.net in the box

Frank Pommerening

• Senior - Softwareentwickler
• Consultant
• Softwarearchitekt

• Consulting (fachlich & IT)
  • Requirements Engineering / Projektmanagement
  • IT-Fachprozess-Analyse / Dokumentation
• Software-Entwicklung
  • Microservices, SOA, REST, OOA und OOD
  • Microsoft Technologien z.B. .NET (C#), WPF, WCF
  • Datenbanken (MS SQL Server / Oracle / MongoDB)

Docker im Überblick

Was ist Docker?

• Microservices
• DevOps
• CI / CD (Continuous Integration / Continuous Deployment)
• XaaS (Anything as a Service)
• Portablität

Virtualisierung vs. Container

Images

• Template für Container
• Snapshot / Archiv
• Readonly und versioniert
• Ebenenprinzip (Speicherung nur Differenzen)

Container

• Laufende Instanz eines Image
• nur zur Laufzeit existent
• Schreibbare Schicht wird
  oberhalb des Image bereitgestellt

Docker-Ökosystem

Docker unter Linux

• Arch Linux
• CentOS
• Red Hat Enterprise Linux
• openSUSE / SUSE Linux Enterprise
• Ubuntu
• ...

Docker unter Windows

• Partnerschaft zwischen Microsoft und Docker seit 2014
• Container-Technik enthalten in
  • Windows Server 2016
  • Windows 10 Professional / Enterprise (ab Anniversary Update)
• Unterstützung des kompletten Ökosystems (Hub / Compose / Swarm)
• Docker-Integration Visual Studio 2017
• Azure Container Services
• SQL-Server als Linux-Container

Isolation

Basisimages

• Bereitstellung über Dockerhub
• microsoft/windowsservercore
  • Unterstützt Großteil der Windows Server Anwendung
  • IIS
  • SQL-Server
  • .net Framework 1.0 bis 4.7 (full)
  • 5 GB (komprimiert)
• microsoft/nanoserver
  • Minimale Windows Version
  • IIS 10
  • .net Core
  • 333 MB (komprimiert)

Docker - Grundlagen

Informationen

Docker-Host 

docker info [OPTIONS]

Container 

docker ps [OPTIONS] 

Container-Operationen

Erstellung 

docker run [OPTIONS] IMAGE[:Tag] [COMMAND]

Starten

docker start [OPTIONS] CONTAINER

Stoppen

docker stop [OPTIONS] CONTAINER

Verbindung herstellen

docker attach [OPTIONS] CONTAINER

Löschen

docker rm [OPTIONS] CONTAINER

Log-Meldung anzeigen

docker logs [OPTIONS] CONTAINER

Image-Operationen

Anzeige

docker images [OPTIONS]

Herunterladen / Aktualisieren

docker pull [OPTIONS] [Registry]IMAGENAME

docker pull  myregistry.local:5000/myuser/myimage

Löschen

docker rmi [OPTIONS] 

Erstellung aus Container

docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

Übertragung zur Registry

docker push [OPTIONS] [Registry]IMAGENAME[:TAG] 

Docker-File

Ist eine Auszeichnungssprache (ML) für den Aufbau eines Docker-Images.
Die Speicherung erfolgt als Textdatei.

FROM Basisimage[:TAG]
   Imagename ggf. mit Tag auf welchem das eigene Image basieren soll

FROM ubuntu:16.10

LABEL maintainer Email
   E-Mail-Adresse des Autors

LABEL maintainer "max@mustermann.de"

   Veraltet: MAINTAINER

MAINTAINER Max Mustermann "max@mustermann.de"

RUN COMMAND
   Befehl zur Ausführung im Container z.B. Installieren von Software.

RUN apt-get update

ENV VARIABLENNAME Wert
   Definiert Variablen z.B. die Version oder das Datum der Aktualisierung, die auch innerhalb der Befehle verwendet werden können.

ENV REFRESHED_AT 2017-01-25

EXPOSE Portnummer
   Definiert Ports, welche durch das Image bereitgestellt werden.

EXPOSE 8080

VOLUME Pfad
   Definiert Volume (Verzeichnis), welche durch das Image bereitgestellt wird.

VOLUME ["/mydata"]

COPY Quellpfad Zielpfad
   Kopiert Ordner / Dateien in das Image

COPY /Publish /MyApp

ADD Quellpfad / URL Zielpfad
   Kopiert Ordner / Dateien in das Image.
   Kann auch eine URL oder eine tar-Datei sein.

ADD /Publish /MyApp

WORKDIR Pfad
   Definiert den Einstiegspfad für die Ausführung innerhalb des Containers.

WORKDIR /MyApp

ENTRYPOINT [COMMAND, ARGS]
   Definiert den Startbefehl des Images inkl. Parameter.

