淺談 Docker，讓搭建資料科學環境更高效

Karen

發佈於資料科學家之路

更新於 2023/09/02發佈於 2023/07/31閱讀時間約 5 分鐘

photo by Emile Perron on Unsplas

上篇我們在安裝 VirtualBox 練習使用虛擬化切割出獨立空間做開發，那除了使用 VM 達到虛擬化外，另一個輕量級的虛擬化技術 - 容器化。

要使用容器，那就不能不認識 Docker

Docker 的背景與概念

Docker 是基於 Go 語言實現的一個開源項目，在 2013 年誕生，最初是 dotCloud 公司內部的一個 Sideproject 。虛擬化最想解決的一大痛點是，當開發者在不同平台或硬體佈署時，都可以克服環境設定的問題。簡單來說，在程式開發完成時，連需要的開發環境也打包起來，就不用擔心，我的開發環境與正式環境不同時，應用程式可不可以跑起來的問題。

虛擬機器 (Virtual machine) VS 容器 (Container)

Virtual Machines

透過 Hypervisor 讓虛擬機內的作業系統和原生的作業系統溝通，也就是說可以在原本的電腦上，安裝另外一套作業系統。

Docker 是基於 Docker engine ，透過容器平台將 Application(應用程式)所需的環境、程式碼、函式庫打包完成，建立資源管理的機制，可以讓系統分配資源獨立運行，像是: 我的電腦有兩顆 GPU ，我可以將一個 GPU 分配給某個 Container 。

兩者相比

虛擬機和容器的對比，容器在很多功能上都大大的勝過虛擬機，而除了這些效能上的勝出，容器的優點中，對我而言最大的幫助是更快速的交付和佈署，開發者可以用一套標準的映像檔(Docker image)，建立 Container 做開發，開發完成後，也可以將 Container 直接打包，直接移植到其他機器，這會讓佈署交付更快速。

講了這麼多容器化(Container)的優點
先來安裝 Docker 吧～～～

安裝 Docker

在 Linux 系統上透過指令安裝 Docker，可參考以下指令，安裝完成後，透過查看 Docker version 確認安裝成功


sudo apt-get install docker.io

sudo service docker start

sudo docker version

詳細的安裝可以參考:

以及如果不想要每次執行 Docker 指令時都 sudo ，可以把 Docker 加入權限，指令如下：

sudo groupadd docker

sudo usermod -aG docker $USER

newgrp docker

在 Windows 系統上安裝 docker ，直接於官網下載 Desktop 版本

Docker 核心三要素

映像檔（Image）
可以把它想成當下那個環境的 Snapshot 、當下的模板，可以依照模板實作出相同的 Container ，而模板的內容可以用 Dockerifle 紀錄(像是施工的藍圖)。所以我們可以從 Dockerfile 把 Image build 起來，也可以下載別人已經製作好的 Image 來使用。
容器（Container）
把剛剛的 image 實作出來的東西就是容器，也就是說可以從 Image build 出 Container ，平常在撰寫跟開發的空間就是 Container 。而且 Container 之間是可以相互隔離的。
倉庫（Repository）
Repository 是存放 Image 的地方，而且 Repository 分為 Public 和 Private，最常使用到的 Public Repository 是 Docker Hub ，上面有很多 Image 可以下載，也可以將自己 Image 上傳存放、共享給他人。

Docker hub 上的 Image

總結

從 Dockerfile build image -> Image 存放在 Repository -> 實作 Image 成為 Container -> 在 Container 裡面做開發。
另一方面，可以在 Container 裡面做修改與開發 -> 都可以再壓成新的 Image ，也是存在 Repository 裏面 -> 新的 Image 變更的地方又可以更新在 Dockerfile 上。

小心得

這篇先說明了關於 Docker 幾個重要基本的知識點，並且安裝好 Docker ，因為篇幅的關係，把一些內容拆在下一篇的文章中。接下來會分享更多實作的內容，例如從 Docker hub 下載 Image ，並且 Build 成 Container ，在 Container 裏面 Training model ，我們下次見!