Контейнеризация Python-приложения с помощью Docker

Preslav Dobrev2023-03-07 · 5 min read

Контейнеризация Python-приложения с помощью Docker

Docker — это бесплатное решение с открытым исходным кодом для разработки, развертывания и управления приложениями в легковесной виртуализации на уровне ОС. В этом руководстве мы продемонстрируем создание Python приложения внутри контейнера Docker.

Prerequisites

Для выполнения шагов, описанных в этом руководстве, вам понадобятся следующие компоненты:

Система Linux. Ознакомьтесь с настройкой собственного VPS на Ubuntu на CloudSigma.
Установлена и настроена последняя версия Docker. Узнайте больше об установке Docker на Ubuntu.

Docker Containers

При запуске различных программ в одной и той же среде что-то может пойти (и пойдет) не так. Чем больше программ вы добавляете, тем более нестабильной становится система. Для обычных людей это может быть не так критично. Однако, когда речь идет о критически важных приложениях, последствия могут быть серьезными.

Чем больше приложений появляется в системе, тем больше поверхность атаки. Одно скомпрометированное приложение может легко привести к падению всей системы.

Для решения этих проблем мы можем использовать контейнеры Docker для изолирования на уровне программного обеспечения:

Приложения внутри контейнера будут иметь ограниченный доступ к файлам.
Контейнеризированные приложения не могут видеть другие процессы, запущенные в системе.
Контейнеру может быть выделено определенное количество аппаратных ресурсов.
Сетевые порты контейнера не открыты наружу.
Согласованная упаковка практически чего угодно для локальных сред и сред продакшена.

Для демонстрации мы создадим простой сервер Python внутри контейнера Docker, преобразуем контейнер в образ и развернем этот образ в тестовой рабочей среде.

Шаг 1 – Настройка файловой системы

Для размещения проекта сначала мы создадим выделенную директорию:

mkdir -pv python-server-container/

1	mkdir -pv python-server-container/

cd !$

cd !$

Внутри этой директории создайте поддиректорию src для хранения нашего кода:

mkdir -pv src/

1	mkdir -pv src/

Шаг 2 – Создание сервера Python

На этом шаге мы создадим простой HTTP-сервер на Python. Создайте файл server.py:

touch server.py

1	touch server.py

Откройте его в текстовом редакторе:

nano server.py

1	nano server.py

Введите следующий код Python:

from http.server import HTTPServer, SimpleHTTPRequestHandler

def run(server_class=HTTPServer, handler_class=SimpleHTTPRequestHandler):
    """server entrypoint"""
    server_address = ("0.0.0.0", 8080)
    httpd = server_class(server_address, handler_class)
    print("starting server...")
    httpd.serve_forever()

if __name__ == "__main__":
    run()

from http.server import HTTPServer, SimpleHTTPRequestHandler

def run(server_class=HTTPServer, handler_class=SimpleHTTPRequestHandler):

"""server entrypoint"""

server_address = ("0.0.0.0", 8080)

httpd = server_class(server_address, handler_class)

print("starting server...")

httpd.serve_forever()

if __name__ == "__main__":

run()

Здесь:

Мы используем класс HTTPServer и запрашиваем обработчик из стандартной библиотеки Python, сохраняя программу простой.
Функция run инициализирует экземпляр HTTPserver.
Как показывают аргументы server_address, сервер будет прослушивать любые входящие подключения на порту 8080.

Теперь проверим, работает ли сервер должным образом. Запустите сервер:

python3 server.py

1	python3 server.py

В новом окне терминала мы можем использовать curl для отправки запроса на сервер:

curl -iv localhost:8080

1	curl -iv localhost:8080

Кроме того, вы можете открыть ссылку в веб-браузере:

http://localhost:8080

1	http://localhost:8080

Шаг 3 – Создание Dockerfile

Файл Dockerfile содержит необходимые инструкции для создания образа Docker. Инструкции в файле выполняются последовательно. Узнайте больше о Dockerfile.

Создайте новый Dockerfile для нашего проекта:

touch Dockerfile

1	touch Dockerfile

Теперь мы добавим в него необходимый код. Откройте его в текстовом редакторе:

nano Dockerfile

1	nano Dockerfile

Введите следующий код:

FROM python:latest

ENV SRC_DIR /usr/bin/src/test_server/src
COPY src/* ${SRC_DIR}/
WORKDIR ${SRC_DIR}

ENV PYTHONUNBUFFERED=1

CMD ["python", "server.py"]

FROM python:latest

ENV SRC_DIR /usr/bin/src/test_server/src

COPY src/* ${SRC_DIR}/

WORKDIR ${SRC_DIR}

ENV PYTHONUNBUFFERED=1

CMD ["python", "server.py"]

Здесь,

Любой Dockerfile должен начинаться с FROM директивы. В нашем случае мы объявляем Python в качестве основы Docker-образа.
Директива ENV SRC_DIR задает расположение директории контейнера.
Директива COPY копирует файлы из директории src, в которой сейчас находится сервер Python.
Переменная PYTHONBUFFERED=1 указывает, что Python будет выводить и записывать логи напрямую в STDOUT. В противном случае логи не отправлялись бы ни в какой буфер.
Директива CMD задает команду по умолчанию для запуска при выполнении контейнера. В данном случае мы используем эту директиву для запуска нашего Python-сервера.

Шаг 4 – Генерация Docker-образа

Когда Dockerfile готов, мы можем собрать образ. Запустите следующую команду Docker, чтобы начать процесс:

docker build . -t python_server

1	docker build . -t python_server

Здесь,

Флаг -t используется для присвоения тега нашему Docker-образу как python_server.
Docker загрузит все необходимые компоненты и объединит их в образ.

Шаг 5 – Запуск образа

Образ готов к развертыванию. Мы можем запустить его с помощью следующей команды:

docker run -p 8080:8080 python_server

1	docker run -p 8080:8080 python_server

Здесь мы перенаправляем порт 8080 с локальной машины на Docker-образ с помощью флага -p .

Мы можем легко проверить, запущен ли и работает ли сервер, с помощью curl:

curl -iv localhost:8080

1	curl -iv localhost:8080

Шаг 6 – Остановка сервера

В терминале нажмите “Ctrl + C”, чтобы завершить процесс Docker:

Шаг 7 – Экспорт и импорт Docker-образа

Теперь у нас есть функциональный Docker-образ, содержащий наш Python-сервер. С помощью функций экспорта и импорта Docker мы можем перенести его на любую другую систему.

Сначала проверьте список Docker-образов в текущей системе:

docker images

1	docker images

Наша цель — Docker-образ python_server, который мы только что создали. Следующая команда экспортирует его в виде TAR-архива:

docker save python_server:latest > python_server.tar

1	docker save python_server:latest > python_server.tar

После переноса файла python_server.tar на целевую машину используйте следующую команду для импорта Docker-образа:

docker load < python_server.tar

1	docker load < python_server.tar

Заключение

В этом руководстве мы продемонстрировали создание Docker-образа из приложения на Python. Мы создали простой веб-сервер на Python и собрали из него Docker-образ. Теперь этот Docker-образ можно развернуть в любой среде и ожидать стабильной работы.

Хотите узнать больше о Docker? Ознакомьтесь со следующими руководствами:

Приятной работы!

Preslav Dobrev

Автор · CloudSigma

Preslav Dobrev — креативный дизайнер в CloudSigma, сосредоточенный на формировании последовательного корпоративного образа с помощью традиционных и инновационных маркетинговых каналов. Он умело сочетает художественное видение со стратегическим маркетингом, создавая убедительные истории бренда.