zu­la­den.

Eine lokale Kopie des docker/whalesay-Images erhalten Sie somit durch folgenden Befehl:

docker pull docker/whalesay

In der Regel können Sie diesen Schritt jedoch über­sprin­gen. Möchten Sie einen Container starten, lädt der Docker-Daemon Images, die er auf dem lokalen System nicht finden kann, au­to­ma­tisch aus dem Re­po­si­to­ry herunter.

Docker-Images als Container starten

Um ein Docker-Image zu starten, nutzen Sie den Befehl docker run nach folgendem Grund­sche­ma:

docker run [OPTIONS] IMAGE [:TAG|@DIGEST] [CMD] [ARG…]

Einziger ob­li­ga­to­ri­scher Be­stand­teil des Befehls docker run ist die Be­zeich­nung des ge­wünsch­ten Docker-Images. Auch wenn Sie Container starten, haben Sie die Mög­lich­keit, fa­kul­ta­ti­ve Optionen, TAGs und DIGESTs zu de­fi­nie­ren. Darüber hinaus lässt sich der Befehl docker run mit weiteren Befehlen kom­bi­nie­ren, die aus­ge­führt werden, sobald der Container startet. In diesem Fall wird der vom Image-Ersteller de­fi­nier­te CMD (COMMAND, ein Befehl, der beim Starten des Con­tai­ners au­to­ma­tisch aus­ge­führt wird) über­schrie­ben. Weitere optionale Kon­fi­gu­ra­tio­nen lassen sich durch zu­sätz­li­che Argumente (ARG…) de­fi­nie­ren. Diese er­mög­li­chen es bei­spiel­wei­se, Benutzer hin­zu­zu­fü­gen oder Um­ge­bungs­va­ria­blen (En­vi­ron­ment-Variables) zu übergeben.

Nutzen Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl

docker run docker/whalesay cowsay boo

um das als Image vor­lie­gen­de Perl-Skript her­un­ter­zu­la­den und in einem Container aus­zu­füh­ren. Sie werden sehen, dass sich whalesay in einem we­sent­li­chen Punkt vom Ur­sprungs­skript un­ter­schei­det.

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Wird das Image docker/whalesay aus­ge­führt, gibt das Skript eine ASCII-Grafik in Form eines Wals sowie die mit dem cowsay-Befehl über­ge­be­ne Text­nach­richt „boo“ im Terminal aus.

Wie beim Testlauf sucht der Daemon das ge­wünsch­te Image zunächst im lokalen Da­tei­ver­zeich­nis. Da sich hier kein gleich­na­mi­ges Paket findet, wird ein Pulling aus dem Docker-Re­po­si­to­ry ein­ge­lei­tet. An­schlie­ßend startet der Daemon das mo­di­fi­zier­te Cowsay-Programm. Ist dieses durch­ge­lau­fen, wird der Container au­to­ma­tisch beendet.

Wie cowsay bietet Ihnen auch Dockers whalesay die Mög­lich­keit, in den Pro­gramm­ab­lauf ein­zu­grei­fen, um die Text­aus­ga­be im Terminal zu be­ein­flus­sen. Testen Sie diese Funktion, indem Sie das „boo“ im Aus­gangs­be­fehl durch eine beliebige Zei­chen­fol­ge ersetzen – z. B. durch einen lahmen Wal-Witz.

sudo docker run docker/whalesay cowsay What did the shark say to the whale? What are you blubbering about?

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Alle Docker-Images auf dem lokalen System anzeigen

Sind Sie sich nicht sicher, ob Sie ein be­stimm­tes Image bereits her­un­ter­ge­la­den haben, können Sie eine Übersicht aller Images auf Ihrem lokalen System aufrufen. Nutzen sie dazu folgenden Kom­man­do­zei­len­be­fehl:

sudo docker images

Der Befehl docker images (al­ter­na­tiv docker image ls) gibt Ihnen alle lokalen Images inklusive Da­tei­grö­ße, Tag und Image-ID aus.

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Starten Sie einen Container, wird das zu­grun­de­lie­gen­de Image als Kopie aus dem Re­po­si­to­ry her­un­ter­ge­la­den und dauerhaft auf Ihrem Computer ge­spei­chert. So sparen Sie Zeit, falls Sie zu einem späteren Zeitpunkt erneut auf das be­tref­fen­de Image zugreifen möchten. Ein erneuter Download wird nur dann ein­ge­lei­tet, wenn sich die Image-Quelle verändert – bei­spiels­wei­se, wenn im Re­po­si­to­ry eine ak­tu­el­le­re Version zur Verfügung steht.

