Introducción a Docker

Resumen de una línea

Fundamentos de Docker: qué son los contenedores, cómo se diferencian de máquinas virtuales, e instalación en Linux y Windows.

Conceptos Fundamentales

Tipos de Virtualización

Emulación (QEMU): Simula CPU completa, muy lenta

Virtualización Tipo 1 (Hypervisor nativo): Corre directamente en hardware

• Ejemplos: ESXi, Hyper-V
• Cada VM tiene su propio kernel
• Arranque: 2-5 minutos

Virtualización Tipo 2 (Hypervisor hospedado): Corre dentro del SO

• Ejemplos: VirtualBox, VMware Workstation
• Cada VM tiene su propio kernel
• Arranque: 2-5 minutos

Contenedores: Virtualización a nivel SO (aislamiento a nivel de proceso)

• Kernel compartido entre contenedores
• Arranque: milisegundos
• Tamaño: MB vs GB
• Overhead: mínimo

Docker es una Plataforma Completa

No es solo “contenedores” (que existen desde Linux/LXC). Docker incluye:

• Engine: Runtime que ejecuta contenedores
• CLI: Interfaz de línea de comandos (docker run, docker build)
• Imágenes: Templates reutilizables
• Registros: Almacenes centralizados (Docker Hub)
• Compose: Orquestación simple
• Desktop: GUI (para Windows/Mac)

Diferencias: Contenedores vs Máquinas Virtuales

Aspecto Contenedores VMs

Kernel Compartido Propio Arranque Milisegundos Minutos Tamaño MB GB Overhead Mínimo Significativo Aislamiento Procesos Completo Performance Nativo (sin penalty) Penalty 5-10%

Problema que Resuelve Docker

”Works on my machine but not in production”

Situación:

• Desarrollador: Ubuntu 22.04, Python 3.10, Django 4.1
• Testing: Ubuntu 20.04, Python 3.8, Django 3.2
• Producción: RHEL 8, Python 3.6, Django 2.2

Resultado: Incompatibilidades, bugs misteriosos, deployments fallidos

Solución Docker:

Imagen Docker = SO + Dependencias + Código
= Mismo entorno en todos lados

Instalación

En Linux

1. Actualizar repositorios:

apt-get update
apt-get install ca-certificates curl gnupg lsb-release

2. Añadir key GPG oficial:

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg  gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

3. Añadir repositorio:

echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] ..." >> /etc/apt/sources.list.d/docker.list

4. Instalar:

apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

5. Verificar:

docker --version
docker run hello-world

Componentes instalados:

• docker-ce: Docker Engine (core)
• docker-ce-cli: CLI herramienta
• containerd: Runtime de bajo nivel

En Windows

Requisitos:

• Windows 10 Professional/Enterprise
• Hyper-V activado
• WSL 2 instalado (Windows Subsystem for Linux v2)

Instalación:

1. Descargar Docker Desktop installer
2. Ejecutar .exe
3. Seleccionar “WSL 2” como backend
4. Reiniciar Windows
5. Verificar: docker --version

Backend WSL 2:

• Corre Linux en subsistema de Windows
• Performance cercana a nativa
• Integración transparente

En Mac

Similar a Windows pero usa Hypervisor.framework (en lugar de Hyper-V)

Conceptos Clave

1. Virtualización Ligera = Kernel Compartido

Contenedores no incluyen sistema operativo completo, solo aislamiento a nivel de proceso.

2. Docker es Ecosistema Completo

No es solo ejecutar contenedores; incluye imágenes, registros, herramientas.

3. Portabilidad + Aislamiento

“Works on my machine” desaparece porque el contenedor lleva TODO: código, dependencias, config.

4. Instalación Plataforma-Dependiente

• Linux: Docker Engine (nativo)
• Windows/Mac: Docker Desktop (VM con Linux adentro)

5. Limitaciones que Abren Nuevas Herramientas

Docker es para single-host. Cuando necesitas múltiples servidores → Kubernetes/Swarm.

Arquitectura de Docker

┌─────────────────────────────────────┐
│   Docker CLI (docker run, build)    │
├─────────────────────────────────────┤
│     Docker Daemon (dockerd)         │
│  ┌──────────────────────────────┐   │
│  │  Contenedor 1 (aislado)      │   │
│  │  - Filesystem propio         │   │
│  │  - Procesos propios          │   │
│  │  - Network namespace         │   │
│  └──────────────────────────────┘   │
│  ┌──────────────────────────────┐   │
│  │  Contenedor 2 (aislado)      │   │
│  │  - Filesystem propio         │   │
│  │  - Procesos propios          │   │
│  │  - Network namespace         │   │
│  └──────────────────────────────┘   │
├─────────────────────────────────────┤
│   Kernel Linux (compartido)         │
├─────────────────────────────────────┤
│   Hardware / SO Host                │
└─────────────────────────────────────┘

Ventajas Resumidas

1. Reproducibilidad: Mismo código + dependencias en todos lados
2. Aislamiento: Sin conflictos entre proyectos
3. Ligereza: MB vs GB, arranque rápido
4. Escalabilidad: Replicar es trivial
5. Simplidad: Una imagen, múltiples instancias

Limitaciones

• Single-host (necesita orquestación para clusters)
• Persistencia requiere volúmenes (datos efímeros por defecto)
• Networking básico (complejo para escenarios avanzados)
• Overhead de entorno Windows/Mac (VM con Linux)

Próximos Pasos

Módulo 2: Ejecutar contenedores básicos

• docker run
• Gestión de contenedores
• Primeros ejemplos (web, bases de datos)

Relaciones

Conecta con

• Contenedores — Concepto fundamental
• Docker — Plataforma general

Fuentes

• Curso: Docker 2024 - Módulo 1 — En la plataforma de enseñanza