Kontajnerizácia Python aplikácie pomocou Dockeru

Preslav Dobrev2023-03-07 · 5 min read

Kontajnerizácia Python aplikácie pomocou Dockeru

Docker je bezplatné a open-source riešenie na vývoj, nasadzovanie a správu aplikácií v ľahkej virtualizácii na úrovni operačného systému. V tejto príručke si ukážeme vytvorenie Python aplikácie v Docker kontajneri.

Požiadavky

Na vykonanie krokov znázornených v tejto príručke budete potrebovať nasledujúce komponenty:

Systém Linux. Pozrite si konfiguráciu vlastného Ubuntu VPS na CloudSigma.
Nainštalovaná a nakonfigurovaná najnovšia verzia Dockeru. Prečítajte si viac o inštalácii Dockeru na Ubuntu.

Docker kontajnery

Pri spúšťaní rôznych programov v rovnakom prostredí sa veci môžu (a budú) kaziť. Čím viac programov pridáte, tým bude nestabilnejšie. Pre bežných ľudí to nemusí byť veľký problém. Avšak, pokiaľ ide o kritické aplikácie, môže to mať vážne následky.

Čím viac aplikácií je v systéme zavedených, tým väčšia je plocha na útok. Jediná kompromitovaná aplikácia môže ľahko viesť k pádu celého systému.

Na vyriešenie týchto problémov môžeme použiť Docker kontajnery na sandboxing na softvérovej úrovni:

Aplikácie v kontajneri budú mať obmedzený prístup k súborom.
Kontajnerizované aplikácie nemôžu vidieť iné procesy bežiace v systéme.
Kontajneru môže byť pridelené špecifické množstvo hardvérových prostriedkov.
Sieťové porty kontajnera nie sú vystavené navonok.
Konzistentné balenie takmer čohokoľvek naprieč lokálnymi/produkčnými prostrediami.

Na demonštráciu vytvoríme jednoduchý Python server v Docker kontajneri, transformujeme kontajner na obraz a nasadíme tento obraz v testovacom produkčnom prostredí.

Step 1 – Filesystem Configuration

Na hosťovanie projektu najprv vytvoríme vyhradený adresár:

mkdir -pv python-server-container/

1	mkdir -pv python-server-container/

cd !$

cd !$

V adresári vytvorte podadresár src na uloženie nášho kódu:

mkdir -pv src/

1	mkdir -pv src/

Step 2 – Building the Python Server

V tomto kroku vytvoríme jednoduchý HTTP server v Pythone. Vytvorte súbor server.py:

touch server.py

1	touch server.py

Otvorte ho v textovom editore:

nano server.py

1	nano server.py

Zadajte nasledujúci kód v Pythone:

from http.server import HTTPServer, SimpleHTTPRequestHandler

def run(server_class=HTTPServer, handler_class=SimpleHTTPRequestHandler):
    """server entrypoint"""
    server_address = ("0.0.0.0", 8080)
    httpd = server_class(server_address, handler_class)
    print("starting server...")
    httpd.serve_forever()

if __name__ == "__main__":
    run()

from http.server import HTTPServer, SimpleHTTPRequestHandler

def run(server_class=HTTPServer, handler_class=SimpleHTTPRequestHandler):

"""server entrypoint"""

server_address = ("0.0.0.0", 8080)

httpd = server_class(server_address, handler_class)

print("starting server...")

httpd.serve_forever()

if __name__ == "__main__":

run()

Tu,

Používame triedu HTTPServer a požadujeme handler zo štandardnej knižnice Pythonu, čím udržiavame program jednoduchý.
Funkcia run inicializuje inštanciu HTTPserver.
Ako naznačujú argumenty server_address, server bude počúvať na akomkoľvek prichádzajúcom pripojení na porte 8080.

Teraz overíme, či server funguje podľa očakávania. Spustite server:

python3 server.py

1	python3 server.py

Z nového terminálu môžeme použiť curl na odoslanie požiadavky na server:

curl -iv localhost:8080

1	curl -iv localhost:8080

Prípadne môžete prejsť na odkaz vo webovom prehliadači:

http://localhost:8080

1	http://localhost:8080

Step 3 – Creating a Dockerfile

Súbor Dockerfile obsahuje potrebné inštrukcie na vygenerovanie Docker obrazu. Inštrukcie v súbore sa vykonávajú postupne. Prečítajte si viac o Dockerfile.