Alle Container auf dem lokalen System anzeigen

Möchten Sie sich eine Übersicht aller Container ausgeben lassen, die auf Ihrem System aus­ge­führt werden oder in der Ver­gan­gen­heit aus­ge­führt wurden, nutzen Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker ps in Kom­bi­na­ti­on mit der Option --all (kurz: -a):

sudo docker ps -a

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Die Ter­mi­nal­aus­ga­be umfasst In­for­ma­tio­nen wie die jeweilige Container-ID, das zu­grun­de­lie­gen­de Image, den Befehl, der beim Starten des Con­tai­ners aus­ge­führt wurde, den Zeitpunkt, an dem der jeweilige Container gestartet wurde, sowie den aktuellen Status.

Möchten Sie lediglich die Container anzeigen, die aktuell auf Ihrem System aus­ge­führt werden, nutzen Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker ps ohne weitere Option:

sudo docker ps

Derzeit sollten sich auf Ihrem System jedoch keine laufenden Container befinden.

Docker-Images erstellen

Sie wissen nun, wie man Images im Docker-Hub findet, diese her­un­ter­lädt und auf jedem be­lie­bi­gen System ausführt, auf dem die Docker-Engine in­stal­liert wurde. Mit Docker steht Ihnen jedoch nicht nur das um­fang­rei­che App-Angebot der Registry zur Verfügung. Die Plattform bietet Ihnen darüber hinaus weit­rei­chen­de Mög­lich­kei­ten, eigene Images zu erstellen und diese mit anderen Ent­wick­lern zu teilen.

Bereits in den ein­lei­ten­den Kapiteln dieses Tutorials haben Sie erfahren, dass jedes Docker-Image auf einem Do­cker­file basiert. Do­cker­files können Sie sich als eine Art Bau­an­lei­tung für Images vor­stel­len. Es handelt sich um einfache Text­da­tei­en, die alle An­wei­sun­gen enthalten, die Docker benötigt, um ein Image zu erstellen. Lernen Sie in den folgenden Schritten, wie Sie ein solches Do­cker­file schreiben und Docker anweisen, dieses als Grundlage für ein eigenes Image zu verwenden.

1. Neues Ver­zeich­nis anlegen: Das Docker-Ent­wick­ler­team empfiehlt, für jedes Do­cker­file ein eigenes Ver­zeich­nis anzulegen. Ver­zeich­nis­se erstellen Sie unter Linux bequem über das Terminal. Verwenden Sie folgenden Kom­man­do­zei­len­be­fehl, um ein Ver­zeich­nis mit dem Namen my­do­cker­build zu erstellen:

mkdir mydockerbuild

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2. In das neue Ver­zeich­nis na­vi­gie­ren: Nutzen Sie den Befehl cd, um in das neu erstellte Ar­beits­ver­zeich­nis zu na­vi­gie­ren.

cd mydockerbuild

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3. Neue Textdatei erstellen: Auch Text­da­tei­en erstellen Sie unter Ubuntu bequem über das Terminal. Verwenden Sie dazu einen Editor wie Nano oder Vim. Erstellen Sie im Ver­zeich­nis my­do­cker­build eine Textdatei mit dem Namen Do­cker­file.

nano Dockerfile

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4. Do­cker­file schreiben: Die neu erstellte Textdatei dient als Bauplan für Ihr selbst ent­wi­ckel­tes Image. Statt das Image von Grund auf neu zu pro­gram­mie­ren, nutzen wir in diesem Docker-Tutorial das Demo-Image docker/whalesay als Vorlage. Dieses binden Sie über den Befehl FROM in Ihr Do­cker­file ein. Verwenden Sie das Tag :latest, um auf die neueste Version des Images zu verweisen.

