Docker под Windows для разработки, разбор подводных камней

Данная публикация является разбором особенностей контейнерной виртуализации Docker под системой Windows.

Она не претендует на роль исчерпывающей и по мере необходимости будет обновляться и дополняться.

За практическим руководством с нуля советую обратиться к этой публикации.

Содержание

• Предварительные настройки
• Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows
• Windows контейнеры и Linux контейнеры
• Особенности монтирования папок
• Монтирование с хост-машины или volume
• Особенности разметки диска GPT и MBR
• Docker Toobox to Windows
• Docker Swarm
• Проблемы с кодировкой
• Полезные ссылки
• Заключение

Предварительные настройки

Контейнерная виртуализация или виртуализация на уровне операционной системы Docker нативно работает только на дистрибутивах Linux и FreeBSD (экспериментально).
На Windows вам понадобится гостевая Linux система либо специальная минималистичная виртуальная машина с ядром Linux от разработчиков Docker, которая и ставится из коробки.
Само собой разумеется, что вы включили виртуализацию у себя в BIOS/UEFI
Пункт настройки может называться по-разному: VT-x, VT-d, Intel VT, AMD-V, Virtualization Technology.

Еще одним минимальным системным требованием будет разрядность системы x64 и версия не ниже Windows 7 Pro.

Выбор между Docker Toolbox on Windows или Docker for Windows

Появление Docker Toolbox on Windows и Docker Toolbox on Mac было большим событием.

Сборка включается в себя сам docker, утилиту docker-compose, утилиту для работы с виртуальной машиной docker-machine и клиент Kitematic.

Используется виртуальная машина (по умолчанию на VirtualBox) с минималистичным Linux окружением.

Позже для новых операционных систем выпустили Docker for Windows и Docker for Mac, которая на текущий момент является актуальной версией и продолжает развиваться.

Выбор между версиями не сложный:
— Если у вас Windows 10 x64 Pro, Enterprise или Education то включаем службу Hyper-V и ставим Docker for Windows.

Заметьте, что после включения службы Hyper-V пропадет возможность запускать и создавать x64 виртуальные машины на VirtualBox.

— Если же у вас другая версия Windows(7 Pro, 8, 8.1, 10 Home) то ставим VirtualBox и Docker Toolbox on Windows.

Несмотря на то, что Docker Toolbox разработчиками признан устаревшим работа с ним слабо отличается от Docker for Windows.

Вместе с установкой Docker Toolbox будет создана виртуальная машина.
В самом VirtualBox можно будет добавить оперативной памяти и ядер процессора на ваше усмотрение.

Windows контейнеры и Linux контейнеры

Docker for Windows предоставляет возможность переключать контейнеризацию между Linux и Windows версией.

В режиме Windows контейнеризации вы можете запускать только Windows приложения.
Замечу, что на май 2018 года в официальном Docker Hub существует всего 13 образов для Windows.

После включения Windows контейнеризации не забудьте добавить внешнюю сеть.

В конфигурационном файле docker-compose.yml это выглядит так:

networks:
  default:
    external:
      name: nat

Особенности монтирования папок

На примонтированных volume-ах не кидаются события файловой системы, поэтому inotify-tools не работает.
Спасибо пользователю eee

Если вы разрабатываете свой проект и пользуетесь docker-compose вне домашней папки то вам нужно будет проделать некоторые манипуляции.

Используя Docker for Windows для монтирования нового диска у вашего локального пользователя обязательно должен стоять пароль, который будет использоваться для доступа к shared папки.

Особенность заключается в том, что монтируемые внутрь контейнера диск будет монтироваться как от удаленной машины //10.0.75.1/DISK_DRIVE по протоколу SMB.

Для Docker Toolbox диски монтируются в самом VirtualBox на вкладке «Общие папки»
Пример для диска «D»:

Права доступа к монтируемым файлам и папкам

Как бы вам не хотелось, но для всех примонтированных из хост-машины файлов и папок будут стоять права 755 (rwx r-x r-x) и поменять их вы не сможете.

