The #1 containerization software for developers and teams
Streamline development with Docker Desktop’s powerful container tools.
Increase productivity and efficiency to reduce time to deployment
Docker Desktop enhances your development experience by offering a powerful, user-friendly platform for container management. Fully integrated with your development tools, it simplifies container deployment and accelerates your workflow efficiency.
Docker Engine
Powerful container runtime
The Docker Engine powers your containerized applications with high performance and reliability. It provides the core technology for building and running containers, ensuring efficient and scalable operations.
Docker CLI
Flexible command-line interface
The Docker CLI offers a robust command-line tool for precise control over your containers. Execute complex commands, automate tasks, and integrate Docker seamlessly into your workflows.
Docker Compose
Streamlined multi-container management
Docker Compose simplifies the process of managing multi-container applications. Define and run complex setups with a single configuration file, making it easier to deploy and scale your applications.
Docker Build
Simplified container building
Docker Build is a powerful tool within Docker Desktop that simplifies the process of creating container images. It enables you to package and build your code to ship it anywhere while integrating seamlessly into your development pipeline.
Docker Kubernetes
Built-in container orchestration
Docker Kubernetes provides built-in Kubernetes support within Docker Desktop, allowing you to orchestrate and manage containers efficiently. Supporting both multi-node clusters and developer-selected versions, Docker Kubernetes simplifies deploying, scaling, testing, and managing containerized applications locally without needing an external cluster.
Volume Management
Effective data management
Docker Volumes provides a robust solution for managing and sharing container data. This feature allows you to easily and securely manage volumes for backup, sharing, or migration purposes, enhancing data management and portability.
Synchronized File Shares
Seamless data synchronization
Synchronized File Shares enable real-time sharing and synchronization of files between your host and containers. This feature ensures that file updates are instantly reflect on the host and container, improving collaboration and consistency.
Docker Debug
Advanced troubleshooting tools
Docker Debug provides comprehensive tools for diagnosing and resolving issues within your containers and images. This CLI command lets you create and work with slim containers that would otherwise be difficult to debug.
Hardened Docker Desktop
Enhanced container isolation
Hardened Docker Desktop includes advanced security features to safeguard your development environment. With enhanced container isolation, registry and image access management, and compliance with industry standard, you can confidently build and deploy secure applications.
VDI Support
Virtual desktop integration
VDI Support allows Docker to seamlessly integrate with virtual desktop infrastructure (VDI) environments. This feature ensures that Docker runs smoothly on virtualized desktops, providing a consistent experience regardless of where you access your containers.
Docker Private Extensions Marketplace
Custom extensions for your needs
The Docker Private Extensions Marketplace offers a curated selection of extensions tailored to your specific requirements. Customize and enhance your Docker environment with specialized tools and integrations available exclusively through the marketplace.
Extend the power of Docker Desktop
Docker Desktop enhances its capabilities through Docker Extensions, allowing developers to integrate seamlessly with their favorite tools and services. These extensions expand Docker Desktop’s functionality, providing a tailored experience that meets specific development needs.
Default Text
“Initially, our use of Docker was constrained to virtual environments due to policy restrictions on our workstations. The introduction of Docker Desktop and WSL2 enabled access to container technologies on our physical workstations at scale.”
Julius Pravtchev
Senior DevOps, CARIAD
Develop applications faster with Docker Desktop
Ready to enhance your development workflow? Compare subscriptions now or reach out to us for more information.
Additional resources
Данная публикация является разбором особенностей контейнерной виртуализации Docker под системой Windows.
Она не претендует на роль исчерпывающей и по мере необходимости будет обновляться и дополняться.
За практическим руководством с нуля советую обратиться к этой публикации.
Содержание
- Предварительные настройки
- Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows
- Windows контейнеры и Linux контейнеры
- Особенности монтирования папок
- Монтирование с хост-машины или volume
- Особенности разметки диска GPT и MBR
- Docker Toobox to Windows
- Docker Swarm
- Проблемы с кодировкой
- Полезные ссылки
- Заключение
Предварительные настройки
Контейнерная виртуализация или виртуализация на уровне операционной системы Docker нативно работает только на дистрибутивах Linux и FreeBSD (экспериментально).
На Windows вам понадобится гостевая Linux система либо специальная минималистичная виртуальная машина с ядром Linux от разработчиков Docker, которая и ставится из коробки.
Само собой разумеется, что вы включили виртуализацию у себя в BIOS/UEFI
Пункт настройки может называться по-разному: VT-x, VT-d, Intel VT, AMD-V, Virtualization Technology.
Еще одним минимальным системным требованием будет разрядность системы x64 и версия не ниже Windows 7 Pro.
Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows
Появление Docker Toolbox on Windows и Docker Toolbox on Mac было большим событием.
Сборка включается в себя сам docker, утилиту docker-compose, утилиту для работы с виртуальной машиной docker-machine и клиент Kitematic.
Используется виртуальная машина (по умолчанию на VirtualBox) с минималистичным Linux окружением.
Позже для новых операционных систем выпустили Docker for Windows и Docker for Mac, которая на текущий момент является актуальной версией и продолжает развиваться.
Выбор между версиями не сложный:
— Если у вас Windows 10 x64 Pro, Enterprise или Education то включаем службу Hyper-V и ставим Docker for Windows.
Заметьте, что после включения службы Hyper-V пропадет возможность запускать и создавать x64 виртуальные машины на VirtualBox.
— Если же у вас другая версия Windows(7 Pro, 8, 8.1, 10 Home) то ставим VirtualBox и Docker Toolbox on Windows.
Несмотря на то, что Docker Toolbox разработчиками признан устаревшим работа с ним слабо отличается от Docker for Windows.
Вместе с установкой Docker Toolbox будет создана виртуальная машина.
В самом VirtualBox можно будет добавить оперативной памяти и ядер процессора на ваше усмотрение.
Windows контейнеры и Linux контейнеры
Docker for Windows предоставляет возможность переключать контейнеризацию между Linux и Windows версией.
В режиме Windows контейнеризации вы можете запускать только Windows приложения.
