[Оновлення] Лабораторна робота 6. Створення образу для запуску Docker-контейнера

Контейнери -- процеси, які запускаються в середовищах, ізольованих від середовищ інших процесів Linux-системи. Елементом такого середовища є файлова система. Призначенням образу (image) для запуску Docker-контейнерів (або Docker-образу) є забезпечення ізольованої файлової системи для запуску контейнерів. 

Docker-образ є незмінним об’єктом, його можна порівняти з CD-диском для інсталяції операційної системи. Протягом життя контейнера (а це час життя відповідного процесу, який було запущено в ізольованому середовищі) можливе внесення змін в файлову систему, яку він використовує. Втім після завершення процесу і відповідно зупинки контейнера ці зміни будуть втрачені -- наступний контейнер, запущений з того самого образу, не міститиме змін файлової системи.

Для внесення постійних змін в файлову систему контейнерів можливо створення оновленого Docker-образу на основі попереднього “базового” образу. Після побудови нового образу він так само є незмінним об’єктом, який може використовуватися для запуску контейнерів. Побудова нового образу на основі базового образу описується в файлі Dockerfile.

Окрім файлової системи Docker-образ містить іншу інформацію, необхідну для запуску контейнерів -- значення змінних середовища, команда, за допомогою якої має стартувати процес в контейнері та ін.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

[Оновлення] Лабораторна робота 4. Знайомство з технологією Linux контейнерів

Контейнери -- спосіб запуску процесів в Linux-системі, який забезпечує їх ізоляцію від інших процесів системи. Технологія створення контейнерів базується на функціональності просторів імен (name spaces) ядра Linux.

Процес, який виконується в окремому просторі імен, відрізняється від інших процесів в системі лише тим, що він “не бачить” процеси за межами свого простору імен, тоді як система “бачить” цей процес в переліку всіх процесів, які в ній виконуються.

В окремому просторі імен можна запустити як один, так і декілька процесів. При цьому ці процеси “бачать” лише один одного і “не бачать” процеси за межами їх простору імен.

У разі зупинки процесу під час запуску якого було створено окремий простір імен автоматично зупиняються всі інші процеси, які виконувалися в цьому просторі імен.

На відміну від віртуальних машин процес в контейнері не потребує посередника між собою і батьківською операційною системою у вигляді гіпервізора, свою окрему повноцінну операційну систему зі своїм ядром. Це зумовлює низькі накладні витрати, оперативність і гнучкість використання контейнерів. Проте використання окремих контейнерів для запуску кожного процеса системи призводить до її ускладнення і потреби використання ефективних засобів керування.

В даній роботі розглядається запуск одного процеса та групи процесорів в окремому просторі імен, що фактично є еквівалентом запуску контейнера. Таким чином закладається теоретична база для подальшого розгляду технологій, базованих на Linux контейнерах, зокрема Docker.

В роботі використовується віртуальна машина Ubuntu Linux, яка була створена в лабораторній роботі “Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VirtualBox”. 

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Додаток до лабораторної роботи 3. Мережеве підключення віртуальної машини у разі використання гіпервізора UTM на платформі MacOS

Цей додаток до лабораторної роботи 3 адресований студентам з компʼютерами MacBook з процесорами M1, M2, M3. На цих компʼютерах в лабораторних роботах в якості гіпервізора використовується UTM.

Дана робота надає досвід організації мережевого доступу до сервісів на віртуальній машині, створеній за допомогою гіпервізора UTM на платформі MacOS. Прикладами сервісів є SSH та HTTP.

Сервер OpenSSH є найпоширенішим програмним продуктом з відкритим кодом для організації з’єднань з використанням протоколу Secure Shell (SSH). Протокол SSH забезпечує захищену передачу даних через мережу за допомогою потужних алгоритмів криптування. Протокол SSH масово використовується для віддаленого адміністрування систем і пристроїв.

Веб сервер Apache є поширеним програмним продуктом з відкритим кодом для створення сервісів HTTP(S).

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

[Оновлення] Лабораторна робота 3. Мережеве підключення віртуальної машини

Дана робота надає досвід організації мережевого доступу до сервісів на віртуальній машині, створеній за допомогою гіпервізора Oracle VirtualBox. Прикладами сервісів є SSH та HTTP.

