Was ist Docker? Funktionsweise und Komponenten im Überblick

Docker ist eine Open-Source-Plattform, mit der sich Entwicklung, Bereitstellung und Betrieb von Software vereinfachen lassen. Mithilfe der Container-Technologie lassen sich Anwendungen in standardisierte Einheiten verpacken, die sich zuverlässig in unterschiedlichen Umgebungen ausführen lassen.

Container enthalten alles, was für den Betrieb einer Anwendung notwendig ist – vom Quellcode über Laufzeitumgebungen bis hin zu Abhängigkeiten und Konfigurationen.

In diesem Artikel erhalten Sie einen strukturierten Überblick über Docker. Wir erläutern die wichtigsten Komponenten der Plattform und zeigen, wie Docker die Bereitstellung und Verwaltung containerisierter Anwendungen vereinfacht.

Ganz gleich, ob Sie als Entwickler arbeiten, im IT-Umfeld tätig sind oder sich generell für moderne Ansätze der Softwarebereitstellung interessieren – ein solides Grundverständnis von Docker und Container-Technologie hilft Ihnen dabei, Software flexibler, effizienter und sicherer zu betreiben.

Was sind Docker-Container?

Docker-Container sind leichte, eigenständige und ausführbare Softwarepakete. Sie enthalten alles, was für den Betrieb einer Anwendung notwendig ist, darunter Code, Laufzeitumgebung, Systemwerkzeuge, Bibliotheken und Konfigurationen.

Docker führt Anwendungen innerhalb dieser Container aus und sorgt so für eine konsistente Ausführung über unterschiedliche Umgebungen hinweg – vom lokalen Rechner eines Entwicklers bis hin zu großen Rechenzentren. Eine zentrale Rolle spielen dabei Docker-Images, da sie alle benötigten Bestandteile einer Anwendung in standardisierter Form abbilden.

Als Open-Source-Technologie bietet Docker mit der Community Edition einen flexiblen Einstieg in die containerbasierte Softwarebereitstellung. Diese Version richtet sich vor allem an Einzelentwickler und kleinere Teams und unterstreicht den Anspruch von Docker, zugängliche und anpassungsfähige Werkzeuge bereitzustellen.

Docker-Container bieten mehrere entscheidende Vorteile:

• Gemeinsame Betriebssystemschicht. Im Gegensatz zu klassischen virtuellen Maschinen benötigen Docker-Container keine eigenen Betriebssysteminstanzen. Mehrere Container lassen sich parallel auf demselben System betreiben.
• Geringer Ressourcenverbrauch. Da Container den Kernel des Host-Systems gemeinsam nutzen, sind sie platzsparend und ressourcenschonend und bieten zugleich eine hohe Performance.
• Zeiteffiziente Umgebung. Container kapseln die gesamte Laufzeitumgebung einer Anwendung, einschließlich Abhängigkeiten, Binärdateien und Konfigurationsdateien.
• Hohe Effizienz und Portabilität. Docker-Images sind konsistente und portable Abbilder einer Container-Umgebung. Anwendungen lassen sich damit unabhängig vom Einsatzort einheitlich ausführen.

Auf diese Weise wird ein häufiges Problem vermieden: dass Anwendungen in einer Umgebung funktionieren, in einer anderen jedoch nicht. Docker sorgt für ein konsistentes Verhalten über unterschiedliche Systeme hinweg.

Mit Docker lassen sich zudem verschiedenste Anwendungen betreiben, darunter auch Content-Management-Systeme wie WordPress. Dazu wird WordPress als Docker-Image bereitgestellt und innerhalb eines Containers ausgeführt.

Wie funktioniert Docker?

Zentraler Bestandteil von Docker ist die Docker Engine – eine Client-Server-Anwendung, die aus drei Hauptkomponenten besteht:

• Docker-Daemon (dockerd): Ein dauerhaft laufender Hintergrundprozess, der Container erstellt, startet, verwaltet und verteilt.
• Docker-API: Die Schnittstelle, über die Anwendungen und Tools mit dem Daemon kommunizieren und Anweisungen ausführen.
• Docker-CLI (docker): Die Befehlszeilenschnittstelle, mit der Nutzer Docker steuern und Container verwalten.