FROM docker/whalesay:latest

Bisher arbeitet docker/whalesay so, dass Sie dem Wal die Worte in den Mund legen müssen. Im Terminal erscheint genau der Text, den Sie zuvor in Kom­bi­na­ti­on mit dem Befehl zum Starten des Con­tai­ners ein­ge­ge­ben haben. In­ter­es­san­ter wäre es jedoch, wenn das Skript au­to­ma­tisch immer wieder neue Text­aus­ga­ben ge­ne­rie­ren würde. Umsetzen lässt sich dies bei­spiels­wei­se mithilfe des Programms fortunes, das auf jedem Linux-System zur Verfügung steht. Die Grund­funk­ti­on von Fortunes besteht darin, Glücks­keks-Sprüche und hu­mor­vol­le Apho­ris­men zu ge­ne­rie­ren. Nutzen Sie folgenden Befehl, um Ihren lokalen Paket-Index zu ak­tua­li­sie­ren und fortunes zu in­stal­lie­ren:

RUN apt-get -y update && apt-get install -y fortunes

An­schlie­ßend de­fi­nie­ren Sie ein CMD-Statement. Dieses wird nach dem Befehl RUN aus­ge­führt, sofern es beim Aufruf (docker run image CMD) nicht über­schrie­ben wurde. Verwenden Sie folgenden Befehl, um das Programm fortunes mit der Option -a („Wähle aus allen Da­ten­ban­ken) aus­zu­füh­ren und die Ausgabe über das Programm cowsay im Terminal anzeigen zu lassen:

CMD /usr/games/fortune -a | cowsay

Ihr Do­cker­file sollte nun fol­gen­der­ma­ßen aussehen:

FROM docker/whalesay:latest
RUN apt-get -y update && apt-get install -y fortunes
CMD /usr/games/fortune -a | cowsay

Beachten Sie: Befehle innerhalb eines Do­cker­files sind immer einzeilig und beginnen stets mit einem Schlüs­sel­wort. Die zu­grun­de­lie­gen­de Syntax ist case-in­sen­si­ti­ve – es ist also egal, ob Sie groß- oder klein­schrei­ben. Es hat sich jedoch eine kon­se­quen­te Groß­schrei­bung von Schlüs­sel­wör­tern etabliert.

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5. Textdatei speichern: Speichern Sie Ihre Eingabe. Sollten Sie den Editor Nano verwenden, nutzen Sie dazu die Tas­ten­kom­bi­na­ti­on [STRG] + [O] und be­stä­ti­gen Sie mit [ENTER]. Nano gibt Ihnen die Meldung aus, dass drei Zeilen in die aus­ge­wähl­te Datei ge­schrie­ben wurden. Beenden Sie den Text­edi­tor mit der Tas­ten­kom­bi­na­ti­on [STRG] + [X].
6. Image aus Do­cker­file erstellen: Um ein Image aus einem Do­cker­file zu erstellen, na­vi­gie­ren Sie zunächst in das Ver­zeich­nis, in dem Sie die Textdatei abgelegt haben. Die Image-Er­stel­lung starten Sie mit dem Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker build. Möchten Sie das Image in­di­vi­du­ell benennen oder mit einem Tag versehen, verwenden Sie die Option -t sowie nach­fol­gend die ge­wünsch­te Kom­bi­na­ti­on aus Be­zeich­nung und Tag. Es gilt das Stan­dard­for­mat name:tag.

Im aktuellen Beispiel soll ein Image mit dem Namen docker-whale erzeugt werden:

docker build -t docker-whale .

Der ab­schlie­ßen­de Punkt gibt an, dass sich das zu­grun­de­lie­gen­de Do­cker­file im aus­ge­wähl­ten Ver­zeich­nis befindet. Al­ter­na­tiv haben Sie die Mög­lich­keit, einen Dateipfad oder eine URL zu den Quell­da­tei­en anzugeben.

Der build-Prozess startet, sobald Sie den Befehl mit [ENTER] bestätigt haben. Zunächst überprüft der Docker-Daemon, ob ihm alle Dateien vorliegen, die für die Er­stel­lung des Images benötigt werden. In der Docker-Ter­mi­no­lo­gie werden diese unter dem Begriff „Context“ zu­sam­men­ge­fasst. Im Anschluss wird das Image docker/whalesay mit dem Tag :latest lo­ka­li­siert. Liegt der für die Image-Er­stel­lung benötigte Context voll­stän­dig vor, startet der Docker-Daemon die via FROM ein­ge­bun­de­ne Image-Vorlage in einem tem­po­rä­ren Container und geht zum nächsten Befehl im Do­cker­file über. Im aktuellen Beispiel handelt es sich dabei um den RUN-Befehl, der die In­stal­la­ti­on des fortunes-Programms zur Folge hat.