Замечу, что на май 2018 года в официальном Docker Hub существует всего 13 образов для Windows.
После включения Windows контейнеризации не забудьте добавить внешнюю сеть.
В конфигурационном файле docker-compose.yml это выглядит так:
networks:
default:
external:
name: nat
Особенности монтирования папок
На примонтированных volume-ах не кидаются события файловой системы, поэтому inotify-tools не работает.
Спасибо пользователю eee
Если вы разрабатываете свой проект и пользуетесь docker-compose вне домашней папки то вам нужно будет проделать некоторые манипуляции.
Используя Docker for Windows для монтирования нового диска у вашего локального пользователя обязательно должен стоять пароль, который будет использоваться для доступа к shared папки.
Особенность заключается в том, что монтируемые внутрь контейнера диск будет монтироваться как от удаленной машины //10.0.75.1/DISK_DRIVE по протоколу SMB.
Для Docker Toolbox диски монтируются в самом VirtualBox на вкладке «Общие папки»
Пример для диска «D»:
Права доступа к монтируемым файлам и папкам
Как бы вам не хотелось, но для всех примонтированных из хост-машины файлов и папок будут стоять права 755 (rwx r-x r-x) и поменять их вы не сможете.
Остро встает вопрос при монтировании внутрь файла закрытого SSH ключа, права на который должны быть только у владельца(например 600).
В данном случае либо генерируют ключ при создании образа, либо прокидывают сокет ssh-agent с хост-машины.
Монтирование с хост-машины или volume
Монтирование внутрь контейнера происходит с использованием сети и протокола SMB, следовательно, внутри контейнера диск «D:\» будет примонтирован из источника //10.0.75.1/D
Использование volume внутри контейнера отображается как монтирование локального диска /dev/sda1, что влияет на скорость работы.
Простым тестом копирование файла на обычном HDD скорость работы получилась следующая:
Такая разница в скорости скорее всего связана с тем, что в volume данные сбрасываются на диск постепенно, задействуя кеш в ОЗУ.
Особенности разметки диска GPT и MBR
Данный пункт не является истинной так как опровергающей или подтверждающей информации в интернете найти не смог.
Если на хост-машине таблица разделов MBR, то контейнер с MySQL/MariaDB может упасть с ошибкой:
InnoDB: File ./ib_logfile101: ‘aio write’ returned OS error 122. Cannot continue operation
По умолчанию в базе данных включеён параметр innodb_use_native_aio, отвечающий за асинхронный ввод/вывод и его надо будет выключить.
Данная проблема также встречается на некоторых версиях MacOS.
Docker Toobox to Windows
Главное правило: начинать работу с запуска ярлыка на рабочем столе «Docker Quickstart Terminal», это решает 80% проблем.
— Бывает возникают проблемы с отсутствия переменных окружения, решается командой:
eval $(docker-machine env default)
— Если все же возникают проблемы из разряда «docker: error during connect», необходимо выполнить:
docker-machine env --shell cmd default
@FOR /f "tokens=*" %i IN ('docker-machine env --shell cmd default') DO @%i
Название Docker Machine по умолчанию default.
Docker Swarm
Ни в Docker for Mac, ни в Docker for Windows — нет возможности использовать запущенные демоны в качестве клиентов кластера (swarm members).
Спасибо пользователю stychos
Проблемы с кодировкой
Используя Docker Toolbox(на Docker for Windows не удалось воспроизвести) нашлась проблема с тем, что русские комментарии в docker-compose.yml файле приводили к ошибке:
Traceback (most recent call last):
File "docker-compose", line 6, in <module>
File "compose\cli\main.py", line 71, in main
File "compose\cli\main.py", line 124, in perform_command
File "compose\cli\command.py", line 41, in project_from_options
File "compose\cli\command.py", line 109, in get_project
File "compose\config\config.py", line 283, in find
File "compose\config\config.py", line 283, in <listcomp>
File "compose\config\config.py", line 183, in from_filename
File "compose\config\config.py", line 1434, in load_yaml
File "site-packages\yaml\__init__.py", line 94, in safe_load
File "site-packages\yaml\__init__.py", line 70, in load
File "site-packages\yaml\loader.py", line 24, in __init__
File "site-packages\yaml\reader.py", line 85, in __init__
File "site-packages\yaml\reader.py", line 124, in determine_encoding
File "site-packages\yaml\reader.py", line 178, in update_raw
File "c:\projects\compose\venv\lib\encodings\cp1251.py", line 23, in decode
UnicodeDecodeError: 'charmap' codec can't decode byte 0x98 in position 1702: character maps to <undefined>
[4176] Failed to execute script docker-compose
Полезные ссылки
Docker Toolbox on Windows
Docker for Windows
Практическое руководство по Docker
Заключение
Особенности работы с Docker контейнеризацией на системе Windows не отличается от работы на Linux за исключение разобранных выше.
В статье я умышленно не упомянул заметно низкую скорость работы контейнеров и overhead используя систему Windows как само собой разумеющееся.
Буду рад услышать ваши отзывы. Не стесняйтесь предлагать улучшения или указывать на мои ошибки.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Какой версией Docker вы пользуетесь?
32% Docker Toolbox on Windows88
68% Docker for Windows187
Проголосовали 275 пользователей. Воздержались 196 пользователей.
Что такое Docker Desktop
Docker Desktop — это инструмент для работы с Docker-контейнерами на локальной машине. Он упрощает процесс разработки, тестирования и развертывания приложений, позволяя взаимодействовать с контейнерами как через консоль, так и через удобный интерфейс.
Ключевые особенности:
- понятный графический интерфейс,
- удобное управление образами и контейнерами,
- встроенные инструменты для мониторинга,
- возможность разработки и тестирования без привязки к серверу,
- поддержка работы с Docker Compose.
Если вы только начинаете изучение Docker и хотите разобраться в основах, рекомендуем ознакомиться с отдельным вводным обзором. В нем разобрали принципы работы Docker, его основные компоненты и решаемые задач. Из текста вы узнаете, как создать и запустить контейнер, а также какую роль играет Kubernetes в связке c Docker.
