Docker Là Gì? Những Kiến Thức Cơ Bản Về Docker

Lịch sử phát triển của Docker

Trước Docker, Linux đã có các công nghệ nền tảng cho container như chroot, namespace và cgroups, nhưng việc sử dụng rất phức tạp và không phổ biến.

Năm 2013, Docker được Solomon Hykes và công ty dotCloud giới thiệu, với mục tiêu đơn giản hóa việc đóng gói và chiển khai ứng dụng bằng container.

Từ năm 2014-2015, Docker bùng nổ mạnh mẽ, trở thành tiêu chuẩn triển khai ứng dụng và thúc đẩy phong trào DevOps.

Giai đoạn 2016 trở đi, Docker góp phần chuẩn hóa container thông qua OCI và trở thành nền tảng cốt lõi cho các hệ thống điều phối như Kubernetes.

Ngày nay, Docker tập trung vào trải nghiệm lập trình viên và vẫn là công cụ nền tảng trong hệ sinh thái container.

1. Docker là gì?

• Docker là một nền tảng giúp đóng gói ứng dụng cùng toàn bộ môi trường cần thiết để chạy nó (mã nguồn, thư viện, dependency, môi trường) vào một cái “thùng” gọi là Container.  Nhờ đó, ứng dụng có thể chạy ổn định và giống nhau trên mọi môi trường, từ máy cá nhân, VPS cho đến server hoặc cloud.
• Hiểu đơn giản, Docker giống như một chiếc hộp tiêu chuẩn bạn có thể ứng dụng vào hộp đó, mang chạy ở đâu thì ứng đó đều hoạt động như nhau, không lo khác hệ điều hành hay thư viện.

2. Docker gồm những phần chính nào?

Để dùng Docker, bạn chỉ cần nhớ 3 khái niệm nay:

• Dockerfile (Bản thiết kế): Một file văn bản chứa các dòng lệnh hướng dẫn cách cài đặt ứng dụng (ví dụ: Cài đặt hệ điều hành gì, cài Java hay Python, copy code vào đâu, …)
• Image (Gói phần mềm): Sau khi chạy Dockerfile, bạn thu được Image. Nó giống như một file nén hoàn chỉnh của ứng dụng.
• Container (Trạng thái đang chạy): Khi bạn mở Image để chạy, nó trở thành Container. Đây là lúc ứng dụng của bạn hoạt động.

3. Lợi ích khi sử dụng Docker

• Docker giúp chuẩn hóa môi trường ứng dụng, đảm bảo ứng dụng hoạt động giống nhau trên mọi hệ thống, từ máy tính cá nhân đến server và could.
• Docker cho phép triển khai nhanh, khởi động container chỉ trong vài giây và dễ dàng rollback khi có sự cố.
• Việc sử dụng container giúp tránh xung đột phần mềm, vì mỗi ứng dụng có môi trường riêng, không ảnh hưởng lẫn nhau.
• Docker tối ưu tài nguyên hệ thống, nhẹ hơn máy ảo và cho phép chạy nhiều ứng dụng trên cùng một server.
• Ngoài ra, Docker hỗ trợ tốt cho DevOps, CI/CD và kiến trúc microservices, giúp hệ thống dễ mở rộng và quản lý.

4. Cách hoạt động của Docker

• Docker hoạt động dựa trên mô hình Image -> Container. Trước hết, ứng dụng môi trường cần thiết được đóng gói thành một gói Docker Image (thông qua Dockerfile). Image này là bản thiết kế, chỉ đọc.
• Khi chạy Image, Docker tạo ra một Docker Container, đây là môi trường thực thi ứng dụng. Mỗi container được cô lập  bằng các cơ chế của hệ điều hành như namespace (tách process, network, filesystem) và cgroup (quản lý CPU, RAM), nhưng vẫn dùng chung kernel của hệ điều hành host.
• Docker Engine là thành phần chạy nền để quản lý image, container, network và volume. Nhờ cách này Docker cho phép ứng dụng khỏi động nhanh, chạy nhất quán trên mọi môi trường và tối ưu tài nguyên.

5. Những thuật ngữ cơ bản trong Docker

Dưới đây là các thuật ngữ cơ bản và quan trọng cần biết khi tìm hiểu về Docker:

1. Bản thiết kế và thực thi (The Blueprint & Execution)

Docker Engine: Bộ máy chính chạy trên máy tính/server để quản lý và vận hành các container.