Сервер OpenSSH є найпоширенішим програмним продуктом з відкритим кодом для організації з’єднань з використанням протоколу Secure Shell (SSH). Протокол SSH забезпечує захищену передачу даних через мережу за допомогою потужних алгоритмів криптування. Протокол SSH масово використовується для віддаленого адміністрування систем і пристроїв.

Веб сервер Apache є поширеним програмним продуктом з відкритим кодом для створення сервісів HTTP(S).

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Додаток до лабораторних робіт 1-2. Встановлення гіпервізора UTM і віртуальної машини Ubuntu Linux в системі MacOS

Цей додаток до лабораторних робіт 1 та 2 адресований студентам з компʼютерами MacBook з процесорами M1, M2, M3. На цих компʼютерах неможливо використання гіпервізора Oracle VirtualBox як на Windows або Linux. В якості гіпервізора на них може бути використаний UTM. На відміну від VirtualBox UTM здатен емулювати в системі з процесорами з архітектурою ARM середовище системи з процесором x86. Функціонування в режимі емуляції призводить до певної втрати продуктивністі, але для наших задач це прийнятно.

UTM є повнофункціональним гіпервізором для використання в операційних системах iOS і macOS. Початково базувався на гіпервізорі QEMU. Надає можливість запуску операційних систем, призначених для платформ на основі Intel-сумісних процесорів (з архітектурою x86), в вивстемах, які використовують процесори з архітектурою ARM.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

[Оновлення] Лабораторна робота 2. Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VirtualBox

Дана робота надає досвід роботи з гіпервізором Oracle VirtualBox та встановлення ВМ під керуванням ОС Ubuntu Linux.

ОС Ubuntu Linux є одним з лідерів за поширенням на серверах застосувань підприємств та провайдерів Інтернет-послуг. Базова частина Ubuntu є безкоштовним продуктом та містить компоненти лише з відкритим вихідним кодом.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

[Оновлення] Лабораторна робота 1. Встановлення гіпервізора Oracle VirtualBox в системі Windows11

Технологія віртуалізації, яка відома з 1960-х років, здобула надзвичайне поширення протягом останніх 10 років в наслідок появи мікроелектронної компонентної бази, що дозволяє створювати віртуальні застосування майже без втрати ефективності порівняно з традиційною реалізацією застосувань. Продуктивність сучасних віртуальних машин (ВМ) близька до продуктивності реальних (фізичних) серверів, а гнучкість і технологічність ВМ зумовлює їх масове використання у сучасних інформаційних проектах. Масовість створюваних віртуальних об’єктів та поява розвинутих засобів динамічного керування ними призвело до появи технології хмарних обчислень.

Основою технології використання є гіпервізор — програмне забезпечення, що

встановлюється як застосування в операційній системі (ОС) фізичного сервера-носія та

створює умови подібні до апаратної платформи з заданими параметрами (обсяг і тип

ресурсів — процесор, оперативна пам’ять, жорсткий диск, мережеві адаптери). На

створеній віртуальній платформі можливе встановлення гостьової ОС та застосувань в

ній.

Дана робота надає досвід встановлення гіпервізора Oracle VirtualBox в операційній

системі Windows11.

Керівництво з виконання роботи, PDF 

YouTube

Лабораторна робота 8. Створення віртуальної машини за допомогою Vagrant

Vagrant -- це інструментарій створення та керування віртуальними машинами від відомого розробника HashiCorp, який дозволяє забезпечити ефективну автоматизацію на всіх етапах життєвого циклу використання віртуальної машини. Vagrant також є засобом створення ідентичних середовищ віртуальних машин за допомогою текстових файлів Vagrantfile, в яких міститься повна інформація про віртуальну машину. Для створення абсолютно ідентичної віртуальної машини на іншій платформі достатньо виконати її розгортання з того самого Vagrantfile.

Vagrant не є гіпервізором, а лише засобом автоматизації. Для створення віртуальних машин Vagrant використовує наявні в системі гіпервізори. Vagrant сумісний з такими поширеними гіпервізорами як VMWare, Libvirt, Hyper-V, Virtualbox та іншими.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Лабораторна робота 5. Знайомство з інструментарієм Docker

 Контейнери -- спосіб запуску процесів в Linux-системі, який забезпечує їх ізоляцію від інших процесів системи. Інструментарій Docker забезпечує простий і ефективний спосіб керування всіма аспектами життєвого циклу Linux контейнера – створення, зупинка, запуск додаткових процесів, моніторинг і т.п.

