Docker-Grundlagenkurs

Lektion 1 • Einführung in die Isolierung auf Betriebssystemebene

Erläutert Kernel-Namensräume und cgroups als die Linux-Grundbausteine, die Container ermöglichen. Verbindet Low-Level-Betriebssystemfunktionen mit dem Container-Verhalten, das die Teilnehmer später beobachten werden.

Lektion 2 • Überblick über das Container-Ökosystem

Kartiert die wichtigsten Werkzeuge, Laufzeitumgebungen und Standards in der Container-Landschaft. Orientiert die Teilnehmer, bevor sie mit einem bestimmten Werkzeug interagieren.

Lektion 3 • Konzepte der traditionellen Virtualisierung

Behandelt Hypervisoren, Gastbetriebssysteme und Ressourcen-Overhead in VM-basierten Umgebungen. Verankert die Teilnehmer im Problemraum, den Container lösen.

Lektion 1 • Docker-Daemon-Konfiguration

Behandelt die Daemon-Konfigurationsdatei, Logging-Treiber und die Auswahl des Speichertreibers. Eine ordnungsgemäße Konfiguration verhindert Leistungs- und Speicherprobleme in nachfolgenden Übungen.

Lektion 2 • Installation von Docker auf gängigen Plattformen

Führt durch die Installation unter Linux, macOS und Windows. Die Teilnehmer verlassen den Abschnitt mit einem laufenden Daemon, unabhängig von ihrem Host-Betriebssystem.

Lektion 3 • Tiefer Einblick in die Docker-Architektur

Erläutert das Client-Daemon-Registry-Modell und wie die Komponenten kommunizieren. Das Verständnis der Architektur verhindert Fehldiagnosen von Fehlern, die in späteren Kapiteln auftreten.

Lektion 1 • Pullen und Taggen von Images

Behandelt Namenskonventionen für Images, Tag-Semantik und Digest-basierte Fixierung. Die Teilnehmer lernen, Images präzise zu referenzieren, um reproduzierbare Umgebungen zu gewährleisten.

Lektion 2 • Arbeiten mit privaten Registries

Demonstriert Authentifizierung, das Pushen von Images und die Konfiguration von Registry-Mirrors. Die Teilnehmer können Docker in organisatorische Workflows integrieren, die privaten Speicher erfordern.

Lektion 3 • Verwalten der lokalen Image-Speicherung

Behandelt das Bereinigen, die Analyse der Speichernutzung sowie Workflows zum Export und Import von Images. Die Teilnehmer erhalten während des gesamten Kurses eine saubere lokale Umgebung.

Lektion 4 • Verstehen von Image-Layern

Erläutert das Union-Dateisystem, das Stapeln von Layern und die Copy-on-Write-Mechanik. Das Wissen über Layer ist eine Voraussetzung für die effiziente Erstellung von Dockerfiles im nächsten Kapitel.

Lektion 1 • Layer-Caching und Build-Optimierung

Erläutert Cache-Invalidierungsregeln und Strategien zur Anweisungsreihenfolge, um die Wiederherstellungszeit zu minimieren. Optimierte Builds beschleunigen die Entwicklungs-Feedbackschleife.

Lektion 2 • Multi-Stage-Builds

Vermittelt die Multi-Stage-Syntax, um Build- und Laufzeitumgebungen in einem Dockerfile zu trennen. Die Teilnehmer erstellen deutlich kleinere Produktions-Images ohne zusätzliche Werkzeuge.

Lektion 3 • Dockerfile-Syntax und -Struktur

Führt jede Kernanweisung und die Reihenfolge ein, in der Docker sie verarbeitet. Eine solide Syntax-Grundlage verhindert die Mehrzahl der Build-Fehler, auf die die Teilnehmer stoßen.

Lektion 4 • Debuggen fehlgeschlagener Builds

Behandelt die Interpretation der Build-Ausgabe, die Inspektion von Zwischencontainern und BuildKit-Debug-Funktionen. Die Teilnehmer lösen Build-Fehler selbstständig und effizient.

Lektion 1 • Container-Logging und -Inspektion

Verwendet docker logs, docker inspect und stats, um das Container-Verhalten zu beobachten. Die Teilnehmer diagnostizieren Laufzeitprobleme, ohne den Container zu betreten.

