Datenpersistenz außerhalb von Docker-Containern

Einführung

Docker-Container bieten eine leistungsstarke und effiziente Möglichkeit, Anwendungen zu verpacken und bereitzustellen, aber die Verwaltung persistenter Daten kann eine Herausforderung darstellen. In diesem Tutorial lernen Sie, wie Sie Daten außerhalb von Docker-Containern persistent speichern, um sicherzustellen, dass Ihre wichtigen Daten auch dann zugänglich und sicher bleiben, wenn Container gestoppt oder entfernt werden.

Einführung in Docker-Container

Docker ist eine beliebte Containerisierungsplattform, die es Entwicklern ermöglicht, Anwendungen und ihre Abhängigkeiten in isolierte, portablen und reproduzierbare Umgebungen, sogenannte Container, zu verpacken. Diese Container können konsistent auf verschiedenen Computern ausgeführt werden, was die Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen vereinfacht.

Was ist ein Docker-Container?

Ein Docker-Container ist ein leichtgewichtiges, eigenständiges und ausführbares Softwarepaket, das alles enthält, was zum Ausführen einer Anwendung benötigt wird, einschließlich Code, Laufzeitumgebung, Systemtools, Systembibliotheken und Einstellungen. Container sind voneinander und vom Host-Betriebssystem isoliert, was ein konsistentes und vorhersehbares Verhalten unabhängig von der zugrunde liegenden Infrastruktur gewährleistet.

Vorteile von Docker-Containern

• Portabilität: Docker-Container können auf jedem Computer ausgeführt werden, auf dem Docker installiert ist, was ein konsistentes Verhalten in verschiedenen Umgebungen sicherstellt.
• Skalierbarkeit: Container lassen sich leicht skalieren, was die Bewältigung von Schwankungen in der Anwendungsnachfrage erleichtert.
• Effizienz: Container sind leichter und effizienter als herkömmliche virtuelle Maschinen, da sie den Kernel des Host-Betriebssystems gemeinsam nutzen.
• Reproduzierbarkeit: Docker-Container bieten eine konsistente und zuverlässige Möglichkeit, Anwendungen zu verpacken und zu verteilen, wodurch sichergestellt wird, dass sie überall gleich funktionieren.

Docker-Architektur

Docker verwendet eine Client-Server-Architektur, bei der der Docker-Client mit dem Docker-Daemon (dem Server) kommuniziert, um Befehle auszuführen und Container zu verwalten. Der Docker-Daemon ist für das Erstellen, Ausführen und Verteilen von Docker-Containern verantwortlich.

Erste Schritte mit Docker

Um mit Docker zu beginnen, müssen Sie die Docker-Engine auf Ihrem System installieren. Sie können Docker von der offiziellen Docker-Website (https://www.docker.com/get-started) herunterladen und installieren. Nach der Installation können Sie das docker-Befehlszeilentool verwenden, um mit dem Docker-Daemon zu interagieren und Ihre Container zu verwalten.

Permanente Daten mit Docker Volumes

Eine der zentralen Herausforderungen bei der Arbeit mit Docker-Containern ist die Problematik der Datenpersistenz. Standardmäßig sind Daten innerhalb eines Containers flüchtig, d. h. sie gehen verloren, wenn der Container gestoppt oder entfernt wird. Um dies zu überwinden, bietet Docker eine Funktion namens "Volumes", die es Ihnen ermöglicht, Daten außerhalb des Containers persistent zu speichern.

Was sind Docker Volumes?

Docker Volumes sind eine Möglichkeit, Daten unabhängig vom Container-Lebenszyklus zu speichern und zu verwalten. Volumes werden auf dem Host-Dateisystem (oder bei Remote-Volumes auf einem Remote-Host) gespeichert und können in einen oder mehrere Container eingebunden werden. Dadurch bleiben Daten erhalten, auch wenn der Container gestoppt, entfernt oder neu erstellt wird.

Arten von Docker Volumes

Docker unterstützt verschiedene Arten von Volumes:

1. Benannte Volumes: Diese Volumes erhalten einen eindeutigen Namen und werden an einem von Docker verwalteten Ort auf dem Host-Dateisystem gespeichert.
2. Bind Mounts: Bind Mounts ermöglichen es Ihnen, ein Verzeichnis auf dem Host-Dateisystem direkt in den Container zu mappen.
3. Anonyme Volumes: Dies sind temporäre Volumes, die von Docker erstellt und verwaltet werden und beim Entfernen des Containers gelöscht werden.