О системных требованиях
Перед установкой Docker Desktop важно выбрать подходящий бэкенд для работы с контейнерами: WSL 2 или Hyper-V. Оба имеют свои особенности, так что от выбора будут зависеть и системные требования. Далее в тексте разберемся, когда и какой бэкенд подойдет лучше.
Когда нужен WSL
WSL 2 (Windows Subsystem for Linux 2) — это усовершенствованная версия подсистемы Windows для Linux, которая использует виртуальную машину с реальным Linux-ядром. В отличие от первой версии, WSL 2 обеспечивает лучшую совместимость с Linux-инструментами, технологиями и приложениями, а также более высокую производительность.
Преимущества использования WSL 2 с Docker Desktop
Работа с Linux-контейнерами. Docker изначально разрабатывали для работы в Linux-среде, поэтому большинство контейнеров в Docker Hub — это образы, ориентированные на Linux. Использование WSL 2 предоставляет Docker Desktop полноценную Linux-среду на Windows.
Повышенная производительность. WSL 2 значительно ускоряет выполнение контейнеров, что особенно заметно в сравнении с WSL 1 или Hyper-V, о котором мы расскажем дальше. Это преимущество обеспечивает полноценное Linux-ядро, которое позволяет Docker работать гораздо быстрее и с меньшими накладными расходами.
Работа с файловой системой Linux. В WSL 2 можно монтировать файловую систему Linux, что позволяет работать с кодом и данными в нативной Linux-среде. Это особенно важно при разработке приложений, которые будут запускаться в Linux-контейнерах и требуют специфической настройки среды — например, прав доступа или структуры каталогов.
Когда нужен Hyper-V
Рассмотрим ключевые сценарии, в которых предпочтительнее использовать Hyper-V.
Если система не поддерживает WSL 2
Некоторые сборки системы не позволяют включать необходимые компонентов для работы WSL 2 В частности, это касается старых версий Windows, а также устройств, которые не поддерживают Windows 10 Pro или 11 Pro, — WSL 2 для них недоступна, так как требует включенной виртуализации на уровне системы. В таких случаях можно использовать Hyper-V для виртуализации контейнеров и запуска Docker Desktop.
Для работы с Windows-контейнерами
Docker Desktop поддерживает как Linux-, так и Windows-контейнеры. Однако последние требуют прямого взаимодействия с ядром Windows, а WSL 2 предоставляет только Linux-среду. Hyper-V позволяет запускать Windows-контейнеры благодаря виртуализации Windows-системы.
Для изоляции и обеспечения безопасности
Hyper-V создает полноценные виртуальные машины, обеспечивая строгую изоляцию контейнеров друг от друга и от хост-системы. Это может быть важно в корпоративной среде или при работе с чувствительными данными.
Разница между WSL 2 и Hyper-V
Если вам нужны Linux-контейнеры и высокая производительность — выбирайте WSL 2. Если же требуется строгая изоляция или работа с Windows-контейнерами, Hyper-V будет предпочтительнее. Подробнее о разнице по ключевым критериям — в таблице:
| Критерий | WSL 2 | Hyper-V |
| Производительность | Высокая (нативное Linux-ядро) | Низкая (работа через полноценную ВМ) |
| Изоляция | Относительно низкая | Высокая (контейнеры изолированы) |
| Типы контейнеров | Только Linux-контейнеры | Linux- и Windows-контейнеры |
Системные требования Docker Desktop
При использовании WSL 2 в качестве бэкенда
- WSL версии 1.1.3.0 или новее.
- Windows 11 64-bit Home / Pro / Enterprise / Education, версия 22H2 или новее.
- Windows 10 64-bit Home / Pro / Enterprise / Education, версия 22H2 (сборка 19045) или новее.
- Включенная функция WSL 2 в Windows. Подробная инструкция есть в документации Microsoft;
- 4 ГБ ОЗУ.
- Включенная аппаратная виртуализация в BIOS на вашей локальной машине.
При использовании Hyper-V в качестве бэкенда
- Windows 11 64-разрядная Enterprise / Pro / Education, версия 22H2 или новее.
- Windows 10 64-разрядная Enterprise / Pro / Education, версия 22H2 (сборка 19045) или новее.
- Включенная функция Hyper-V. Подробнее об установке — в документации Microsoft;
- 4 ГБ ОЗУ.
- Включенная аппаратная виртуализация в BIOS на вашей локальной машине.
Установка WSL 2
1. Откройте PowerShell от имени администратора и введите команду wsl —install. Она выполняет следующие действия:
- включает дополнительные компоненты WSL и платформы виртуальных машин;
- скачивает и устанавливает последнюю версию ядра Linux;
- задает WSL 2 в качестве среды по умолчанию;
- скачивает и устанавливает дистрибутив Ubuntu Linux.
2. После успешной установки всех компонентов перезапустите компьютер.
Первичная настройка
1. Откройте установленный дистрибутив с помощью меню Пуск — найдите установленный дистрибутив (Ubuntu).
2. При первом запуске системы нужно создать имя пользователя и пароль для дистрибутива Linux.
3. Первичная настройка завершена, можно приступать к использованию WSL 2.
Альтернативный вариант — запустить WSL через PowerShell. Для этого введите команду wsl и система предложит произвести первичную настройку.
Установка Hyper-V
Для установки компонентов Hyper-V откройте PowerShell от имени администратора и выполните команду:
Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All
Она установит все компоненты для работы Hyper-V, после чего нужно будет перезапустить компьютер.
Проверить корректность установки Hyper-V можно с помощью команды:
Get-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName *hyper*|ft
Установка Docker с бэкендом WSL 2
- Скачайте дистрибутив Docker Desktop с официального сайта и запустите установщик. Галочки оставьте на всех пунктах.
- После установки перезайдите в учетную запись и откройте ярлык Docker Desktop.
- Если все прошло успешно, вы увидите интерфейс инструмента:
Установка Docker с бэкендом Hyper-V
1. Скачайте дистрибутив Docker Desktop с официального сайта и запустите установщик. В инсталляционном окне уберите галочку Use WSL 2 instead of Hyper-V.