Am Ende jedes Schritts im Rahmen der Image-Er­stel­lung gibt Docker Ihnen eine ID für den ent­spre­chen­den Layer (Schicht) aus, der in diesem Schritt erstellt wurde. Dabei gilt: Jede Zeile im zu­grun­de­lie­gen­den Do­cker­file ent­spricht einem Layer des darauf auf­bau­en­den Images.

Wurde der RUN-Befehl beendet, stoppt der Docker-Daemon den dafür er­stell­ten Container, entfernt diesen und startet einen neuen tem­po­rä­ren Container für das Layer des CMD-State­ments. Am Ende des Er­stel­lungs­pro­zes­ses wird auch dieser temporäre Container beendet und entfernt. Docker gibt Ihnen die ID des neuen Images aus:

Successfully built a8f2048c9ab8

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Ihr neu er­stell­tes Image finden Sie unter dem Namen docker-whale in der Übersicht ihrer lokal ge­spei­cher­ten Images.

sudo docker images

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Um einen Container aus Ihrem neu er­stell­ten Image zu starten, verwenden Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl sudo docker run in Kom­bi­na­ti­on mit dem Namen des Images:

sudo docker run docker-whale

Wurde das Image feh­ler­frei aus dem Do­cker­file erstellt, sollte Ihr Wal Sie nun mit mehr oder weniger weisen Sprüchen be­geis­tern. Beachten Sie: Jedes Mal, wenn Sie den Container neu starten, wird ein anderer Spruch generiert.

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Docker-Images taggen und ins Docker-Hub hochladen

Möchten Sie Ihr selbst­er­stell­tes Image docker-whale ins Hub laden, um es dort der Community oder einer Ar­beits­grup­pe zur Verfügung zu stellen, müssen Sie es zunächst mit einem gleich­na­mi­gen Re­po­si­to­ry in Ihrem per­sön­li­chen Namespace ver­knüp­fen. In der Docker-Ter­mi­no­lo­gie wird dieser Schritt Tagging genannt.

Um ein Image über das Docker-Hub zu ver­öf­fent­li­chen, gehen Sie fol­gen­der­ma­ßen vor:

1. Re­po­si­to­ry erstellen: Loggen Sie sich mit Ihrer Docker-ID und dem per­sön­li­chen Passwort im Docker-Hub ein und erstellen Sie ein öf­fent­li­ches Re­po­si­to­ry mit dem Namen docker-whale.

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2. Image-ID ermitteln: Ermitteln Sie die ID Ihres selbst­er­stell­ten Images docker-whale mithilfe des Kom­man­do­zei­len­be­fehls docker images.

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In unserem Fall lautet die Image-ID a8f2048c9ab8. Diese benötigen wir für das Tagging im nächsten Schritt.

3. Image taggen: Taggen Sie das Image docker-whale mithilfe des Kom­man­do­zei­len­be­fehls docker tag nach folgendem Schema:

sudo docker tag [Image-ID][Docker-ID]/[Image-Name]:[TAG]

Auf das aktuelle Beispiel bezogen lautet der Kom­man­do­zei­len­be­fehl für das Tagging somit:

sudo docker tag a8f2048c9ab8 [Namespace]/docker-whale:latest

Ob Ihr Image korrekt getaggt wurde, über­prü­fen Sie in der Übersicht via docker images. Der Name des Re­po­si­to­rys sollte nun Ihre Docker-ID be­inhal­ten.

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4. Image hochladen: Um das Image hoch­zu­la­den, müssen Sie sich zunächst im Docker-Hub anmelden. Dies erfolgt über den Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker login.

sudo docker login

Das Terminal fordert Sie auf, Ihren Be­nut­zer­nah­men (die Docker-ID) sowie ihr Passwort ein­zu­ge­ben.

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War die Anmeldung er­folg­reich, verwenden Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker push, um Ihr Image in das neu erstellte Re­po­si­to­ry hoch­zu­la­den.

sudo docker push [Namespace]/docker-whale

Der Upload-Prozess sollte lediglich einige Sekunden in Anspruch nehmen. Der aktuelle Status wird Ihnen über das Terminal aus­ge­ge­ben.

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Melden Sie sich über den Browser im Docker-Hub an, um sich das hoch­ge­la­de­ne Image anzeigen zu lassen.

