Docker là gì? Tại sao DevOps phải dùng Docker? Cẩm nang 2024
Trong những năm gần đây, Docker đã trở thành từ khóa quen thuộc và không thể thiếu đối với mọi Kỹ sư DevOps. Công cụ này không chỉ đơn thuần là một công nghệ mới mà còn là một cuộc cách mạng trong cách đóng gói và triển khai ứng dụng.
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ Docker là gì, nó hoạt động ra sao và lý do tại sao nó lại là nền tảng cốt lõi của DevOps.
1. Docker là gì? Định nghĩa và Khái niệm Core
Docker là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để phát triển, vận chuyển và chạy ứng dụng bằng cách sử dụng công nghệ Container (Containerization).
Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng chuyển đồ đạc từ nhà cũ sang nhà mới (từ môi trường phát triển sang môi trường sản xuất).
Cách truyền thống (Máy ảo – VM): Bạn phải bê cả chiếc xe tải (Hệ điều hành khách – Guest OS) đi kèm với đồ đạc. Điều này tốn kém, nặng nề và lãng phí tài nguyên.
Docker (Container): Bạn chỉ cần đóng gói đồ đạc (Ứng dụng và tất cả thư viện cần thiết) vào một chiếc thùng container tiêu chuẩn. Chiếc container này nhẹ, linh hoạt và có thể chạy trên bất kỳ bến cảng nào (máy chủ nào) có Docker Engine.
1.1. Khái niệm cốt lõi của Docker
Container (Thùng chứa): Đơn vị tiêu chuẩn hóa, đóng gói ứng dụng cùng với tất cả các thành phần phụ thuộc của nó (thư viện, mã nguồn, runtime…) để nó có thể chạy độc lập ở bất kỳ đâu. Container nhẹ hơn rất nhiều so với Máy ảo vì chúng chia sẻ Kernel của hệ điều hành Host.
Image (Ảnh): Là một mẫu (Template) tĩnh, chỉ đọc, chứa các hướng dẫn và lớp (layers) cần thiết để tạo ra một Container. Image là “bản thiết kế” của Container.
Dockerfile: Tập tin văn bản chứa các lệnh để tự động tạo ra một Docker Image. Đây chính là công cụ cho phép “Infrastructure as Code” ở cấp độ ứng dụng.
Docker Hub / Registry: Kho lưu trữ công cộng hoặc riêng tư, nơi người dùng có thể tải lên và tải về các Docker Image.
2. Tại sao DevOps phải sử dụng Docker?
Docker giải quyết vấn đề lớn nhất trong quy trình phát triển truyền thống: “Nó chạy được trên máy tôi!” (It works on my machine!).
Đây là 4 lý do chính khiến Docker trở thành công cụ cốt lõi của DevOps:
2.1. Tính nhất quán (Consistency) và Cô lập (Isolation)
Trước Docker, các Kỹ sư Dev (Development) thường gặp khó khăn khi ứng dụng chạy trên máy họ nhưng lại lỗi khi Ops (Operations) triển khai lên máy chủ.
Docker giải quyết: Ứng dụng, cùng với môi trường chạy của nó, được đóng gói chính xác thành một Container. Container này đảm bảo rằng ứng dụng sẽ chạy nhất quán trên máy của Dev, môi trường Test, môi trường Staging và cả môi trường Production.
Lợi ích DevOps: Loại bỏ ma sát giữa Dev và Ops, tăng cường sự tin cậy trong quá trình triển khai.
2.2. Tăng tốc Triển khai (Rapid Deployment)
Docker giúp quy trình CI/CD (Continuous Integration/Continuous Deployment) diễn ra nhanh chóng hơn bao giờ hết.
Tốc độ: Container khởi động chỉ trong vài giây, nhanh hơn rất nhiều so với việc khởi động một Máy ảo (VM).
Lợi ích DevOps: Giảm thời gian từ lúc code được commit cho đến khi nó đến tay người dùng (Time to Market), cho phép triển khai nhiều lần trong ngày.
2.3. Hiệu quả sử dụng tài nguyên (Resource Efficiency)
Container sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn Máy ảo vì chúng không cần phải mang theo toàn bộ một Hệ điều hành khách (Guest OS).
Tiết kiệm: Bạn có thể chạy nhiều Container trên cùng một máy chủ vật lý so với số lượng Máy ảo tương đương.
Lợi ích DevOps: Giảm chi phí cơ sở hạ tầng (Cloud/On-premise), tối ưu hóa việc sử dụng CPU và RAM.
2.4. Khả năng mở rộng (Scalability) và Di động (Portability)
Khi nhu cầu người dùng tăng cao, ứng dụng cần phải được nhân bản (scale out) nhanh chóng.
Docker giải quyết: Container là đơn vị tiêu chuẩn, có thể dễ dàng nhân bản và phân phối qua các công cụ điều phối (Orchestration Tools) như Kubernetes.
Lợi ích DevOps: Dễ dàng chuyển ứng dụng từ một Cloud Provider này sang Cloud Provider khác (ví dụ: từ AWS sang GCP) hoặc giữa môi trường Cloud và On-premise.
3. Vai trò của Docker trong các Giai đoạn DevOps
| Giai đoạn DevOps | Vai trò của Docker | Công cụ liên quan |
| Code & Build | Dockerfile định nghĩa môi trường build, Docker Image được tạo ra sau khi build. | Docker CLI, Git |
| Test | Sử dụng Container để tạo ra môi trường kiểm thử cô lập và nhất quán, đảm bảo tính chính xác của các bài Test. | Jenkins, GitLab CI |
| Deploy & Operate | Docker Container là đơn vị triển khai chính thức. Được quản lý bởi các hệ thống điều phối. | Kubernetes, Docker Swarm |
| Monitor | Theo dõi hiệu suất của từng Container thay vì toàn bộ máy chủ. | Prometheus, Grafana |
Kết luận
Docker đã chuẩn hóa cách đóng gói và triển khai ứng dụng, tạo ra sự linh hoạt và nhất quán chưa từng có, qua đó lấp đầy khoảng trống giữa đội ngũ Phát triển (Dev) và Vận hành (Ops). Đối với một Kỹ sư DevOps, thành thạo Docker không chỉ là một kỹ năng, mà là nền tảng để làm chủ các công nghệ điều phối Container như Kubernetes và xây dựng một quy trình CI/CD tự động hóa, hiệu suất cao.