Vytvorte nový Dockerfile pre náš projekt:

touch Dockerfile

1	touch Dockerfile

Teraz doň vložíme potrebný kód. Otvorte ho v textovom editore:

nano Dockerfile

1	nano Dockerfile

Zadajte nasledujúci kód:

FROM python:latest

ENV SRC_DIR /usr/bin/src/test_server/src
COPY src/* ${SRC_DIR}/
WORKDIR ${SRC_DIR}

ENV PYTHONUNBUFFERED=1

CMD ["python", "server.py"]

FROM python:latest

ENV SRC_DIR /usr/bin/src/test_server/src

COPY src/* ${SRC_DIR}/

WORKDIR ${SRC_DIR}

ENV PYTHONUNBUFFERED=1

CMD ["python", "server.py"]

Tu,

Každý Dockerfile musí začínať inštrukciou FROM . V našom prípade deklarujeme Python ako základ Docker obrazu.
Inštrukcia ENV SRC_DIR špecifikuje umiestnenie adresára v kontajneri.
Inštrukcia COPY kopíruje súbory z adresára src , v ktorom sa momentálne nachádza Python server.
Premenná PYTHONBUFFERED=1 určuje, že Python bude vypisovať a zaznamenávať výstup priamo do STDOUT. V opačnom prípade by sa logy neodosielali do žiadneho bufferu.
Inštrukcia CMD špecifikuje predvolený príkaz, ktorý sa má spustiť pri spustení kontajnera. V tomto prípade používame túto inštrukciu na spustenie nášho Python servera.

Krok 4 – Generovanie Docker obrazu

Keď je Dockerfile pripravený, môžeme vytvoriť obraz. Spustite nasledujúci príkaz Docker na spustenie procesu:

docker build . -t python_server

1	docker build . -t python_server

Tu,

Príznak -t sa používa na označenie nášho Docker obrazu ako python_server.
Docker stiahne všetky potrebné komponenty a spojí ich do obrazu.

Krok 5 – Spustenie obrazu

Obraz je pripravený na nasadenie. Môžeme ho spustiť pomocou nasledujúceho príkazu:

docker run -p 8080:8080 python_server

1	docker run -p 8080:8080 python_server

Tu presmerovávame port 8080 z lokálneho stroja do Docker obrazu pomocou príznaku -p.

Môžeme ľahko overiť, či server beží, pomocou curl:

curl -iv localhost:8080

1	curl -iv localhost:8080

Krok 6 – Ukončenie servera

V termináli stlačte “Ctrl + C” na ukončenie procesu Docker:

Krok 7 – Export a import Docker obrazu

Teraz máme funkčný Docker obraz, ktorý hostuje náš Python server. S pomocou funkcií exportu a importu v Docker ho môžeme migrovať na akýkoľvek iný systém.

Najprv skontrolujte zoznam Docker obrazov v aktuálnom systéme:

docker images

1	docker images

Naším cieľom je Docker obraz python_server , ktorý sme práve vytvorili. Nasledujúci príkaz ho exportuje ako archív TAR:

docker save python_server:latest > python_server.tar

1	docker save python_server:latest > python_server.tar

Po prenose súboru python_server.tar do cieľového stroja použite na import Docker obrazu nasledujúci príkaz:

docker load < python_server.tar

1	docker load < python_server.tar

Záverečné myšlienky

V tejto príručke sme demonštrovali vytvorenie Docker obrazu z Python aplikácie. Vytvorili sme jednoduchý Python webový server a z neho sme zostavili Docker obraz. Docker obraz je teraz možné nasadiť v akomkoľvek prostredí a očakávať konzistentné správanie.

Máte záujem dozvedieť sa viac o Docker? Pozrite si nasledujúce príručky:

Príjemnú prácu s počítačom!

Preslav Dobrev

Autor · CloudSigma

Preslav Dobrev je kreatívny dizajnér v spoločnosti CloudSigma, ktorý sa zameriava na konzistentnú firemnú identitu prostredníctvom tradičných a inovatívnych marketingových kanálov. Dokáže brilantne spájať umeleckú víziu so strategickým marketingom, čím vytvára pôsobivé príbehy značky.