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Möchten Sie mehr als ein Image pro Re­po­si­to­ry hochladen, verwenden Sie ver­schie­de­ne Tags, um Ihre Images in un­ter­schied­li­chen Versionen an­zu­bie­ten. Bei­spiels­wei­se:

[Namespace]/docker-whale:latest
[Namespace]/docker-whale:version1
[Namespace]/docker-whale:version2

Eine Übersicht ver­schie­de­ner Image-Versionen lässt sich in Docker-Hub-Re­po­si­to­rys über den Reiter „Tags“ abrufen.

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Images ver­schie­de­ner Projekte hingegen sollten in separaten Re­po­si­to­rys angeboten werden.

War der Upload er­folg­reich, steht Ihr selbst­er­stell­tes Image nun jedem Docker-Nutzer weltweit über das öf­fent­li­che Re­po­si­to­ry zur Verfügung.

5. Testlauf: Testen Sie den Erfolg des Uploads, indem Sie das soeben hoch­ge­la­de­ne Image her­un­ter­la­den.

Beachten Sie, dass Sie die lokale Version des Images zunächst löschen müssen, um eine neue Kopie mit demselben Tag her­un­ter­zu­la­den. An­dern­falls meldet Docker, dass das ge­wünsch­te Image bereits in der aktuellen Version vorliegt.

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Um lokale Docker-Images zu löschen, nutzen Sie den Kom­man­do­zei­len­be­fehl docker rmi in Kom­bi­na­ti­on mit der ent­spre­chen­den Image-ID. Diese ermitteln Sie wie gehabt via docker images. Meldet Docker Konflikte – z. B. weil eine Image-ID in mehreren Re­po­si­to­rys oder von einem Container verwendet wird –, be­kräf­ti­gen Sie Ihren Befehl mit der Option --force (Kurz: -f), um den Lösch­vor­gang zu erzwingen.

sudo docker rmi -f a8f2048c9ab8

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Lassen Sie sich erneut eine Übersicht aller lokalen Images anzeigen:

sudo docker Images

Die ge­lösch­ten Elemente sollten in der Terminal-Ausgabe nicht mehr auf­tau­chen. Nutzen Sie nun den im Re­po­si­to­ry an­ge­ge­be­nen Pull-Befehl, um eine neue Kopie des Images aus dem Docker-Hub her­un­ter­zu­la­den:

sudo docker pull [Namespace]/docker-whale

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Weitere Docker-Themen und Tutorials

Das Docker-Universum ist groß. Im Laufe der Zeit hat sich ein le­ben­di­ges Ökosystem aus Docker-Tools ent­wi­ckelt. In­ter­es­sant wird Docker für Ad­mi­nis­tra­to­ren vor allem dann, wenn komplexe An­wen­dun­gen mit mehreren Con­tai­nern parallel auf ver­schie­de­nen Systemen betrieben werden. Docker bietet dazu diverse Funk­tio­nen zur Or­ches­trie­rung eines solches Clusters. Näheres dazu finden Sie in unserm wei­ter­füh­ren­den Artikel über Docker-Or­chestra­ti­on mit Swarm und Compose.

Für die Arbeit mit Docker finden Sie im Digital Guide weitere Tutorials:

• Ein­rich­ten eines Docker Re­po­si­to­ry
• Docker Container Volumes
• Docker-Backup und -Wie­der­her­stel­lung
• Docker auf einem Linux-Server in­stal­lie­ren und ausführen
• Docker Compose Tutorial

Docker eignet sich für die ver­schie­dens­ten An­wen­dungs­sze­na­ri­os. Im Digital Guide finden Sie folgende Tutorials:

• WordPress in Docker Con­tai­nern
• VPN in Docker-Container mit SoftEther
• Nextcloud-In­stal­la­ti­on mit Docker
• Portainer unter Docker in­stal­lie­ren
• Redis in Docker Con­tai­nern
• Minecraft-Docker-Server
• Valheim-Docker-Server
• Teamspeak-Server mit Docker in­stal­lie­ren

Nicht immer ist Docker für jede Anwendung die beste Wahl. Wir zeigen die wich­tigs­ten Docker-Al­ter­na­ti­ven im Überblick. Zudem haben wir einige Al­ter­na­ti­ven im Detail mit Docker ver­gli­chen:

• Ku­ber­netes vs. Docker
• Openshift vs. Docker
• Podman vs. Docker