Dockerfile: Một file văn bản chưa các câu lệnh (Instruction) để docker đọc và tự động xây dựng nên một image

Docker Image: Một tệp chỉ đọc (Read-only), đóng gói sẵn code, thư viện và môi trường. Nó là khuân mẫu để tạo ra Container.

Docker Container: Một thực thể (Instance) đang chạy của Image. Bạn có thể khởi động, dừng, xóa container. Mỗi Container là một trường cô lập.

2.Lưu trữ và chia sẻ (Storage & Registry)

Docker Hub: Một kho chứa Image công cộng lớn nhất thế giới (giống như GitHub nhưng dành cho Image). Bạn có thể lên đây tải về các Image như MySQL, Ubuntu, Nginx…

Docker Registry: Một dịch vụ lưu trữ và phân phối các Image. Docker Hub là một Registry công cộng, ngoài ra các công ty có thể Registry riêng (Private).

Repository: Một tập hợp các Image có cùng tên nhưng khác phiên bản (được phân biệt bằng Tag).

3. Quản lý Dữ liệu và Mạng (Networking & Persitence) 

Volume: Cơ chế để lưu trữ dữ liệu bền vững. Vì dữ liệu trong Container sẽ mất khi container bị xóa, Volume giúp gắn (mount) một thư mục từ máy thật vào container để giữ lại dữ liệu (như database).

Docker Network: Hệ thống mạng ảo giúp các Container có thể giao tiếp với nhau hoặc kết nối ra ngoài Internet.

Bind Mount: Một cách khác để chia sẻ file giữa máy thật và container (thường dùng khi đang code để thấy thay đổi ngay lập tức).

4. Quản lý quy mô lớn (Orchestration)

Docker Compose: Công cụ dùng file .yaml để định nghĩa và chạy cùng lúc nhiều container (ví dụ: một lệnh chạy cả App + Database + Cache).

Docker Swarm: Công cụ sẵn có của Docker để quản lý một cụm (Cluster) nhiều máy chủ chạy Docker.

Kubernetes (K8s): Một nền tảng bên ngoài (không thuộc Docker nhưng rất phổ biến) dùng để quản lý hàng nghìn container tự động.

5. Một số thuật ngữ kỹ thuật khác

Tag: Nhãn đính kèm vào Image để phân biệt phiên bản (Ví dụ: node:18:18, node:lates).

Layer: Docker Image được cấu tạo từ nhiều lớp. Khi bạn thay đổi 1 dòng code, Docker chỉ build lại layer đó, giúp tiết kiệm thời gian và dung lượng.

Base Image: Image nền (như Ubuntu, Alpine) mà từ đó bạn bắt đầu xây dựng Image của riêng mình.

6. Khi nào nên dùng docker?

• Khi làm việc nhóm (để môi trường của mọi người giống hệt nhau).
• Khi cần mang code lên Server (Deploy) nhanh chóng.
• Khi chạy hệ thống dịch vụ (Microservices).
• Khi muốn cài thử phần mềm (Database, Web Server) mà không muốn làm rác máy thật.

7. Sự khác biệt Docker và Máy ảo

VPS (Virtual Private Server) là một máy chủ ảo, mỗi VPS có hệ điều hành riêng, tài nguyên riêng (CPU, RAM, ổ cứng) và hoạt động gần giống một server vật lý.

Docker không phải là server, mà là nền tảng container hóa dùng để chạy ứng dụng. Docker Container không có hệ điều hành riêng, mà dùng chung kernel của hệ điều hành host.

8. Kết luận

Docker đã thay đổi cách chúng ta xây dựng, triển khai và vận hành ứng dụng hiện đại. Thay vì phụ thuộc vào hệ điều hành hay cấu hình máy chủ, Docker giúp đóng gói ứng dụng cùng môi trường chạy thành các container nhẹ, linh hoạt và nhất quán. Nhờ đó, việc phát triển, triển khai và mở rộng hệ thống trở nên nhanh chóng, ổn định và dễ quản lý hơn.

Trong bối cảnh DevOps, CI/CD và kiến trúc microservices ngày càng phổ biến, Docker gần như đã trở thành một kỹ năng nền tảng bắt buộc đối với lập trình viên và quản trị hệ thống. Hiểu và sử dụng Docker đúng cách sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian, tối ưu tài nguyên và xây dựng hệ thống hiệu quả, bền vững hơn trong dài hạn.