Der Docker-Daemon läuft auf dem Host-Betriebssystem und übernimmt sämtliche Aufgaben rund um Container – vom Erstellen über das Starten bis hin zur Verteilung. Befehle, die über die Docker-CLI ausgeführt werden, leitet Docker an den Daemon weiter, der sie entsprechend verarbeitet.

Vereinfacht gesagt arbeitet Docker mit Images, auf deren Basis Container erstellt werden. Diese Images entstehen durch definierte Docker-Befehle und enthalten alle Parameter und Komponenten, die für den Betrieb einer Anwendung erforderlich sind.

Technisch basiert Docker auf Funktionen des Linux-Kernels, darunter Namespaces und cgroups. Sie sorgen dafür, dass Container voneinander isoliert sind und nur begrenzten Zugriff auf Systemressourcen haben. So können mehrere Container parallel auf einer einzigen Linux-Instanz laufen – sicher getrennt und effizient verwaltet.

Warum Docker verwenden?

Docker vereinfacht den gesamten Lebenszyklus von Anwendungen – von der Entwicklung über das Testen bis hin zum produktiven Einsatz. Einer der größten Vorteile besteht darin, konsistente Umgebungen über alle Phasen hinweg sicherzustellen.

Docker-Container kapseln sowohl die Anwendung als auch ihre Laufzeitumgebung. Dadurch verhalten sich Anwendungen in der Entwicklung, im Testbetrieb und in der Produktion identisch, was typische Kompatibilitäts- und Abhängigkeitsprobleme vermeidet.

Auch die Bereitstellung wird deutlich vereinfacht. Da Anwendungen zusammen mit allen benötigten Abhängigkeiten in Containern gebündelt sind, lassen sie sich schnell, zuverlässig und unabhängig von der jeweiligen Zielumgebung deployen.

Ergänzende Dienste wie Docker Hub und andere Docker-Registrys unterstützen diesen Prozess zusätzlich. Sie erleichtern die Verwaltung, Versionierung und gemeinsame Nutzung von Docker-Images – insbesondere bei der Zusammenarbeit in Teams oder in größeren Projekten.

Ein weiterer Vorteil von Docker ist die hohe Ressourceneffizienz. Container lassen sich innerhalb kürzester Zeit starten, skalieren oder stoppen, was für mehr Flexibilität und Agilität im laufenden Betrieb sorgt. Gleichzeitig tragen integrierte Sicherheitsmechanismen dazu bei, Anwendungen kontrolliert und sicher auszuführen.

Mit der Zeit können sich jedoch nicht mehr benötigte Docker-Images ansammeln und unnötig Speicherplatz belegen. Um Systemressourcen effizient zu nutzen, empfiehlt es sich daher, ungenutzte Docker-Images regelmäßig zu entfernen.

Wofür wird Docker verwendet?

Dank seiner Vielseitigkeit und Effizienz kommt Docker in unterschiedlichsten Szenarien zum Einsatz. Im Folgenden finden Sie einige der häufigsten Anwendungsfälle.

Optimierung von Entwicklungsumgebungen

Docker vereinfacht die Arbeit in Entwicklungsumgebungen erheblich. Mithilfe der Container-Technologie lassen sich isolierte Umgebungen erstellen, die die spätere Produktionsumgebung möglichst exakt abbilden. Das ist besonders hilfreich bei komplexen Anwendungen, die bestimmte Konfigurationen oder Abhängigkeiten voraussetzen.

Mit Docker Desktop – einer benutzerfreundlichen Oberfläche zur Verwaltung von Containern – können Entwickler Produktionsumgebungen direkt auf ihren lokalen Rechnern nachbilden. Dazu gehören unter anderem identische Betriebssysteme, Bibliotheken und konkrete Softwareversionen, die innerhalb von Containern ausgeführt werden.

Eine zentrale Rolle spielt dabei auch der Docker-Dienst selbst. Er ermöglicht die skalierbare Bereitstellung und Verwaltung von Containern, sodass mehrere Container parallel betrieben werden können.

Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Komponenten oder Versionen einer Anwendung gleichzeitig entwickeln und testen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

Microservices-Architektur

In der modernen Softwareentwicklung werden Anwendungen zunehmend nach dem Microservices-Prinzip aufgebaut. Dabei wird eine Anwendung in mehrere kleinere, voneinander unabhängige Dienste aufgeteilt. Jeder dieser Dienste läuft in einem eigenen Prozess und kommuniziert mit anderen Diensten über leichtgewichtige Schnittstellen, häufig über HTTP-basierte APIs.