2. После установки перезайдите в учетную запись и откройте ярлык Docker Desktop.
3. Если установка выполнена корректно, программа запустится без ошибок и вы увидите интерфейс:
Запуск контейнера
Рассмотрим запуск первого контейнера на примере самого популярного образа — hello-world.
Поиск и скачивание образа
Поскольку вы только установили Docker Desktop, в системе нет образов контейнеров, которые можно запустить. Исправим это.
- Перейдите в раздел Images и нажмите кнопку Search images to run.
- Введите hello-world. В текущем окне на выбор есть две кнопки: Pull и Run. Если планируете для начала просто скачать образ, то выбирайте Pull. Если скачать и сразу запустить — Run.
- Оставляем стандартные настройки для запуска.
Проверка работы контейнера
Чтобы посмотреть запущенные контейнеры, перейдите во вкладку Containers и выберите созданный на прошлом этапе. В нашем примере для него было автоматически сгенерировано имя determined_jennings. Открыв контейнер, вы увидите сообщение, если настройка установка прошла успешно.
Как настроить запуск Docker при старте Windows
Для автозапуска Docker Desktop при авторизации на компьютере достаточно поставить галочку в настройках: Settings → General → Start Docker Desktop when you sign in to your computer.
После этого Docker Desktop будет запускаться автоматически при включении устройства.
Запуск Docker в облаке
Docker Desktop — удобный инструмент для локальной работы, но в ряде случаев может потребоваться облачная инфраструктура:
- если мощности вашего ПК не хватает для работы с контейнерами;
- если нужна среда для тестирования без нагрузки на локальную машину;
- если вы работаете с ML/AI и нужны видеокарты для обучения моделей.
1. В панели управления в верхнем меню перейдем в раздел Продукты → Облачные серверы.
2. Нажмем кнопку Создать сервер.
3. Выберем имя, регион и сегмент пула. Важно учесть, что от сегмента зависят доступные конфигурации и стоимость. После создания сервера менять сегмент пула нельзя.
4. В качестве источника выберите готовый образ, приложение, свой образ, сетевой диск или снапшот. В нашем случае — приложение Containers Ready с настроенной Ubuntu 22.04. Оно содержит:
- Docker версии 27.0.3;
- плагины для запуска Docker Compose версии 2.11.1;
- Portainer версии 2.20.3 — графический интерфейс для мониторинга и управления Docker-контейнерами, образами и сетью Docker.
5. Конфигурацию для примера возьмем базовую — 2 vCPU и 2 ГБ RAM, а в поле Диски выберем SSD Быстрый на 20 ГБ. Важно: это минимальные требования. Рекомендуем выбирать параметры серверы, исходя из ваших задач.
Помимо прочего, на этапе создания сервера или позже вы можете добавить GPU. При этом объем ОЗУ, который выделяется серверу, может быть меньше указанного в конфигурации — ядро ОС резервирует ее часть. Выделенный объем на сервере можно посмотреть с помощью команды sudo dmesg | grep Memory.
6. Для работы Containers Ready сервер должен быть доступен из интернета. Для этого создадим приватную подсеть и подключим публичный IP-адрес. В поле Сеть выберем Приватная подсеть и добавим новый публичный адрес. Подробнее о настройке подсети можно узнать в документации.
6. Добавьте SSH-ключ в поле Доступ. Подробнее о его генерации можно узнать в отдельной инструкции.
7. Ознакомьтесь с ценой и нажмите кнопку Создать сервер.
Сервер готов к использованию! Подробности о создании сервера с Сontainers Ready вы можете найти в документации. Если вам нужно запускать контейнеры с ML-моделями на мощных видеокартах, развернуть облачные серверы с GPU можно за несколько минут. Они помогут ускорить обучение нейросетей без закупки дорогого оборудования.
Читайте другие тексты о Docker
You can run any application in Docker as long as it can be installed and executed unattended, and the base operating system supports the app. Windows Server Core runs in Docker which means you can run pretty much any server or console application in Docker.
TL;DR
Update! For a full walkthrough on Dockerizing Windows apps, check out my book Docker on Windows and my Pluralsight course Modernizing .NET Apps with Docker.
Check out these examples:
- openjdk:windowsservercore — Docker image with the Java runtime on Windows Server Core, by Docker Captain Stefan Scherer
- elasticsearch:nanoserver — Docker image with a Java app on Nano Server
- kibana:windowsservercore — Docker image with a Node.js app on Windows Server Core
- nats:nanoserver — Docker image with a Go app on Nano Server
- nerd-dinner — Docker image with an ASP.NET app on Windows Server Core
- dotnetapp — Docker image with a .NET Core app on Nano Server
The 5 Steps
Lately I’ve been Dockerizing a variety of Windows apps — from legacy .NET 2.0 WebForms apps to Java, .NET Core, Go and Node.js. Packaging Windows apps as Docker images to run in containers is straightforward — here’s the 5-step guide.
1. Choose Your Base Image
Docker images for Windows apps need to be based on microsoft/nanoserver or microsoft/windowsservercore, or on another image based on one of those.
Which you use will depend on the application platform, runtime, and installation requirements. For any of the following you need Windows Server Core:
- .NET Framework apps
- MSI installers for apps or dependencies
- 32-bit runtime support
For anything else, you should be able to use Nano Server. I’ve successfully used Nano Server as the base image for Go, Java and Node.js apps.
Nano Server is preferred because it is so drastically slimmed down. It’s easier to distribute, has a smaller attack surface, starts more quickly, and runs more leanly.
Being slimmed down may have problems though — certain Windows APIs just aren’t present in Nano Server, so while your app may build into a Docker image it may not run correctly. You’ll only find that out by testing, but if you do find problems you can just switch to using Server Core.
Unless you know you need Server Core, you should start with Nano Server. Begin by running an interactive container with
docker run -it --rm microsoft/nanoserver powershelland set up your app manually. If it all works, put the commands you ran into a Dockerfile. If something fails, try again with Server Core.