ENTRYPOINT ["npm", "rum", "testapp"]

CMD COMMAND
   Definiert den Startbefehl des Images inkl. Parameter.
   Ein Überschreiben ist möglich.

CMD ["npm", "rum", "testapp"]

Beispiel

FROM fpommerening/spartakiade2017-rabbitmq:core-base
LABEL maintainer "frank@pommerening-online.de"
ENV REFRESHED_AT 2017-01-31
ENV Picflow_VERSION 0.0.1

COPY /app /home/

RUN set -x \
	&& p7zip -d /home/picflow-webapp.7z \
	&& mv /picflow-webapp/ /app/ \
	&& apt-get purge -y --auto-remove ca-certificates wget p7zip

WORKDIR /app/
EXPOSE 5000
ENTRYPOINT ["dotnet", "WebApp.dll"]
						

Empfehlungen

• Installiere nur notwendige Pakete
• Jeder Container hat nur einen Zweck
• Minimiere die Anzahl der Ebenen
• Sortiere Argumente
• Nutze .dockerignore - File
• apt-get update / apt-get install immer in einem Befehl
• Verwende Pipes

Hauptziele: Übersicht erhöhen / Imagegröße reduzieren

Build .Net Core App

Build inside

Build outside

Containerfertige .Net (Core) App

Konfiguration / Einstellungen

• Einfache Implementierung in .NET Anwendung
• Gute Integration in Docker-Ökosystem
• Plattformabhängigkeit
• Support von verschiedenen Umgebungen: Entwicklung, Test und Produktion



Ungeeignet	Alternativen
Registry	Zentrale Service-Discovery
Config-Dateien	Environment Variables

Logging JA

Networking

Legacy container links

                            
								$ docker run -d --name mongodb mongo
								$ docker run -d --name apache link data:mongodb webapp
                            
                        

VERALTET
Das Networking löst das Konzept der Links zwischen Containern ab!

• none (null)
• host (host)
• bridge (bridge)

Netzwerktreiber (Driver)

• null: kein Netzwerk
• host: nur Verbindungen zwischen Containern und dem Host.
• bright: Container wird Teil des physischen Netzwerks des Hosts. Er kann von außen erreicht werden.
• overlay: Hostüberspannendes Netzwerk z.B. für Swarm

Netzwerk anzeigen

docker network ls [OPTIONS]

Netzwerkdetails anzeigen

docker network inspect [OPTIONS] NETWORK

Netzwerk erstellen

docker network create [OPTIONS] NETWORK

Docker-Compose

Zusammenfassung mehrerer Container zu einem Anwendungsstack

Compose-File

Service-Definition

Herkunft Images
BUILD
  Image wird erst während des Starts erstellt.

build:
	context: ./webapp
	dockerfile: Dockerfile.local
	image: webbapp:latest

Vorhandenes Image
  gleiches Format wie beim FROM-Klausel des Dockerfile

image: user/web:latest

Portfreigaben
   Port-Container:Port-Host

ports:
	- 5000:5000

Hostname

hostname:Webserver1

Abhängigkeiten
  Es werden die (Alias)name der Services verwendet.

depends_on:
	- dbserver

Umgebungsvariable / Einstellungen
  Format: KEY:VALUE

environment:
	- setting1:value1
	- setting2:value2

Datenspeicher
  Datenspeicher werden zusätzlich im Bereich volumes definiert.

volumes:
	- data1:/app/data

Netzwerkzuordnung
  Netzwerke werden zusätzlich im Bereich networks definiert.

networks:
	- frontend

Netzwerk-Definition

Treiber
  z.B. bridge oder overlay

driver: overlay

Optionen

driver_opts:
- opt1: "val1"

Datenspeicher-Definition

Treiber
  i.d.R. Local

driver: overlay

Optionen

driver_opts:
- opt1: "val1"

Beispiel

version: "3"
services:
    database:
        image: mongodb:3.2
        volumes:
            - data:/var/mongo/data
        networks:
            - backend
    webapp:
        build:
            context: ./webapp
        ports: 5000:80
        environment:
            - DbConnectingString=mongodb://database
        networks:
            - backend
            - frontend
networks:
    backend:
    frontend:
volumes:
    data:

Anwendungsstack-Operationen

docker-compose [SUBCOMMAND] [OPTIONS] 

Docker Swarm / Docker Swarm Mode

Container-Cluster über mehrere Docker-Hosts

Docker Swarm Visualizer

Das Tool Docker Swarm Visualizer gestattet eine Übersicht der laufenden Services und Hosts.

Lizenz: Apache GitHub

Verfügbare Container:

• Linux x64: manomarks/visualizer
• Linux arm: alexellis2/visualizer-arm
• Windows: stefanscherer/visualizer-windows

Docker Swarm

Cluster / Swarm initalisieren

docker swarm init [OPTIONS] 

Nach erfolgreicher Erstellung werden der Token und Befehl zum Hinzufügen angezeigt.