Для запуску Docker контейнера необхідним є Docker образ (image). Базові образи, які безпосередньо можуть бути використані для запуску контейнерів, можуть бути завантажені з Docker репозиторіїв, таких як Docker Hub.

Дана робота надає досвід виконання базових дій з інструментарієм Docker – завантаження Docker образів, запуск і зупинка контейнерів, перегляд інформації про них. 

В роботі використовується віртуальна машина Ubuntu Linux, яка була створена в лабораторній роботі “Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VirtualBox”.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Лабораторна робота 4. Знайомство з технологією Linux контейнерів

Контейнери -- спосіб запуску процесів в Linux-системі, який забезпечує їх ізоляцію від інших процесів системи. Технологія створення контейнерів базується на функціональності просторів імен (name spaces) ядра Linux.

Процес, який виконується в окремому просторі імен, відрізняється від інших процесів в системі лише тим, що він “не бачить” процеси за межами свого простору імен, тоді як система “бачить” цей процес в переліку всіх процесів, які в ній виконуються.

В окремому просторі імен можна запустити як один, так і декілька процесів. При цьому ці процеси “бачать” лише один одного і “не бачать” процеси за межами їх простору імен.

У разі зупинки процесу під час запуску якого було створено окремий простір імен автоматично зупиняються всі інші процеси, які виконувалися в цьому просторі імен.

На відміну від віртуальних машин процес в контейнері не потребує посередника між собою і батьківською операційною системою у вигляді гіпервізора, свою окрему повноцінну операційну систему зі своїм ядром. Це зумовлює низькі накладні витрати, оперативність і гнучкість використання контейнерів. Проте використання окремих контейнерів для запуску кожного процеса системи призводить до її ускладнення і потреби використання ефективних засобів керування.

В даній роботі розглядається запуск одного процеса та групи процесорів в окремому просторі імен, що фактично є еквівалентом запуску контейнера. Таким чином закладається теоретична база для подальшого розгляду технологій, базованих на Linux контейнерах, зокрема Docker.

В роботі використовується віртуальна машина Ubuntu Linux, яка була створена в лабораторній роботі “Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VirtualBox”. 

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Лабораторна робота 3. Мережеве підключення віртуальної машини

 Дана робота надає досвід організації мережевого доступу до сервісів на віртуальній машині, створеній за допомогою гіпервізора Oracle VirtualBox. Прикладами сервісів є SSH та HTTP.

Сервер OpenSSH є найпоширенішим програмним продуктом з відкритим кодом для організації з’єднань з використанням протоколу Secure Shell (SSH). Протокол SSH забезпечує захищену передачу даних через мережу за допомогою потужних алгоритмів криптування. Протокол SSH масово використовується для віддаленого адміністрування систем і пристроїв.

Пакунок PuTTY активно використовується як клієнт SSH для платформи Windows.

Веб сервер Apache є поширеним програмним продуктом з відкритим кодом для створення сервісів HTTP(S).

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Лабораторна робота 2. Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VirtualBox

Дана робота надає досвід роботи з гіпервізором Oracle VirtualBox та встановлення ВМ під керуванням ОС Ubuntu Linux.

ОС Ubuntu Linux є одним з лідерів за поширенням на серверах застосувань підприємств та провайдерів Інтернет-послуг. Базова частина Ubuntu є безкоштовним продуктом та містить компоненти лише з відкритим вихідним кодом.

Керівництво з виконання роботи, PDF

YouTube

Лабораторна робота 1. Встановлення гіпервізора Oracle VirtualBox в системі Windows11

Технологія віртуалізації, яка відома з 1960-х років, здобула надзвичайне поширення

протягом останніх 10 років в наслідок появи мікроелектронної компонентної бази, що

дозволяє створювати віртуальні застосування майже без втрати ефективності

порівняно з традиційною реалізацією застосувань. Продуктивність сучасних

віртуальних машин (ВМ) близька до продуктивності реальних (фізичних) серверів, а

гнучкість і технологічність ВМ зумовлює їх масове використання у сучасних

інформаційних проектах. Масовість створюваних віртуальних об’єктів та поява

розвинутих засобів динамічного керування ними призвело до появи технології хмарних

обчислень.

