Objetivos

Al finalizar el tutorial el estudiante estará en capacidad de:

• Desplegar una aplicación mediante contenedores y gestionar su despliegue empleando herramientas como Docker y Docker Compose.

Requisitos para desarrollar el tutorial

En particular se utilizarán los siguientes recursos:

1. Servicio de Docker instalado en la máquina de trabajo. En caso de no tenerlo instalado, puede consultar el tutorial de instalación en: https://docs.docker.com/get-docker/
2. Servicio de Docker Compose instalado en la máquina de trabajo. En caso de no tenerlo instalado, puede consultar el tutorial de instalación en: https://docs.docker.com/compose/install/
3. Conocimientos en Python, Flask, Git y Postman

Como ya hemos visto, Docker nos permitirá desplegar una aplicación en un ambiente aislado que se construirá con las librerías y configuraciones determinadas en el archivo Dockerfile.

Para este tutorial queremos desplegar localmente una aplicación que hace uso de una base de datos, al usar solo docker deberíamos configurar la base de datos como servicio en la nube, o configurar una base de datos local. Sin embargo, existe otra forma; utilizar otra contenedora con la base de datos y hacer que nuestra aplicación se comunique con ella.

Con esto en mente podríamos ejecutar dos contenedoras haciendo uso de los comandos de docker y configurarlas correctamente por medio de parámetros. Pero existe la opción de usar una herramienta de Docker llamada docker-compose.

Docker-compose nos permite ejecutar ambientes multicontenedor de manera local, haciendo uso de un archivo .yml donde se configuran las imágenes que queremos instanciar, la red que compartirán, los volúmenes de archivos que utilizarán y otros parámetros adicionales. Por medio de esta herramienta podremos configurar un contenedor que contendrá una base de datos y nuestra aplicación, y especificar cómo se comunicarán entre ambas.

El código de la aplicación lo encuentra en el siguiente repositorio de GitHub:

https://github.com/MISW-4301-Desarrollo-Apps-en-la-Nube/Semana-2-Tutorial-ContainerRegistry

Revise el código del proyecto, encontrará que en la carpeta está el archivo Dockerfile y el archivo compose.yml para la ejecución con docker-compose.

La aplicación es una pequeña API en Python y Flask con dos endpoints.

Como comentamos anteriormente, en el repositorio se encuentra el archivo Dockerfile, en el que podrá encontrar las sentencias para la construcción de la imagen de la aplicación. A continuación, encontrará la definición de la imagen del contenedor de la aplicación del tutorial.

Ilustración 1. Definición de la imagen del contenedor de la aplicación

Las instrucciones que encontramos en el archivo son:

• FROM, su objetivo es establecer la imagen base que vamos a utilizar para construir la imagen de nuestro contenedor. La imagen base es una imagen que contiene las librerías necesarias y entornos de ejecución base para que funcione nuestra aplicación, en nuestro caso la imagen base nos provee un intérprete de Python en su versión 3.9.7. La sintaxis de una imagen se compone del nombre del repositorio de la imagen y el tag que determina su versión, de manera específica: <nombre_repositorio>:<tag>. Docker intentará descargar la imagen desde el repositorio de contenedores (Container registry) configurado por defecto, en una instalación por defecto será Docker Hub.
• COPY, esta sentencia nos permite copiar los archivos requeridos por nuestra aplicación desde el sistema de archivos de la máquina anfitrión (nuestra máquina de trabajo) al sistema de archivos del contenedor. En nuestro caso, vamos a copiar los archivos del repositorio al directorio por defecto configurado en la imagen base.
• WORKDIR, el directorio de trabajo por defecto se puede modificar empleando la sentencia.
• RUN, por medio de ella podemos ejecutar comandos en el tiempo de construcción de la imagen que nos pueden ser útiles para la configuración de dependencias. En nuestro caso, esta sentencia se emplea para instalar los paquetes que requiere la aplicación.
• CMD, esta sentencia nos permite definir el punto de arranque de nuestro contenedor al momento que lo instanciemos. En nuestro caso, el contenedor intentará iniciar el servicio web mediante el paquete gunicorn.

Ahora bien, ya con la definición de nuestra imagen, abra su terminal en la ruta donde está el archivo Dockerfile. Y a continuación ejecute el comando:

docker build -t <nombre_repositorio:tag> .