Erstellen und Verwenden von Docker Volumes

Um ein benanntes Volume zu erstellen, können Sie den Befehl docker volume create verwenden:

docker volume create my-volume

Sie können das Volume dann mit dem Flag -v oder --mount in einen Container einbinden:

docker run -v my-volume:/app ubuntu

oder

docker run --mount source=my-volume,target=/app ubuntu

Sichern und Wiederherstellen von Docker Volumes

Um ein Docker Volume zu sichern, können Sie den Befehl docker run mit dem Flag --volumes-from verwenden, um einen Container zu erstellen, der das Volume einbindet, und dann ein Werkzeug wie tar verwenden, um eine Archivdatei der Volume-Daten zu erstellen:

docker run --rm --volumes-from my-container -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/backup.tar /app

Um das Volume wiederherzustellen, können Sie denselben tar-Befehl verwenden, um die Daten zurück in das Volume zu extrahieren:

docker run --rm -v my-volume:/restore -v $(pwd):/backup ubuntu bash -c "cd /restore && tar xvf /backup/backup.tar --strip 1"

Durch das Verständnis und die Nutzung von Docker Volumes können Sie sicherstellen, dass Ihre Anwendungsdaten über den Lebenszyklus einzelner Container hinaus bestehen bleiben, was die Verwaltung und Wartung Ihrer Docker-basierten Anwendungen erleichtert.

Praktische Anwendungsfälle für Datenpersistenz

Docker Volumes sind eine leistungsstarke Funktion, die in verschiedenen Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann, in denen Datenpersistenz erforderlich ist. Hier sind einige gängige Szenarien, in denen Docker Volumes genutzt werden können:

Datenbank-Speicherung

Einer der häufigsten Anwendungsfälle für Docker Volumes ist die Speicherung von Datenbankdaten. Datenbanken benötigen in der Regel eine persistente Speicherung, um sicherzustellen, dass Daten nicht verloren gehen, wenn ein Container gestoppt oder entfernt wird. Durch das Einbinden eines Docker Volumes in das Datenverzeichnis des Datenbankcontainers können Sie sicherstellen, dass die Datenbankdaten außerhalb des Containers gespeichert werden und über den gesamten Container-Lebenszyklus hinweg bestehen bleiben.

docker run -d --name db -v db-data:/var/lib/postgresql/data postgres

Medien- und Dateispeicherung

Docker Volumes können auch verwendet werden, um Mediendateien, benutzergenerierte Inhalte und andere Dateitypen zu speichern, die über den Lebenszyklus des Containers hinaus bestehen bleiben müssen. Dies ist besonders nützlich für Webanwendungen, Content-Management-Systeme und andere Dienste, die eine persistente Dateispeicherung benötigen.

docker run -d --name web -v web-content:/var/www/html nginx

Konfigurations- und Log-Daten

Zusätzlich zur Speicherung von Anwendungsdaten können Docker Volumes verwendet werden, um Konfigurationsdateien, Log-Daten und andere Metadaten zu speichern, die für das ordnungsgemäße Funktionieren Ihrer Anwendungen unerlässlich sind. Dies kann bei der Fehlerbehebung, der Prüfung und der Wartung Ihrer Docker-basierten Infrastruktur helfen.

docker run -d --name app -v app-config:/etc/app -v app-logs:/var/log/app myapp

Sicherung und Wiederherstellung

Docker Volumes können auch als Grundlage für Sicherungs- und Wiederherstellungsvorgänge verwendet werden. Durch regelmäßige Sicherung der in Ihren Volumes gespeicherten Daten können Sie sicherstellen, dass Ihre Anwendungen im Falle eines Ausfalls oder einer Katastrophe leicht wiederhergestellt werden können.

docker run --rm --volumes-from db -v $(pwd):/backup ubuntu tar cvf /backup/db-backup.tar /var/lib/postgresql/data

Durch das Verständnis und die Nutzung dieser praktischen Anwendungsfälle können Sie Docker Volumes effektiv nutzen, um die langfristige Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Ihrer Docker-basierten Anwendungen sicherzustellen.

Zusammenfassung

Am Ende dieses Tutorials verfügen Sie über ein umfassendes Verständnis der Verwendung von Docker-Volumes, um Daten außerhalb von Containern persistent zu speichern. Sie werden auch praktische Anwendungsfälle für die Datenpersistenz kennenlernen, um robuste und skalierbare Docker-basierte Anwendungen zu erstellen, die kritische Daten zuverlässig speichern und abrufen können.