Derived Images
You don’t have to use a base Windows image for your app. There are a growing number of images on Docker Hub which package app frameworks on top of Windows.
They are a good option if they get you started with the dependencies you need. These all come in Server Core and Nano Server variants:
- microsoft/iis — basic Windows with IIS installed
- microsoft/aspnet — ASP.NET installed on top of IIS
- microsoft/aspnet:3.5 — .NET 3.5 installed and ASP.NET set up
- openjdk — OpenJDK Java runtime installed
- golang — Go runtime and SDK installed
- microsoft/dotnet — .NET runtime and SDK installed.
A note of caution about derived images. When you have a Windows app running in a Docker container, you don’t connect to it and run Windows Update to apply security patches. Instead, you build a new image with the latest patches and replace your running container. To support that, Microsoft release regular updates to the base images on Docker Hub, tagging them with a full version number (10.0.14393.693 is the current version).
Base image updates usually happen monthly, so the latest Windows Server Core and Nano Server images have all the latest security patches applied. If you build your images from the Windows base image, you just need to rebuild to get the latest updates. If you use a derived image, you have a dependency on the image owner to update their image, before you can update yours.
If you use a derived image, make sure it has the same release cadence as the base images. Microsoft’s images are usually updated at the same time as the Windows image, but official images may not be.
Alternatively, use the Dockerfile from a derived image to make your own “golden” image. You’ll have to manage the updates for that image, but you will control the timescales. (And you can send in a PR for the official image if you get there first).
2. Install Dependencies
You’ll need to understand your application’s requirements, so you can set up all the dependencies in the image. Both Nano Server and Windows Server Core have PowerShell set up, so you can install any software you need using PowerShell cmdlets.
Remember that the Dockerfile will be the ultimate source of truth for how to deploy and run your application. It’s worth spending time on your Dockerfile so your Docker image is:
- Repeatable. You should be able to rebuild the image at any time in the future and get exactly the same output. You should specify exact version numbers when you install software in the image.
- Secure. Software installation is completely automated, so you should make sure you trust any packages you install. If you download files as part of your install, you can capture the checksum in the Dockerfile and make sure you verify the file after download.
- Minimal. The Docker image you build for your app should be as small as possible, so it’s fast to distribute and has a small surface area. Don’t install anything more than you need, and clean up any installations as you go.
Adding Windows Features
Windows features can be installed with Add-WindowsFeature. If you want to see what features are available for an image, start an interactive container with docker run -it --rm microsoft/windowsservercore powershell and run Get-WindowsFeature.
On Server Core you’ll see that .NET 4.6 is already installed, so you don’t need to add features to run .NET Framework applications.
.NET is backwards-compatible, so you can use the installed .NET 4.6 to run any .NET application, back to .NET 2.0. In theory .NET 1.x apps can run too. I haven’t tried that.
If you’re running an ASP.NET web app but you want to use the base Windows image and control all your dependencies, you can add the Web Server and ASP.NET features:
RUN Add-WindowsFeature Web-server, NET-Framework-45-ASPNET, Web-Asp-Net45
Downloading Files
There’s a standard pattern for installing dependencies from the Internet — here’s a simple example for downloading Node.js into your Docker image:
ENV NODE_VERSION="6.9.4" `
NODE_SHA256="d546418b58ee6e9fefe3a2cf17cd735ef0c7ddb51605aaed8807d0833beccbf6"
WORKDIR C:/node
RUN Invoke-WebRequest -OutFile node.exe "https://nodejs.org/dist/v$($env:NODE_VERSION)/win-x64/node.exe" -UseBasicParsing; `
if ((Get-FileHash node.exe -Algorithm sha256).Hash -ne $env:NODE_SHA256) {exit 1} ;
The version of Node to download and the expected SHA-256 checksum are captured as environment variables with the ENV instruction. That makes it easy to upgrade Node in the future — just change the values in the Dockerfile and rebuild. It also makes it easy to see what version is present in a running container, you can just check the environment variable.
The download and hash check is done in a single RUN instruction, using Invoke-WebRequest to download the file and then Get-FileHash to verify the checksum. If the hashes don’t match, the build fails.
After these instructions run, your image has the Node.js runtime in a known location — C:\node\node.exe. It’s a known version of Node, verified from a trusted download source.
Expanding Archives
For dependencies that come packaged, you’ll need to install them as part of the RUN instruction. Here’s an example for Elasticsearch which downloads and uncompresses a ZIP file:
ENV ES_VERSION="5.2.0" `
ES_SHA1="243cce802055a06e810fc1939d9f8b22ee68d227" `
ES_HOME="c:\elasticsearch"
RUN Invoke-WebRequest -outfile elasticsearch.zip "https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-$($env:ES_VERSION).zip" -UseBasicParsing; `
if ((Get-FileHash elasticsearch.zip -Algorithm sha1).Hash -ne $env:ES_SHA1) {exit 1} ; `
Expand-Archive elasticsearch.zip -DestinationPath C:\ ; `
Move-Item c:/elasticsearch-$($env:ES_VERSION) 'c:\elasticsearch'; `
Remove-Item elasticsearch.zip
It’s the same pattern as before, capturing the checksum, downloading the file and checking the hash. In this case, if the hash is good the file is uncompressed with Expand-Archive, moved to a known location and the Zip file is deleted.
Don’t be tempted to keep the Zip file in the image, “in case you need it”. You won’t need it — if there’s a problem with the image you’ll build a new one. And it’s important to remove the package in the same RUN command, so the Zip file is downloaded, expanded and deleted in a single image layer.
It may take several iterations to build your image. While you’re working on it, it’s a good idea to store any downloads locally and add them to the image with
COPY. That saves you downloading large files every time. When you have your app working, replace theCOPYwith the proper download-verify-deleteRUNpattern.
Installing MSIs
You can download and run MSIs using the same approach. Be aware that not all MSIs will be built to support unattended installation. A well-built MSI will support command-line switches for any options available in the UI, but that isn’t always the case.