Microservices-Architekturen sind vor allem für ihre Flexibilität, Skalierbarkeit und die Möglichkeit bekannt, einzelne Dienste unabhängig voneinander bereitzustellen und zu verwalten.

Docker eignet sich besonders gut für diesen Ansatz. Jeder Microservice kann in einem eigenen Container betrieben werden, wodurch Funktionalität und Abhängigkeiten klar vom restlichen System getrennt sind. Diese Isolation erleichtert Entwicklung, Test und Deployment einzelner Dienste und reduziert gleichzeitig die Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems.

Zu den wichtigsten Vorteilen von Docker in Microservices-Architekturen zählen:

• Skalierbarkeit. Container lassen sich schnell starten, stoppen oder vervielfältigen. Dadurch können einzelne Services je nach Bedarf unabhängig voneinander skaliert werden.
• Wartbarkeit. Da jeder Microservice in einer eigenen Umgebung läuft, lassen sich Änderungen oder Updates durchführen, ohne andere Dienste zu beeinträchtigen.
• Vereinfachte Verwaltung. Die klare Trennung der Services reduziert die Komplexität der Gesamtanwendung und erleichtert die gezielte Umsetzung von Updates und Verbesserungen.

Continuous Integration und Continuous Deployment (CI/CD)

In CI/CD-Pipelines bietet Docker eine konsistente, reproduzierbare und effiziente Grundlage für die Automatisierung von Tests und Deployments. Änderungen am Code lassen sich dadurch schneller und zuverlässiger von der Entwicklung bis in die Produktion überführen.

Durch den Einsatz von Docker-Containern in CI/CD-Pipelines können isolierte und kontrollierte Umgebungen geschaffen werden. Neuer Code wird innerhalb dieser Umgebungen integriert, getestet und bereitgestellt, ohne die laufende Produktionsumgebung zu beeinflussen. So wird sichergestellt, dass jede Änderung unter identischen Bedingungen geprüft wird, bevor sie in den Hauptcode übernommen wird.

Ein wichtiges Werkzeug in diesem Zusammenhang ist Docker Compose. Damit lassen sich Multi-Container-Anwendungen über eine YAML-Datei definieren und ausführen. Auf diese Weise kann die gesamte Anwendungsumgebung über alle Pipeline-Stufen hinweg konsistent abgebildet werden – von lokalen Tests bis hin zum Deployment.

Ein zentraler Vorteil von Docker in CI/CD-Prozessen ist die hohe Geschwindigkeit. Container lassen sich innerhalb weniger Sekunden starten oder beenden, wodurch einzelne Pipeline-Schritte deutlich beschleunigt werden.

Gleichzeitig erhöht Docker die Zuverlässigkeit beim Deployment. Wenn eine Anwendung innerhalb eines Containers korrekt funktioniert, kann davon ausgegangen werden, dass sie sich auch in der Produktionsumgebung identisch verhält. Das reduziert Bereitstellungsfehler und minimiert das Risiko von Rollbacks.

Cloud-native Anwendungen

Cloud-native Anwendungen sind darauf ausgelegt, in dynamischen und verteilten Cloud-Umgebungen zu laufen. Die Container-Technologie von Docker spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie Portabilität und konsistentes Verhalten über unterschiedliche Systeme hinweg sicherstellt.

Mit Docker lassen sich verteilte Anwendungen schnell in der Cloud bereitstellen. Entwickler profitieren von der Flexibilität und Skalierbarkeit moderner Cloud-Plattformen, während gleichzeitig die Abhängigkeit von einzelnen Anbietern reduziert wird.

Auch die Cloud Native Computing Foundation (CNCF) unterstreicht die Bedeutung containerisierter Anwendungen für moderne Softwarearchitekturen. Docker unterstützt diesen Ansatz, indem es etablierte Standards und Werkzeuge für die Entwicklung und den Betrieb containerbasierter Anwendungen bereitstellt.

Für den produktiven Einsatz bietet Hostingers VPS eine geeignete Umgebung für Docker-basierte, cloud-native Anwendungen. Die Kombination aus Leistung, Skalierbarkeit und Kontrolle ermöglicht es, Anwendungen flexibel zu betreiben und bei Bedarf zu erweitern.