Остро встает вопрос при монтировании внутрь файла закрытого SSH ключа, права на который должны быть только у владельца(например 600).

В данном случае либо генерируют ключ при создании образа, либо прокидывают сокет ssh-agent с хост-машины.

Монтирование с хост-машины или volume

Монтирование внутрь контейнера происходит с использованием сети и протокола SMB, следовательно, внутри контейнера диск «D:\» будет примонтирован из источника //10.0.75.1/D
Использование volume внутри контейнера отображается как монтирование локального диска /dev/sda1, что влияет на скорость работы.

Простым тестом копирование файла на обычном HDD скорость работы получилась следующая:

Тип	Чтение	Запись
Монтирование	~85 МБ/с	~50 МБ/с
Volume	~340 МБ/с	~220 МБ/с

Такая разница в скорости скорее всего связана с тем, что в volume данные сбрасываются на диск постепенно, задействуя кеш в ОЗУ.

Особенности разметки диска GPT и MBR

Данный пункт не является истинной так как опровергающей или подтверждающей информации в интернете найти не смог.

Если на хост-машине таблица разделов MBR, то контейнер с MySQL/MariaDB может упасть с ошибкой:

InnoDB: File ./ib_logfile101: 'aio write' returned OS error 122. Cannot continue operation

По умолчанию в базе данных включеён параметр innodb_use_native_aio, отвечающий за асинхронный ввод/вывод и его надо будет выключить.

Данная проблема также встречается на некоторых версиях MacOS.

Docker Toobox to Windows

Главное правило: начинать работу с запуска ярлыка на рабочем столе «Docker Quickstart Terminal», это решает 80% проблем.

— Бывает возникают проблемы с отсутствия переменных окружения, решается командой:

eval $(docker-machine env default)

— Если все же возникают проблемы из разряда «docker: error during connect», необходимо выполнить:

docker-machine env --shell cmd default 
@FOR /f "tokens=*" %i IN ('docker-machine env --shell cmd default') DO @%i

Название Docker Machine по умолчанию default.

Docker Swarm

Ни в Docker for Mac, ни в Docker for Windows — нет возможности использовать запущенные демоны в качестве клиентов кластера (swarm members).
Спасибо пользователю stychos

Проблемы с кодировкой

Используя Docker Toolbox(на Docker for Windows не удалось воспроизвести) нашлась проблема с тем, что русские комментарии в docker-compose.yml файле приводили к ошибке:

Traceback (most recent call last):
  File "docker-compose", line 6, in <module>
  File "compose\cli\main.py", line 71, in main
  File "compose\cli\main.py", line 124, in perform_command
  File "compose\cli\command.py", line 41, in project_from_options
  File "compose\cli\command.py", line 109, in get_project
  File "compose\config\config.py", line 283, in find
  File "compose\config\config.py", line 283, in <listcomp>
  File "compose\config\config.py", line 183, in from_filename
  File "compose\config\config.py", line 1434, in load_yaml
  File "site-packages\yaml\__init__.py", line 94, in safe_load
  File "site-packages\yaml\__init__.py", line 70, in load
  File "site-packages\yaml\loader.py", line 24, in __init__
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 85, in __init__
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 124, in determine_encoding
  File "site-packages\yaml\reader.py", line 178, in update_raw
  File "c:\projects\compose\venv\lib\encodings\cp1251.py", line 23, in decode
UnicodeDecodeError: 'charmap' codec can't decode byte 0x98 in position 1702: character maps to <undefined>
[4176] Failed to execute script docker-compose

Полезные ссылки

Docker Toolbox on Windows
Docker for Windows
Практическое руководство по Docker

Заключение

Особенности работы с Docker контейнеризацией на системе Windows не отличается от работы на Linux за исключение разобранных выше.

В статье я умышленно не упомянул заметно низкую скорость работы контейнеров и overhead используя систему Windows как само собой разумеющееся.

Буду рад услышать ваши отзывы. Не стесняйтесь предлагать улучшения или указывать на мои ошибки.