If you can install the app from an MSI you’ll also need to ensure that the install completed before you move on to the next Dockerfile instruction — some MSIs continue to run in the background. This example from Stefan Scherer’s iisnode Dockerfile uses Start-Process ... -Wait to run the MSI:
RUN Write-Host 'Downloading iisnode' ; \
$MsiFile = $env:Temp + '\iisnode.msi' ; \
(New-Object Net.WebClient).DownloadFile('https://github.com/tjanczuk/iisnode/releases/download/v0.2.21/iisnode-full-v0.2.21-x64.msi', $MsiFile) ; \
Write-Host 'Installing iisnode' ; \
Start-Process msiexec.exe -ArgumentList '/i', $MsiFile, '/quiet', '/norestart' -NoNewWindow -Wait
3. Deploy the Application
Packaging your own app will be a simplified version of step 2. If you already have a build process which generates an unattended-friendly MSI, you can can copy it from the local machine into the image and install it with msiexec:
COPY UpgradeSample-1.0.0.0.msi /
RUN msiexec /i c:\UpgradeSample-1.0.0.0.msi RELEASENAME=2017.02 /qn
This example is from the Modernize ASP.NET Apps — Ops Lab from Docker Labs on GitHub. The MSI supports app configuration with the RELEASENAME option, and it runs unattended with the qn flag.
With MSIs and other packaged deployment options (like Web Deploy) you need to choose between using what you currently have, or changing your build output to something more Docker friendly.
Web Deploy needs an agent installed into the image which adds an unnecessary piece of software. MSIs don’t need an agent, but they’re opaque, so it’s not clear what’s happening when the app gets installed. The Dockerfile isn’t an explicit deployment guide if some of the steps are hidden.
An xcopy deployment approach is better, where you package the application and its dependencies into a folder and copy that folder into the image. Your image will only run a single app, so there won’t be any dependency clashes.
This example copies an ASP.NET Web app folder into the image, and configures it with IIS using PowerShell:
RUN New-Item -Path 'C:\web-app' -Type Directory; `
New-WebApplication -Name UpgradeSample -Site 'Default Web Site' -PhysicalPath 'C:\web-app'
COPY UpgradeSample.Web /web-app
If you’re looking at changing an existing build process to produce your app package, you should think about building your app in Docker too. Consolidating the build in a multi-stage Dockerfile means you can build your app anywhere without needing to install .NET or Visual Studio.
See Dockerizing .NET Apps with Microsoft’s Build Images on Docker Hub.
4. Configure the Entrypoint
When you run a container from an image, Docker starts the process specified in the CMD or ENTRYPOINT instruction in the Dockerfile.
Modern app frameworks like .NET Core, Node and Go run as console apps — even for Web applications. That’s easy to set up in the Dockerfile. This is how to run the open source Docker Registry — which is a Go application — inside a container:
CMD ["registry", "serve", "config.yml"]
Here registry is the name of the executable, and the other values are passed as options to the exe.
ENTRYPOINTandCMDwork differently and can be used in conjunction. See how CMD and ENTRYPOINT interact to learn how to use them effectively.
Starting a single process is the ideal way to run apps in Docker. The engine monitors the process running in the container, so if it stops Docker can raise an error. If it’s also a console app, then log entries written by the app are collected by Docker and can be viewed with docker logs.
For .NET web apps running in IIS, you need to take a different approach. The actual process serving your app is w3wp.exe, but that’s managed by the IIS Windows service, which is running in the background.
IIS will keep your web app running, but Docker needs a process to start and monitor. In Microsoft’s IIS image they use a tool called ServiceMonitor.exe as the entrypoint. That tool continually checks a Windows service is running, so if IIS does fail the monitor process raises the failure to Docker.
Alternatively, you could run a PowerShell startup script to monitor IIS and add extra functionality — like tailing the IIS log files so they get exposed to Docker.
5. Add a Healthcheck
HEALTHCHECK is one of the most useful instructions in the Dockerfile and you should include one in every app you Dockerize for production. Healthchecks are how you tell Docker if the app inside your container is healthy.
Docker monitors the process running in the container, but that’s just a basic liveness check. The process could be running, but your app could be in a failed state — for a .NET Core app, the dotnet executable may be up but returning 503 to every request. Without a healthcheck, Docker has no way to know the app is failing.
A healthcheck is a script you define in the Dockerfile, which the Docker engine executes inside the container at regular intervals (30 seconds by default, but configurable at the image and container level).
This is a simple healthcheck for a web application, which makes a web request to the local host (remember the healthcheck executes inside the container) and checks for a 200 response status:
HEALTHCHECK CMD powershell -command `
try { `
$response = iwr http://localhost:80 -UseBasicParsing; `
if ($response.StatusCode -eq 200) { return 0} `
else {return 1}; `
} catch { return 1 }
Healthcheck commands need to return 0 if the app is healthy, and 1 if not. The check you make inside the healthcheck can be as complex as you like — having a diagnostics endpoint in your app and testing that is a thorough approach.
Make sure your
HEALTHCHECKcommand is stable, and always returns0or1. If the command itself fails, your container may not start.
Any type of app can have a healthcheck. Michael Friis added this simple but very useful check to the Microsoft SQL Server Express image:
HEALTHCHECK CMD ["sqlcmd", "-Q", "select 1"]
The command verifies that the SQL Server database engine is running, and is able to respond to a simple query.
There are additional advantages in having a comprehensive healthcheck. The command runs when the container starts, so if your check exercises the main path in your app, it acts as a warm-up. When the first user request hits, the app is already running warm so there’s no delay in sending the response.
Healthchecks are also very useful if you have expiry-based caching in your app. You can rely on the regular running of the healthcheck to keep your cache up-to date, so you could cache items for 25 seconds, knowing the healthcheck will run every 30 seconds and refresh them.
Summary
Dockerizing Windows apps is straightforward. The Dockerfile syntax is clean and simple, and you only need to learn a handful of instructions to build production-grade Docker images based on Windows Server Core or Nano Server.
Following these steps will get you a functioning Windows app in a Docker image — then you can look to optimizing your Dockerfile.
Содержание:
-
1.
Предыстория -
2.
Windows контейнер -
3.
В мире контейнеров Windows -
4.
