Este projeto é uma demonstração reproduzível do conceito de virtualização de containers, para que você mesmo possa fazer o trabalho de criação de containers com Dockerfile ou por meio do docker-compose.

Este projeto é para alunos da disciplina SI01033 (Sistemas Operacionais) do Curso de Sistemas de Informação da Unifesspa, que querem testar ferramentas de virtualização de containers.

É uma plataforma aberta para desenvolvimento, transporte e execução de aplicações utilizando conceitos de virtualização de containers.

Para fazer a instalação do Docker é necessária a instalação do Docker Daemon, e sua instalação varia de acordo com o Sistema Operacional. A seguir apresentamos um roteiro de instalação para o SO Debian Linux. Para outros Sistemas Operacionais consultar: https://docs.docker.com/get-docker/

A abordagem recomendada de instalação do Docker Desktop em sistemas Linux Debian:

1. Instalar o repositório do Docker no sistemas APT do Debian

Podemos recuperar o cabeçalho deste arquivo fazendo:

    # Adicionar a chave do Repositório

    $ sudo apt update
    $ sudo apt install ca-certificates curl gnupg
    $ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
    $ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
    $ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

    # Adicionar o repositório ao APT:
   
    $ echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/debian \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

    $ sudo apt update

2. Para instalar a última versão do Docker use o seguinte comando:

    $ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

3. Para verificar se a instalação ocorreu com sucesso rode o seguinte comando a seguir:

    $ sudo docker run hello-world

4. Caso o comando anterior tenha falhado, verifique se a instalação do Docker Engine ocorreu com sucesso:

    $ sudo service docker start

Inicialmente vamos reconhecer o terrreno e entender nossos primeiros comandos. Começaremos com o comando docker run e entender seu funcionamento.

    $ sudo docker run hello-world

No comando acima, a instrução run serve para indicar que desejamos rodar uma imagem docker, neste caso a imagem hello-world, que é uma imagem que serve apenas para testar a instalação do Docker, como um Hello World. Assim, este comando possui a seguinte estrutura:

    $ sudo docker run <imagem_docker>

Onde <imagem_docker> representa uma imagem docker que frequentemente não está disponível em seu Sistema Operacional, e assim, o Docker Daemon realiza o download da imagem a partir de algum repositório Docker.

Após o comando anterior, execute o comando a seguir:

    $ sudo docker container ps

ou execute o comando equivalente abaixo:

    $ sudo docker container ps -a

O que aconteceu no comando anterior? Quantos containers foram listados? Quantas imagens foram listadas?

A partir do comando acima fica claro uma mesma imagem pode ser utilizada para rodar vários containers.

Cada container terá um nome único e aleatório e será criado a partir de uma imagem.

Agora informe o seguinte comando para listas as imagens disponíveis no sitema:

    $ sudo docker image ls 

Após, vamos executar o seguinte comando abaixo:

    $ sudo docker container run ubuntu 

O que o comando acima produziu? O que acontece se ele for executado novamente?

Agora modifique o comando anterior para o seguinte formato:

    $ sudo docker container run -it ubuntu

Embora tenhamos executado uma imagem ubuntu em um container, esta imagem não é uma Máquina Virtual. A imagem possui apenas o Shell do Sistema Operacional, e não possui Kernel. A imagem "acha" que possui o Kernel, mas este Kernel é o da Máquina Física.

Agora vamos fazer um novo teste com a imagem nginx que é uma aplicação de servidor web.

Execute o seguinte comando:

    $ sudo docker container run nginx

O que aconteceu? A imagem nginx foi utilizada para iniciar um novo container. É possível abrir uma nova aba no Terminal e executar o comando de listagem de containers. Neste caso é possível ver que há pelo menos uma imagem sendo utilizada por um container.

    $ sudo docker container ps -a

A imagem que está rodando em um container pode usar uma porta de comunicação para o estabelecimento de conexões TCP/IP. Neste caso, o container que está em execução, está com a porta 80/TCP em uso, e assim pode ser acessada por outros computadores:

Conforme pode ser observado na imagem acima, o container usa uma porta, mas esta porta de comunicação é diferente da porta de comunicação usada pelo Sistema Operacional físico. É possível criar um mapeamento entre a porta utilizada pelo SO e a porta utilizada pelo container da seguinte forma:

    $ sudo docker container run -p <porta_do_so>:<porta_do_container> nginx

onde, **<porta_do_so> deve ser substituído pela numeração de porta utilizada no SO, e o termo <porta_do_container> deve ser substituído pela porta do container, conforme o exemplo abaixo:

    $ sudo docker container run -p 8080:80 nginx

No exemplo a seguir, a porta 80/TCP do container foi mapeada para a porta 8080/TCP do Sistema Operacional, sendo, portanto, agora acessível por um navegador (Firefox, Chrome, etc.). Basta acessar o endereço abaixo:

    http://localhost:8080/

O container nginx já está rodando no Docker. A seguir, vamos executar um comando para acessar o conteúdo deste container que está em execução. Para isso, usaremos o comando exec, conforme:

    $ sudo docker container exec -it <nome_do_container> bash

onde o termo <nome_do_container> deve ser substituído pelo nome do container (consultar com o comando ps). A partir do exposto, segue um exemplo para o container quizzical_feistel (consultar o nome do container que está rodando em sua máquina. Lembre que este nome é aleatório).

    $ sudo docker container exec -it quizzical_feistel bash

Com a execução do comando anterior, vefique que agora estamos em outro ambiente, no caso, dentro do container:

Embora pareça que estejamos interagindo com uma Máquina Virtual Linux, na verdade estamos executando um container.

Execute o seguinte comando para a alterar a página inicial do container nginx que está em execução:

    $ echo "Olá Mundo" > /usr/share/nginx/html/index.html

A partir do comando acima, acessar o endereço a partir do navegador do Sistema Operacional:

    http://localhost:8080/

Para realizar o build de um nova imagem vamos entrar no diretório exemplo01, conforme:

    $ cd exemplo01

Após, vamos examinar o conteúdo do arquivo Dockerfile, a partir do comando cat. Este comando é utilizado para exibir o conteúdo de um arquivo de texto. Desta forma, utilizaremos ele da seguinte forma:

    $ cat Dockerfile

Conteúdo do arquivo Dockerfile:

No arquivo Dockerfile há alguns comandos utilizados, conforme:

1. FROM: Usado para informar qual a imagem base que se deseja baixar do repositório central Docker

2. WORKDIR: Usado para informar/setar um diretório de trabalho. É desta pasta que a aplicação será executada.

3. COPY: Utilizado para copiar arquivos/diretórios para dentro do sistema de arquivos do container.

4. RUN: Usado para executar um comando em específico dentro do container durante o build da imagem.

5. CMD: Utilizado para executar um comando quando o container for executado.

Após verificarmos o conteúdo do arquivo vamos fazer o build da imagem, conforme:

    $ docker build -t <escolher_nome_da_imagem> .

Onde o termo <escolher_nome_da_imagem> deve ser substituído por um nome de nossa escolha que defina o nome da imagem que está sendo criada. Assim este nome deve ser único. Não é possível ter duas imagens com o mesmo nome. Neste caso vamos adotar o nome exemplo01, conforme:

    $ docker build -t exemplo01 .

Após o build da imagem é possível verificar a sua criação com o seguinte comando:

    $ docker image ls

Em seguida, é possível criar/executar um container a partir da imagem gerada:

    $ docker container run -p 8080:5000 python-exemplo01