El tag puede ser usado para versionar su imagen, para este ejercicio utilice el tag uniandes-miso-cloud-native-semana3:1.0.

No olvide el punto al final de la instrucción, su propósito es determinar la ubicación del archivo Dockerfile. En nuestro caso estamos haciendo referencia a la ruta donde estamos ubicados.

Si todo funciona correctamente verá en su consola como se descargan cada una de las capas de la imagen. Valide que la imagen fue creada con el comando:

docker images

Ya con la imagen de nuestro contenedor lista para ser instanciada, vamos a revisar el archivo de configuración del despliegue con Docker Compose; compose.yml. En este archivo vamos a definir cada uno de los contenedores que vamos a desplegar con su configuración de red, variables de entorno y volúmenes de almacenamiento.

Ilustración 2. Definición del despliegue empleando un archivo de configuración de Docker Compose

La estructura de este archivo posee 3 jerarquías principales a analizar.

• services la cual contiene la configuración de cada uno de los contenedores que queremos desplegar.
• networks en la cual vamos a definir cada una de las redes virtuales que vamos a utilizar para conectar los contenedores.
• volumes dónde vamos a definir cada uno de los volúmenes (espacios de almacenamiento) no efímeros que vamos a emplear para conectarlos a nuestros contenedores.

Con respecto a la jerarquía service donde declaramos los contenedores, vamos a encontrar la definición del grupo de configuraciones de cada contenedor. Para cada uno de ellos encontraremos.

• image donde podemos especificar la imagen que vamos a utilizar para instanciar el contenedor.
• container_name nos sirve para especificar un nombre personalizado para el contenedor que vamos a crear.
• ports establece una redirección de puertos de nuestra máquina host y la red virtual de nuestro contenedor, la sintaxis para ello es <puerto_host: puerto_virtual>.
• networks dentro de la definición del contenedor podemos establecer que red virtual deseamos acoplar al contenedor.
• volumes establecemos la asociación entre un volumen o directorio del sistema host y la ruta donde será montado en el sistema de archivos del contenedor, la sintaxis para ello es <volumen_host: sistema_archivos_contenedor>. Observe que el volume_host está definido en la sección de volumes al final del archivo.
• environment podemos definir cada una de las variables de entorno que necesita nuestro contenedor.

Con esto claro, ya comprenderá que en el archivo se define una contenedora llamada postgres y una llamada aplicacion, y debajo de cada una estamos definiendo su configuración de aplicación multicontenedor por medio de los atributos descritos antes.

Ahora instanciamos el despliegue completo (las dos contenedoras en el archivo) mediante la instrucción:

#docker-compose -f <ruta-archivo-compose.yaml> up -d
docker-compose -f compose.yaml up -d

Por ejemplo:

Ilustración 3. Despliegue de los contenedores mediante Docker Compose

Si deseamos consultar qué contenedores tenemos desplegados actualmente podemos utilizar el comando.

docker ps -a

Asimismo, si deseamos consultar métricas de consumo de recursos por parte de los contenedores podemos usar.

docker stats

Asimismo, si deseamos instanciar una sesión de terminal para depurar un contenedor, podemos emplear, generalmente, la siguiente instrucción empleando docker exec.

docker exec -it <nombre-contenedor> /bin/bash

Ilustración 4. Ingreso a un contenedor vía consola

Para culminar este tutorial, lo invitamos a poner a prueba cada uno de dos endpoint disponibles para consultar ordenes de entrega y agregar nuevas. Para ello, importe en Postman la colección que se encuentra presente en el repositorio en la carpeta postman/.

Finalmente, si deseamos detener el despliegue de contenedores completamente, podemos usar

#docker-compose -f <ruta-archivo-compose.yaml> down
docker-compose -f compose.yaml down

Ilustración 6. Eliminación del despliegue de contenedores

Éxitos en el desarrollo del tutorial y nos vemos en una próxima oportunidad

[1] «Docker Engine overview», Docker Documentation, mar. 17, 2021. https://docs.docker.com/engine/ (accedido mar. 18, 2021).

[2] «Dockerfile reference», Docker Documentation, oct. 22, 2021. https://docs.docker.com/engine/reference/builder/.