Docker

Was ist Docker?

Docker ist eine Open-Source-Plattform, die das Erstellen, Versenden und Ausführen von Anwendungen erleichtert. Docker ermöglicht es, Anwendungen in Containern zu verpacken, die leichter und flexibler als herkömmliche virtuelle Maschinen sind.Docker bietet eine Umgebung, in der Anwendungen und die für deren Ausführung notwendigen Abhängigkeiten zusammengefasst werden. So bleibt die Anwendung unabhängig von der Umgebung, in der sie läuft. Das bedeutet, dass ein Entwickler in einer produktiven Umgebung denselben Code verwenden kann, der in der Testumgebung funktioniert hat.

Docker Containerisierung

Die Containerisierung ist das Herzstück der Docker-Technologie. Container sind standardisierte, ausführbare Komponente, die den Code und dessen Abhängigkeiten beinhalten, damit die Anwendung schnell von einem Rechner auf einen anderen übertragen werden kann. Sie reduzieren den System-Overhead erheblich, da sie keine vollständigen Betriebsysteme benötigen wie virtuelle Maschinen.Vorteile der Containerisierung:

• Erhöhte Effizienz bei der Nutzung von Systemressourcen
• Schnelle Bereitstellung und hohe Skalierbarkeit
• Trennung der Anwendung von der Infrastruktur

Docker erklärung für Studenten

Für Studenten, insbesondere im Bereich der Ingenieurwissenschaften und der Informatik, bietet Docker eine großartige Möglichkeit, praktische Erfahrungen in der Softwareentwicklung zu sammeln. Docker ermöglicht es dir, schnell Arbeitsumgebungen einzurichten und zu wechseln, was ideal für Experimentieren und Lernen ist.Hier sind einige Tipps, wie du Docker in deinem Studium nutzen kannst:

• Lernumgebungen einrichten: Du kannst schnell und einfach Lernumgebungen einrichten. Dies ist besonders nützlich für Laborexperimente oder das Entwickeln und Testen von Code.
• Projektorganisation: Da Docker die Konsistenz zwischen Entwicklungs- und Produktionsumgebung sicherstellt, kannst du Projekte besser organisieren und nachvollziehen.
• Teamarbeit fördern: Durch das Teilen von Docker-Containern mit deinem Team vermeidest du „funktioniert auf meiner Maschine“-Probleme.

Docker Installation Schritt für Schritt

Die Installation von Docker auf deinem System ist der erste Schritt, um von den Vorteilen der Containerisierung zu profitieren. Mit Docker kannst du Anwendungen in isolierten Umgebungen erstellen und ausführen.

Voraussetzungen zur Installation

Bevor du Docker installieren kannst, musst du sicherstellen, dass dein Computer die notwendigen Voraussetzungen erfüllt. Dies stellt sicher, dass Docker effizient läuft und alle Funktionen ordnungsgemäß arbeiten.Hier sind einige der Schlüsselkriterien, die du beachten solltest:

• Betriebssystem: Docker läuft auf modernen Versionen von Linux, Windows 10 (64-Bit: Pro, Enterprise, oder Education Build 15063 oder höher) und macOS.
• Hardware: Mindestens 4 GB RAM werden empfohlen, obwohl 8 GB besser sind, um eine reibungslose Leistung zu gewährleisten.
• Software: Bei Windows-Installationen muss die Virtualisierung im BIOS aktiviert sein und das WSL 2 feature ist erforderlich.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Die Installation von Docker variiert leicht je nach Betriebssystem, aber die grundlegenden Schritte sind ähnlich:Für Windows:

1. Lade den Docker Desktop Installer von der offiziellen Webseite herunter.
2. Führe die .exe Datei aus und folge den Anweisungen des Assistenten.
3. Aktiviere das WSL 2 Feature, wenn das Setup dies auffordert.
4. Starte deinen Computer neu und öffne Docker Desktop, um mit der Konfiguration zu beginnen.

1. Lade Docker für Mac von der Docker Webseite herunter.
2. Öffne die .dmg Datei und ziehe das Docker Symbol in den Anwendungsordner.
3. Starte Docker aus dem Anwendungsordner und folge den Setup-Anweisungen.