Основою технології використання є гіпервізор — програмне забезпечення, що

встановлюється як застосування в операційній системі (ОС) фізичного сервера-носія та

створює умови подібні до апаратної платформи з заданими параметрами (обсяг і тип

ресурсів — процесор, оперативна пам’ять, жорсткий диск, мережеві адаптери). На

створеній віртуальній платформі можливе встановлення гостьової ОС та застосувань в

ній.

Дана робота надає досвід встановлення гіпервізора Oracle VirtualBox в операційній

системі Windows11.

Керівництво з виконання роботи, PDF 

YouTube

Оновлення серії лабораторних робіт з віртуалізації і контейнерів

Я знов викладаю курс "Технології сучасних датацентрів" в НаУКМА. Принагідно оновлюю лабораторні роботи за тематикою віртуалізації і контейнерів. Основна аудиторія -- початківці на шляху DevOps.

Серія лабораторних робіт з віртуалізації та контейнерів

 П'ять лабораторних робіт, які цього року використовувалися в навчальному курсі:

1.  Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VM VirtualBox (youtube, pdf)
2. Налаштування мережевого доступу до віртуальної машини (youtube, pdf)
3. Знайомство з Docker-контейнерами (youtube, pdf)
4. Створення образу для запуску Docker-контейнера (youtube, pdf)
5. Практика з віртуальною машиною з використанням Vagrant (youtube, pdf)

Лабораторна робота "Створення віртуальної машини Ubuntu Linux" тепер у відео форматі

Опановую новий формат підготовки керівництв з виконання лабораторних робіт для студентів -- відео. Перший експеримент -- Створення віртуальної машини Ubuntu Linux за допомогою Oracle VM VirtualBox. Далі буде.

Лабораторні роботи для слухачів курсу "Технології сучасних датацентрів"

Викладаю дві лабораторні роботи для слухачів мого курсу "Технології сучасних датацентрів" в НУ "Києво-Могилянська Академія". Це перший допис з позначкою "Початківцям". Сподіваюся, роботи будуть цікаві тим, хто готовий отримати перший досвід роботи з віртуалізацією та Docker-контейнерами.

• Створення віртуальної машини з операційною системою CentOS Linux
• Дослідження Docker-контейнерів в середовищі Linux

Встановлення та оновлення Oracle VirtualBox в Ubuntu

Oracle VirtualBox -- безкоштовний та зручний у використанні гіпервізор для віртуалізації. Проте, встановлення VirtualBox на платформі Ubuntu має певні особливості. Використання стандартного шляху інсталляції пакету за допомогою Центру програмного забезпечення (Software Center) супроводжується помилками та встановлена програма в результаті виявляється непрацездатною. Що треба робити в цій ситуації, описано далі.

Видалити ті елементи VirtualBox, які вже були встановлені. Їх перелік можна отримати так:

dpkg -l '*virtualbox*'

Видаляємо їх всі, наприклад:

dpkg -r virtualbox

Встановити пакет для підтримки динамічних модулів ядра (Dymamic Kernel Modules Support) dkms:

apt-get install dkms

Завантажити актуальну версію VirtualBox, що відповідає версії та архитектурі встановленої у вас операційної системи, зі сторінки https://www.virtualbox.org/wiki/Linux_Downloads, наприклад:

wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/4.3.0/virtualbox-4.3_4.3.0-89960~Ubuntu~precise_amd64.deb

Встановити VirtualBox:

dpkg -i  virtualbox-4.3_4.3.0-89960~Ubuntu~precise_amd64.deb

Завантажити пакунок доповнень (Extension Pack) зі сторінки https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads:

wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/4.3.0/Oracle_VM_VirtualBox_Extension_Pack-4.3.0-89960.vbox-extpack

Запустити VirtualBox:

virtualbox

Обрати в головному меню Файл -- Налаштування... -- Розширення, обрати завантажений файл.

Процедуру встановлення VirtualBox завершено.

У разі, коли потрібно оновити вже встановлену версію VirtualBox на новішу:

dpkg -i virtualbox-4.3_4.3.14-95030~Ubuntu~raring_amd64.deb

Після чого встановити пакунок доповнень (Extension Pack) відповідної версії подібно до того, як описано вище.