Связь с Docker -
5.
Мир Windows
Начиная с Windows Server 2016 в операционной системе от Microsoft включена нативная поддержка контейнеров. Это не Linux контейнеры, это контейнеры, которые работают на Windows, и запускают Windows внутри себя.
Данный факт является результатом присоединения Microsoft к Open Container Initiative (OCI). Контейнеры в Windows позволяют запускать приложения, которые изолированы от остальной части системы в переносимых контейнерах. Эти контейнеры включают в себя все, чтобы ваше приложение было полностью функциональным. Так же как это произошло с Linux, Microsoft надеется, что контейнеры изменят характер поставки программного обеспечения для пользователей и в Windows.
Предыстория
Контейнеры являлись основой вычислений в Linux в течение целого ряда лет. Google, например, уже очень давно использует решения, основанные на контейнерах по всей своей империи, чтобы предоставлять распределенные приложения не только своим сотрудникам, но и своим пользователям по всему миру.
Тем не менее, Google не был долгое время одинок в своем увлечении контейнерными вычислениями. В какой-то момент из ниоткуда появился Docker, который в отличии от Google стандартизировал процессы доставки контейнеров, а также управления ими. Более того, Docker развивался сообществом энтузиастов в мире открытого исходного кода, что сделало его простым и очень популярным решением. С развитием проекта Docker буквально у каждого желающего появилась возможность получить скорость, гибкость и простоту управления программным обеспечением и инфраструктурой, которую предоставляют контейнеры.
Docker революция стала настолько значительной, что даже Microsoft присоединился к этой инициативе в первую очередь за счет поддержки Docker и Linux в Azure, а теперь и за счет интеграции этой технологии в Windows Server 2016. Самое интересное это то, что контейнеры Windows Server не основаны на Linux, это нечто совершенно новое. Windows контейнеры — это контейнеры, которые работают в Windows и запускают Windows внутри себя.
Причем Microsoft настолько серьезно стала относится к контейнерам, что сейчас активно участвует в Open Container Initiative (OCI), пытаясь перетягивать одеяло на себя так, как будто бы она сама придумала эту технологию.
Windows контейнер
Контейнер в Windows имеет много общего с его аналогом в Linux. Оба обеспечивают изолированную среду для запуска приложений. И там и там контейнеры используют передовые технологии изоляции для обеспечения портативной, но одновременно ограниченной среды, которая включает в себя практически все, чтобы приложение могло быть полностью функциональным.
Контейнер очень похож на виртуальную машину (ВМ) и часто рассматривается как отдельный тип виртуализации, но это два совершенно разные понятия. Да, каждый работает под управлением операционной системы (ОС), предоставляет внутри себя локальную файловую систему и может быть доступен по сети так же как физический компьютер. Тем не менее, при использовании ВМ вы имеете дело с полной и независимой ОС вместе с виртуальными драйверами устройств, управлением памятью и другими компонентами, которые добавляют к накладные расходы.
Контейнер переиспользует большее количество общих ресурсов хост-системы нежели виртуальная машина, а значит, он более легкий, быстрее разворачивается и проще масштабируется между различными датацентрами. Таким образом, контейнер может предложить более эффективный механизм для инкапсулирования приложения, обеспечивая ему при этом необходимые интерфейсы хост-системы — все из этого приводит к более эффективному использованию ресурсов и улучшению переносимости приложений.
Microsoft планирует предложить два типа контейнеров в Windows Server 2016: контейнер Windows Server и Hyper-V контейнер. Оба типа функционируют одинаковым образом, и могут быть созданы и управляются одинаково. Там, где они различаются — это в уровне изоляции, который каждый из них обеспечивает.
Контейнер Windows Server разделяет ядро с ОС работает на хост-машине, что означает, что все контейнеры, работающие на этой машине, разделяют одно и то же ядро. В то же время, каждый контейнер поддерживает свой собственный вид на операционную систему, реестр, файловую систему, IP-адреса и другие компоненты, сочетая это с изоляцией, предоставляемой каждому контейнеру при помощи процессов, пространства имен и технологий управления ресурсами.
Контейнер Windows Server хорошо подходит для ситуаций, в которых и основная ОС, и приложения в контейнерах лежат в пределах той же зоны доверия, например для приложений, которые охватывают несколько контейнеров или образуют общую службу. Тем не менее, контейнеры Windows Server обсуждаются в связи с их зависимостью от процесса обновления ОС хост-системы, который может осложнить обслуживание и препятствовать процессам. Например, патч примененный к хосту может сломать приложение, работающее в контейнере. Что еще более важно, в таких ситуациях, как многопользовательские среды, модель разделяемого ядра может раскрыть систему для уязвимостей приложений и кросс-контейнерных атак.
Hyper-V контейнер решает эти проблемы, предоставляя виртуальную машину, в которой нужно запустить контейнер Windows. При таком подходе контейнер больше не разделяет ядро хост-машины и не имеет зависимости от патчей ОС этой машины. Конечно, такой подход означает некоторую потерю скорости и эффективности упаковки, которые вы получаете с обычным контейнером в Windows Server, но взамен вы получаете более изолированную и безопасную среду.
Вне зависимости от типа контейнера, который вы используете, теперь у вас есть возможность использовать контейнеры с такими технологиями Windows как .NET или PowerShell, что не было возможно раньше. Контейнер для Windows предоставляет все необходимое для обеспечения работы приложения на любом компьютере под управлением Windows Server 2016, давая вам тот уровень переносимости, который был не доступен на протяжении большей части истории Windows. Вы можете создавать свои контейнеры локально, делать их доступными процессов для тестирования и контроля качества, а затем отправить их в команде, занимающейся продуктивом, без необходимости беспокоиться о сложных установках и конфигурациях на каждом шаге этого пути.
В мире контейнеров Windows
Ряд компонентов принимают участие в процессе создании и запуска контейнеров, начиная с хоста, на котором они должны работать. Хост может быть как физическим компьютером, так и ВМ с Windows 2016 Server. Единственное, что важно, чтобы была включена функция контейнеризации для Windows.