Darüber hinaus ermöglicht die Docker Trusted Registry die sichere Speicherung und Verwaltung von Docker-Images. In Kombination mit der skalierbaren Infrastruktur von Docker hosting stellt sie sicher, dass cloud-native Anwendungen leistungsfähig, sicher und zuverlässig betrieben werden können.

DevOps-Praktiken

Docker fügt sich nahtlos in DevOps-Prinzipien ein, bei denen Softwareentwicklung (Dev) und IT-Betrieb (Ops) eng zusammenarbeiten. Ziel ist es, Prozesse zu automatisieren, die Zusammenarbeit zu verbessern und Software schneller bereitzustellen.

Die Container-Technologie von Docker unterstützt diese Ziele, indem sie konsistente Umgebungen über alle Phasen hinweg schafft. Entwickler- und Betriebsteams arbeiten dadurch mit denselben Voraussetzungen – von der Entwicklung bis zum produktiven Betrieb.

Darüber hinaus fördert Docker eine Kultur der kontinuierlichen Verbesserung. Container lassen sich schnell starten, stoppen oder vervielfältigen, was das Experimentieren mit neuen Technologien oder Prozessen erleichtert, ohne bestehende Systeme zu beeinträchtigen.

Ein weiterer Vorteil ist die einfache Zusammenarbeit im Team. Container können geteilt und reproduziert werden, wodurch Entwicklungs- und Betriebsprozesse transparenter und effizienter werden.

Zur Orchestrierung größerer Umgebungen bietet Docker mit Docker Swarm ein integriertes Werkzeug zur Verwaltung von Container-Clustern. Es automatisiert die Bereitstellung, Skalierung und Verteilung von Anwendungen und trägt so zu stabileren, schnelleren und fehlerärmeren Releases bei.

Welche Tools eignen sich für Docker-Bereitstellung und -Orchestrierung?

Für die Bereitstellung und Orchestrierung von Containern stellt Docker verschiedene Werkzeuge zur Verfügung. Welche Lösung sinnvoll ist, hängt vor allem von der Projektgröße, der Komplexität der Anwendung und den betrieblichen Anforderungen ab.

Docker Compose

Docker Compose ist ein Tool zur vereinfachten Verwaltung von Anwendungen, die aus mehreren Containern bestehen – sowohl in Entwicklungs- als auch in Produktionsumgebungen. Dienste, Netzwerke und Volumes werden dabei zentral in einer YAML-Datei definiert, was die Orchestrierung deutlich übersichtlicher macht.

Gerade bei Anwendungen mit mehreren Abhängigkeiten spielt Docker Compose seine Stärken aus. Eine typische Webanwendung mit separaten Containern für Datenbank, Webserver und Applikation lässt sich so als zusammenhängende Einheit starten und verwalten.

Auch für lokale Entwicklungsumgebungen ist Docker Compose besonders hilfreich. Entwickler können damit eine produktionsnahe Umgebung auf dem eigenen Rechner abbilden und komplexe Multi-Container-Setups inklusive aller Abhängigkeiten simulieren.

So wird sichergestellt, dass Anwendungen in einer Umgebung entwickelt, getestet und ausgeführt werden, die der späteren Produktionsumgebung sehr nahekommt – was das Risiko von Deployment-Problemen deutlich reduziert.

Kubernetes

Kubernetes (häufig auch K8s genannt) ist eine leistungsfähige Open-Source-Plattform zur Orchestrierung von Containern. Sie eignet sich besonders für größere, komplexe Anwendungen, bei denen Container automatisiert bereitgestellt, skaliert und verwaltet werden müssen.

Kernkonzept von Kubernetes sind sogenannte Pods. Dabei handelt es sich um Gruppen aus einem oder mehreren Containern, die gemeinsam als eine Einheit betrieben werden. Dieses Modell ist vor allem in verteilten Systemen wichtig, in denen Container eng zusammenarbeiten und zuverlässig miteinander kommunizieren müssen.

Ein wesentlicher Vorteil von Kubernetes liegt in der weitgehenden Automatisierung des Container-Managements. Damit geht Kubernetes deutlich über die Möglichkeiten klassischer Linux-Befehle und manueller Container-Verwaltung hinaus.

Diese Automatisierung umfasst die Bereitstellung von Containern basierend auf benutzerdefinierten Parametern und deren dynamische Skalierung und Verwaltung, um eine optimale Leistung und Ressourcennutzung zu gewährleisten.