Lektion 2 • Ressourcenbeschränkungen und -limits

Wendet CPU-, Speicher- und I/O-Limits mit Laufzeit-Flags auf Container an. Die Teilnehmer verhindern Noisy-Neighbor-Probleme in gemeinsam genutzten Host-Umgebungen.

Lektion 3 • Befehle für den Container-Lebenszyklus

Behandelt die Befehle create, start, stop, restart, pause und remove mit ihren Flags. Die Teilnehmer steuern jeden Lebenszykluszustand, den ein Container einnehmen kann.

Lektion 4 • Neustartrichtlinien und Health Checks

Konfiguriert Neustartrichtlinien und HEALTHCHECK-Anweisungen für selbstheilende Container. Die Teilnehmer erstellen Container, die sich automatisch von vorübergehenden Ausfällen erholen.

Lektion 1 • Container-DNS und Service-Erkennung

Erläutert den integrierten DNS-Server von Docker und die automatische Namensauflösung in benutzerdefinierten Netzwerken. Die Teilnehmer verbinden Container nach Namen anstelle von fragilen IP-Adressen.

Lektion 2 • Techniken zur Netzwerk-Fehlerbehebung

Wendet Tools wie ping, curl und netstat in Containern an, um Konnektivitätsprobleme zu diagnostizieren. Die Teilnehmer lösen Netzwerkprobleme, ohne die Docker-CLI zu verlassen.

Lektion 3 • Port-Veröffentlichung und -Freigabe

Behandelt die Flags EXPOSE, -p und -P sowie die von Docker verwalteten iptables-Regeln. Die Teilnehmer machen Container-Dienste sicher für Host- und externen Datenverkehr zugänglich.

Lektion 4 • Erstellen und Verwalten von Netzwerken

Demonstriert das Erstellen, Verbinden, Trennen und Entfernen von benutzerdefinierten Netzwerken. Die Teilnehmer erstellen isolierte Netzwerksegmente für Anwendungen mit mehreren Containern.

Lektion 1 • Grundlagen der Container-Speicherung

Erläutert den beschreibbaren Container-Layer, seine Kurzlebigkeit und warum externer Speicher erforderlich ist. Motiviert jedes in den folgenden Abschnitten vorgestellte Speichermuster.

Lektion 2 • tmpfs-Mounts und In-Memory-Speicherung

Verwendet tmpfs-Mounts für sensible oder kurzlebige Daten, die nicht auf die Festplatte gelangen dürfen. Die Teilnehmer wenden tmpfs auf Secrets und temporäre Hochgeschwindigkeits-Workloads an.

Lektion 3 • Bind Mounts

Bindet Host-Dateisystempfade für die Entwicklung und Konfigurationseinspeisung in Container ein. Die Teilnehmer verstehen die Risiken von Bind Mounts und geeignete Anwendungsfälle.

Lektion 4 • Volume-Backup und -Migration

Demonstriert Backup-, Wiederherstellungs- und Migrationsmuster unter Verwendung von Hilfs-Containern und Archiven. Die Teilnehmer schützen zustandsbehaftete Daten und verschieben sie über Umgebungen hinweg.

Lektion 1 • Ausführen und Verwalten von Compose-Stacks

Behandelt die Befehle up, down, start, stop und scale für Compose-verwaltete Stacks. Die Teilnehmer betreiben Multi-Service-Anwendungen als eine Einheit.

Lektion 2 • Netzwerke in Compose

Erläutert die standardmäßige Netzwerkerstellung, benutzerdefinierte Netzwerke und dienstübergreifendes DNS in Compose. Die Teilnehmer verbinden Services korrekt ohne manuelle Netzwerkbefehle.

Lektion 3 • Docker Compose Konzepte und Syntax

Führt das Compose-Dateischema, Service-Definitionen und die YAML-Struktur ein. Die Teilnehmer lesen und schreiben Compose-Dateien, bevor sie einen Multi-Container-Stack ausführen.

Lektion 4 • Compose-Profile und Override-Dateien

Verwendet Profile und Override-Dateien, um umgebungsspezifische Service-Sets zu verwalten. Die Teilnehmer pflegen eine einzige Quelle der Wahrheit für Entwicklung, Test und Staging.