Conceptos clave

Los contenedores son un concepto fundamental en Docker y en la computación en la nube en general. A continuación, te explico en detalle los conceptos clave relacionados con los contenedores en Docker:

1. Contenedores

• Definición: Un contenedor es una instancia ligera, portátil y aislada de un proceso o conjunto de procesos que se ejecutan en un sistema operativo compartido. Los contenedores permiten empaquetar una aplicación con todas sus dependencias en un solo paquete, lo que facilita su despliegue y ejecución en cualquier entorno que tenga Docker instalado.
• Características:
  • Ligereza: A diferencia de las máquinas virtuales, los contenedores comparten el mismo núcleo del sistema operativo, lo que los hace mucho más ligeros en términos de uso de recursos.
  • Portabilidad: Un contenedor creado en un sistema puede ser ejecutado en otro sistema con Docker sin necesidad de ajustes adicionales.
  • Aislamiento: Aunque los contenedores comparten el núcleo del sistema operativo, están aislados unos de otros y del sistema host, lo que significa que los procesos dentro de un contenedor no afectan a otros contenedores o al sistema host.

2. Imagen Docker

• Definición: Una imagen Docker es una plantilla inmutable que contiene todo lo necesario para ejecutar una aplicación, incluyendo el código, las bibliotecas, las variables de entorno y los archivos de configuración.
• Relación con los Contenedores:
  • Los contenedores se crean a partir de imágenes Docker. Una imagen es como una receta, y el contenedor es la comida preparada siguiendo esa receta.
  • Una imagen puede ser usada para crear múltiples contenedores.

3. Dockerfile

• Definición: Un Dockerfile es un archivo de texto que contiene un conjunto de instrucciones para construir una imagen Docker. Estas instrucciones especifican desde qué imagen base se debe partir, qué dependencias se deben instalar, qué archivos deben copiarse al contenedor, y cuál es el comando que se debe ejecutar cuando el contenedor se inicia.
• Relación con las Imágenes y Contenedores:
  • Un Dockerfile se usa para automatizar la creación de imágenes. Una vez que la imagen está creada, puede ser usada para lanzar contenedores.

4. Registro de Imágenes (Docker Hub)

• Definición: Un registro de imágenes es un repositorio donde las imágenes Docker pueden ser almacenadas, compartidas y distribuidas. Docker Hub es el registro de imágenes más popular y es utilizado como un servicio público, aunque también existen registros privados y otras alternativas como Amazon ECR, Google Container Registry, entre otros.
• Relación con los Contenedores:
  • Las imágenes almacenadas en un registro pueden ser descargadas (pull) y usadas para crear contenedores en cualquier sistema con Docker.

5. Capa de Lectura/Escritura

• Definición: Cuando se crea un contenedor a partir de una imagen, Docker agrega una capa adicional encima de la imagen que permite la escritura. Esto significa que cualquier cambio realizado en el sistema de archivos durante la ejecución del contenedor se realiza en esta capa de escritura.
• Relación con los Contenedores:
  • Los cambios hechos en un contenedor no afectan a la imagen subyacente ni a otros contenedores creados a partir de la misma imagen.
  • Al detener y eliminar un contenedor, todos los cambios realizados en la capa de escritura se pierden, a menos que se hayan guardado en volúmenes persistentes.

6. Volúmenes

• Definición: Un volumen es un mecanismo de almacenamiento persistente que permite que los datos sobrevivan a los ciclos de vida de los contenedores. Los volúmenes se usan para almacenar datos generados y utilizados por contenedores.
• Relación con los Contenedores:
  • Los volúmenes se pueden compartir entre varios contenedores, y son la mejor manera de gestionar datos que necesitan ser persistentes y accesibles para múltiples contenedores.
  • A diferencia de la capa de escritura de un contenedor, los datos en un volumen no se eliminan cuando el contenedor se detiene o elimina.

7. Redes en Docker

• Definición: Docker proporciona un conjunto de funcionalidades de red que permiten a los contenedores comunicarse entre sí y con otros servicios externos. Docker crea automáticamente una red bridge por defecto, pero se pueden crear redes personalizadas.
• Relación con los Contenedores:
  • Los contenedores en la misma red pueden comunicarse directamente usando el nombre del contenedor como si fuera un nombre de host.
  • Docker permite la creación de redes personalizadas para aislar contenedores y controlar cómo se comunican con el mundo exterior.

8. Namespaces

• Definición: Los namespaces son una característica del kernel de Linux que Docker usa para proporcionar aislamiento a los contenedores. Los namespaces permiten que los contenedores tengan su propio espacio de nombres para recursos como procesos (PID), redes (net), puntos de montaje (mnt), y más.
• Relación con los Contenedores:
  • Gracias a los namespaces, cada contenedor opera en su propio entorno aislado, lo que asegura que los procesos dentro de un contenedor no puedan interferir con los procesos en otro contenedor o en el host.

9. Cgroups (Control Groups)

• Definición: Los cgroups son otra característica del kernel de Linux que Docker usa para limitar y asignar recursos (como CPU, memoria, disco, y ancho de banda de red) a los contenedores.
• Relación con los Contenedores:
  • Los cgroups permiten a Docker garantizar que un contenedor no consuma más recursos de los asignados, protegiendo así al sistema host y otros contenedores de la sobreutilización de recursos.

10. Orquestación de Contenedores

• Definición: La orquestación se refiere a la gestión automática del despliegue, escalado y operación de contenedores. Docker Swarm y Kubernetes son dos tecnologías populares para la orquestación de contenedores.
• Relación con los Contenedores:
  • En entornos de producción, donde se ejecutan cientos o miles de contenedores, la orquestación asegura que los contenedores se mantengan en funcionamiento, se escalen según sea necesario, y se distribuyan correctamente entre los recursos disponibles.

11. Docker Compose

• Definición: Docker Compose es una herramienta para definir y ejecutar aplicaciones Docker multi-contenedor. Usa un archivo docker-compose.yml para definir los servicios, redes y volúmenes necesarios para una aplicación completa.
• Relación con los Contenedores:
  • Docker Compose simplifica la administración de aplicaciones que constan de varios contenedores, como un servidor web, una base de datos y un servicio de caché, permitiendo lanzarlos todos con un solo comando (docker-compose up).

Estos conceptos clave te proporcionan una base sólida para entender cómo Docker maneja la ejecución de aplicaciones en contenedores, facilitando el desarrollo, la distribución y el despliegue de software en entornos consistentes y reproducibles.