Knoten hinzufügen

docker swarm join [OPTIONS] HOST:PORT

-- token Zugriffstoken

Knoten entfernen

docker swarm leave [OPTIONS]

--force, -f Erzwingt das Verlassung und ignoriert Warnungen WICHTIG: die Node muss noch mein Manager abgemeldet werden!

Zugriffstoken anzeigen

docker swarm join-token [OPTIONS] (worker|manager)

Cluster / Swarm aktualsieren

docker swarm Update [OPTIONS]

Docker Node

Knoten anzeigen

docker node ls [OPTIONS]

Detailierte Informationen zu / zum Knoten anzeigen

docker node inspect [OPTIONS] self|NODE 

Aufgaben / Prozesse eines Knoten anzeigen

docker node ps [OPTIONS] [NODE] 

Knoten aus dem Cluster entfernen

docker node rm [OPTIONS] Node

Knoten vom Worker zum Manager heraufstufen

docker node promote NODE

Knoten vom Manager zum Worker herabstufen

docker node demote NODE

Services / Anwendung

Service erstellen

docker service create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

Services entfernen

docker service rm SERVICE

Services anzeigen

docker service ls [OPTIONS] 

Details zu / zum Services anzeigen

docker service inspect [OPTIONS] SERVICE

Services hoch/runter skalieren

docker service scale SERVICE=ANZAHL

Logs eines Services anzeinge

docker service logs [OPTIONS] SERVICE

GitHub + Docker Hub

• Accounts bei GitHub und Docker Hub existieren
• Quellcode inkl. Dockerfile ist in einem Repository auf GitHub vorhanden

Verbindung GitHub und Docker Hub

1. Login bei Docker Hub
2. Profil -> Setting -> Linked Accounts & Services

3. Auswahl des Zugriffs

4. Autorisierung des Zugriffs
5. Bestätigung mit GitHub-Kennwort

Automatischer Build

1. Login bei Docker Hub
2. Create -> Create Automated Build
3. Auswahl Herkunft Quellcode (GitHub oder Bitbucket)

4. Auswahl des Quell-Repository

5. Konfiguration Docker Hub-Repository
   • Namespace (Fix: Benutzer)
   • Name (Default: Name des GitHub-Repository)
   • Sichtbarkeit (Default: Öffentlich)
   • Kurzbeschreibung (Pflichtfeld)

6. Anpassung Build-Einstellungen (Build-Settings)
   • Pfad zum Dockerfile
   • Definition Tags
   • Verwendete Git-Branches

7. Prüfung Build (Build Details)

Docker auf Raspberry PI 3

Installation

Hypriot OS

Raspbian Jessie Lite

curl -sSL get.docker.com | sh
sudo usermod -aG docker pi
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker

Build .net App

• resin/rpi-raspbian
• resin/raspberrypi3-debian
• yyolk/rpi-archlinuxarm
• ioft/armhf-ubuntu

Microservice mit .net

• Verwendung eines gemeinsamen Basisimage
  • Gleiche Version von .net und Abhängigkeiten für alle Serviceimages
  • Geringere Build-Zeiten
• Infrastruktur-Container ggf. trotz Abhängigkeit noch nicht verfügbar (Reliability / Retry)
• Build outside bevorzugen
• Linux-Container besser auf Linux statt Windows-Host erstellen

Image-Workflow

.Net Client API

Verbindungsaufbau

var client = new DockerClientConfiguration(new Uri(http://localhost:2375)).CreateClient();

var client = new DockerClientConfiguration(new Uri(unix://var/run/docker.sock)).CreateClient();

docker run -d --privileged user/myimage

Abfrage Images

var imageParams = new ImagesListParameters{ MatchName = "ubuntu" };
var images = await client.Images.ListImagesAsync(imageParams);

Abfrage Container

var listParam = new ContainersListParameters
            {
                Filters = new Dictionary<string, IDictionary<string, bool>>
                {
                    {"name", new Dictionary<string, bool> {{"pingtest", true}}}
                }
            };
var result = await client.Containers.ListContainersAsync(listParam)

Container erstellen

var createParam = new CreateContainerParameters
            {   Image = "ubuntu:latest",
                Cmd = new List<string> {"echo", "hallo world"},
                Name = "halloworldtest"     };
var result =  await client.Containers.CreateContainerAsync(createParam);

Container starten

await client.Containers.StartContainerAsync(containerId, null);

Container stoppen

await client.Containers.StopContainerAsync(containerId, 
	new ContainerStopParameters(), CancellationToken.None);

Konfiguration des Webhook

1. Login beim Docker Hub
2. Auswahl des Repository
3. Webhooks -> Create a Webhook
4. Name und Ziel-URL festlegen
5. Speichern