Dank seiner großen, aktiven Community und der breiten Unterstützung durch Cloud-Anbieter lässt sich Kubernetes flexibel in unterschiedlichsten Umgebungen einsetzen – von lokalen Setups über private Rechenzentren bis hin zu öffentlichen oder hybriden Cloud-Infrastrukturen.

Docker Swarm

Docker Swarm ist ein integriertes Orchestrierungstool innerhalb des Docker-Ökosystems. Es dient der Verwaltung von Docker-Clustern und eignet sich besonders für Szenarien, in denen mehrere Container über mehrere Hosts hinweg koordiniert betrieben werden sollen.

Durch die Einrichtung eines Docker Swarms lassen sich mehrere Docker-Hosts zu einem virtuellen Gesamtsystem zusammenfassen. Container können dadurch zentral verwaltet, verteilt und überwacht werden, ohne jeden Host einzeln konfigurieren zu müssen.

Im Vergleich zu Kubernetes ist Docker Swarm bewusst einfacher gehalten. Es richtet sich vor allem an kleinere bis mittelgroße Deployments, bei denen eine grundlegende Orchestrierung ausreicht und zusätzlicher Konfigurationsaufwand vermieden werden soll.

Docker Swarm automatisiert zentrale Aufgaben wie die Verteilung von Containern, das Load-Balancing sowie den Umgang mit Ausfällen. Dadurch stellt es eine gut zugängliche Lösung dar, mit der sich Container-Orchestrierung auch ohne tiefgehende Vorkenntnisse umsetzen lässt.

Jenkins

Jenkins ist ein Open-Source-Automatisierungsserver, der vor allem für Continuous-Integration- und Continuous-Deployment-Prozesse (CI/CD) eingesetzt wird. Dank seiner hohen Flexibilität und Erweiterbarkeit eignet sich Jenkins besonders gut für die Automatisierung von CI/CD-Pipelines, insbesondere in Kombination mit Docker-Containern.

Mit Jenkins lassen sich zentrale Aufgaben automatisieren, etwa das Erstellen von Docker-Images, das Ausführen von Tests innerhalb von Containern oder das Bereitstellen von Anwendungen in Produktionsumgebungen. Darüber hinaus bietet Jenkins umfangreiche Möglichkeiten zur Erstellung individueller Pipelines und verfügt über eine große Auswahl an Plugins und Tools für Docker-basierte Projekte.

Für den Betrieb von Jenkins-Servern bietet sich ein VPS von Hostinger als leistungsfähige Lösung an. Die hohe Performance und Skalierbarkeit einer VPS-Umgebung erfüllen die Anforderungen von Jenkins optimal und sorgen für einen stabilen, reibungslosen Betrieb des Automatisierungsservers.

Durch das Hosting von Jenkins auf einem Hostinger-VPS erhalten Unternehmen Zugriff auf eine robuste Infrastruktur, die für die Automatisierung von Docker-basierten CI/CD-Pipelines entscheidend ist. Das verbessert die Softwarebereitstellung, erhöht die Zuverlässigkeit von Deployments und trägt zu einem effizienteren Entwicklungszyklus bei.

Fazit

In diesem Artikel haben wir gezeigt, wie Docker die Bereitstellung und den Betrieb von Anwendungen grundlegend verändert. Durch den Einsatz von Containern ermöglicht Docker eine deutlich effizientere, flexiblere und konsistentere Softwareentwicklung.

Insbesondere in Linux-Umgebungen hat sich Docker als zuverlässiges Werkzeug etabliert, um Entwicklungsumgebungen zu vereinheitlichen und komplexe CI/CD-Pipelines umzusetzen. Docker schlägt die Brücke zwischen Entwicklung und Betrieb, automatisiert wiederkehrende Prozesse und sorgt dafür, dass Anwendungen über verschiedene Systeme und Umgebungen hinweg gleich funktionieren.

Ob zur Vereinfachung von Entwicklungsprozessen, zur Umsetzung moderner DevOps-Praktiken oder für den Betrieb skalierbarer Anwendungen – Docker hat sich als vielseitige und leistungsfähige Plattform für die Bereitstellung und Verwaltung von Software bewährt.

Was ist Docker? FAQ – häufige Fragen und Antworten

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