Вы можете разместить контейнеры на любой версии Windows: Server Full UI или же Core, которая устанавливается по умолчанию. Microsoft также представляет Nano издание для Windows Server 2016 — минимальную версию ОС, которая не включает в себя локальный графический пользовательский интерфейс или консоль.
Microsoft также добавила вложенную виртуализацию для Windows Server 2016, так что вы можете запустить Hyper-V контейнеры, если хостом является ВМ. Если вы планируете запускать такой тип контейнера, необходимо включить функцию Hyper-V на хост-ОС. Microsoft также добавляет поддержку контейнера для Windows 10, хотя только для Hyper-V контейнеров.
Как и с контейнерами Docker, вы разворачиваете контейнеры для Windows из образов. Каждый образ начинается с образа ОС контейнера — базового образа, включающего в себя операционную систему, которая будет работать внутри контейнера. В настоящее время Microsoft предоставляет два базовых образа: образ Server Core и образ Nano Server. Вы должны загрузить хотя бы один из этих образов ОС от Microsoft, прежде чем сможете развернуть контейнер.
Microsoft строго определяет, какие образы вы можете использовать с каким типом контейнера на основании хост-ОС, как описано в следующей таблице.
|
Хост-ОС |
Контейнер Windows Server |
Контейнер Hyper-V |
|
Windows Server Full UI |
Образ Server Core |
Образ Nano Server |
|
Windows Server Core |
Образ Server Core |
Образ Nano Server |
|
Windows Server Nano |
Образ Nano Server |
Образ Nano Server |
|
Windows 10 |
N/A |
Образ Nano Server |
Как вы можете видеть, Hyper-V контейнеры в настоящее время поддерживают только образ Nano сервера, но ваш выбор контейнеров Windows Server зависит от того, с какой версией Windows Server вы работаете.
Для этого типа контейнера, образ ОС должен также соответствовать хост-системы в отношении сборки и уровня обновления. Несоответствие может привести к непредсказуемому поведению как для контейнера, так и хоста. Это означает, что вы должны обновить образ базового контейнера ОС при обновлении ОС хоста. Это также означает, что вы не будете иметь возможность запускать Linux контейнер на Windows машине, или наоборот, и это также верно для Hyper-V контейнеров.
Образы обеспечивают высокую степень гибкости, когда речь идет о развертывании контейнеров. Вы можете создавать образы на основе существующего образа и обновлять новые образы так часто, как это необходимо. После этого вы можете развернуть один или несколько контейнеров из этого образа.
Например, предположим, что вы создаете образ, основанный на Server Core. В новый образ, вы устанавливаете приложение, которое в настоящее время находится в разработке вместе со всеми зависимостями этого приложения. Затем вы можете развернуть один или несколько контейнеров из этого образа. Каждый контейнер функционирует как песочница, которая включает все компоненты, необходимые для полной работоспособности приложения.
Образ может быть развернут так часто, как это необходимо, а также совместно использоваться любым количеством контейнеров. Вы создаете контейнеры по мере необходимости, а затем избавляетесь от них, когда вы с ними закончите. Но лучше всего то, что вы можете обновить и повторно развернуть образ в любое время, а затем создать из него новые контейнеры, которые содержат последние изменения.
Вам не нужно выбирать тип контейнера (Windows Server или Hyper-V) до тех пор, пока вы не будете готовы запустить фактический контейнер. Тип контейнера не имеет никакого отношения к тому, как вы собираете ваши образы. Образы хранятся в репозитории и доступны по запросу для разворачивания контейнеров, где и когда они необходимы, будь то контейнеры Windows Server или Hyper-V.
Связь с Docker
Помимо компании, Docker также является проектом с открытым кодом, которая облегчает процесс развертывания и управления контейнерами. Контейнеры Windows теперь являются частью этого проекта, и сообщество Docker интенсивно работает, чтобы полностью интегрировать контейнеры Windows в экосистему Docker. В рамках этой же инициативы Docker предлагает Docker Engine для Windows, и Docker Client для Windows.
Docker Engine обеспечивает функциональность, необходимую для управления Docker окружением. Например, Docker Engine позволяет автоматизировать создание контейнеров из образов. Хотя вы можете создавать образы вручную, Docker Engine предлагает целый ряд преимуществ, т.к. возможность хранения образов как кода, легкого пересоздания этих образов или включения их в цикл непрерывной интеграции в процессе разработки.
Тем не менее, Docker Engine не является частью установки Windows. Вы должны загрузить, установить и настроить его отдельно от Windows. Docker Engine работает как служба Windows. Можно настроить эту службу, используя файл конфигурации или Windows Service Control Manager (SCM). Например, вы можете установить отладку по умолчанию и параметры журнала или настроить, как Docker Engine принимает сетевые запросы. Microsoft рекомендует использовать файл конфигурации, а не SCM, но отмечает, что не каждый параметр конфигурации в файле применим к контейнерам Windows.
Docker Engine по существу делает всю рутинную работу по управлению контейнером за вас, расширяя API, необходимый для клиента Docker для взаимодействия Docker Engine. Клиент представляет собой интерфейс командной строки, который предоставляет набор команд для управления образами и контейнерами. Это те же самые команды, которые позволяют создавать и запускать контейнеры Docker в Linux. Хотя вы и не можете запустить контейнер для Windows на Linux или контейнер Linux на Windows, вы можете использовать один и тот же клиент для управления как Linux и Windows контейнерами, будь то контейнеры Windows Server или Hyper-V.
Как и с Docker Engine, вам необходимо загрузить и установить клиент Docker самостоятельно. Клиент может работать как на Windows 10 или Windows Server 2016. Вам нужно только указать клиенту Docker службу, которой необходимо начать управлять.
Мир Windows
Microsoft и Docker осталось сделать еще много работы, прежде чем контейнеры для Windows будут полностью функциональны, но то, что мы видим уже сейчас представляет собой значительный шаг вперед. Пользователям Windows, наконец, получат возможность пользоваться всеми преимуществами гибкости и переносимости, которые контейнеры предлагали миру Linux на протяжении более десяти лет.