1. Öffne ein Terminal.
2. Führe die folgenden Befehle aus, um Docker zu installieren:

    'sudo apt-get update'  'sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io' 

3. Verifiziere die Installation mit dem Befehl:

    'docker --version' 

Docker Compose

Docker Compose ist ein Tool, das Entwicklern hilft, Multi-Container Docker-Anwendungen einfach zu definieren und auszuführen. Es ermöglicht das Konfigurieren der Applikationsdienste mit einem einheitlichen YAML-Format, wodurch Entwickler ihren Arbeitsablauf effizient automatisieren können.

Einführung in Docker Compose

Docker Compose ist besonders nützlich, wenn du komplexere Anwendungen entwickelst, die aus mehreren voneinander abhängigen Services bestehen. Beispielsweise können Microservice-Architekturen, bei denen verschiedene Services individuell aktualisiert werden müssen, effektiv mit Docker Compose gemanagt werden.Wichtige Vorteile von Docker Compose:

• Einheitliches Management: Alle Services einer Anwendung befinden sich innerhalb einer einzigen docker-compose.yml Datei.
• Skalierbarkeit: Dienste können leicht skaliert werden, durch einfache Konfigurationsbefehle im docker-compose.yml.
• Konsistenz: Gleiche Laufzeitumgebungen für Test-, Entwicklungs- und Produktionsbetrieb.

 services:  web:    image: nginx    ports:    - '80:80'  db:    image: mysql    environment:      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example 

Verwendung von Docker Compose

Docker Compose bietet eine Vielzahl von Befehlen, um die Verwaltung und Orchestrierung von Multi-Container-Anwendungen zu erleichtern. Die Benutzung erfolgt größtenteils über das Terminal, wodurch es ein mächtiges Werkzeug für jedes Infrastrukturprojekt ist.Zentrale Docker Compose Befehle:

• docker-compose up: Startet alle konfigurierten Dienste in der docker-compose.yml.
• docker-compose down: Stoppt und entfernt alle Container, die mit docker-compose up gestartet wurden.
• docker-compose scale: Skaliert die Anzahl der Container pro Dienst.

Docker Anwendung in Ingenieurwissenschaften

Docker hat in den Ingenieurwissenschaften einen bemerkenswerten Einfluss, da es die Entwicklung, das Testen und das Ausführen von Projekten vereinfacht und beschleunigt. Die Containerisierung von Anwendungen ermöglicht eine konsistente und reproduzierbare Arbeitsumgebung, was besonders in wissenschaftlichen und technischen Bereichen entscheidend ist.

Vorteile von Docker in Ingenieurprojekten

Es gibt zahlreiche Vorteile, die Docker in Ingenieurprojekten bietet. Diese reichen von der Kosteneffizienz bis hin zur Verbesserung der Kollaboration zwischen Teams:

• Konsistente Umgebungen: Docker bietet eine Plattform zur Erstellung konsistenter Entwicklungs- und Produktionsumgebungen, die die Wahrscheinlichkeit von „funktioniert auf meinem Rechner, aber nicht auf deinem“-Problemen reduzieren.
• Schnellere Entwicklungszyklen: Da Container leichtgewichtig und schnell gestartet sind, können Ingenieurteams schneller Test- und Entwicklungszyklen durchlaufen.
• Bessere Ressourcennutzung: Docker ermöglicht die effiziente Nutzung der Hardware durch die Bereitstellung mehrerer Kontinuitäten auf demselben Host.
• Sicherheit: Die Isolation von Containern bedeutet, dass Sicherheitslücken auf einen Container beschränkt werden können, ohne das gesamte System zu gefährden.

Praxisbeispiele aus den Ingenieurwissenschaften

In den Ingenieurwissenschaften gibt es zahlreiche Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von Docker, die belegen, wie es zur Innovation und Effizienzsteigerung beiträgt.

• Autonome Fahrzeuge: Ingenieure verwenden Docker zur Simulation von Fahrszenarien und zur schnellen Iteration und Verfeinerung von Algorithmen für die Sensorfusion und das maschinelle Lernen.
• Energie- und Umwelttechnik: Projekte, die sich mit Umweltanalyse und Energieverbrauch befassen, nutzen Docker, um Modelle zu erstellen, die Daten in Echtzeit analysieren und so zur Verbesserung der Ressourcenverteilung beitragen.
• Biomedical Engineering: Docker-Container werden verwendet, um Anwendungen in der Bildgebung und Datenanalyse für Forschungsprojekte in der medizinischen Diagnostik zu hosten.