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Die Mutter aller Erfindungen
Die intensive Entwicklung von Software – sowohl für Computer und mobile Geräte als auch für eingebettete Systeme (Firmware) – macht es besonders wichtig, die richtigen Entwicklungswerkzeuge auszuwählen, die sowohl von Entwicklern als auch von Testern und Managern bei ihrer täglichen Arbeit eingesetzt werden. Die Komplexität der Aufgaben, mit denen sich die an der Softwareentwicklung Beteiligten konfrontiert sehen, wird durch die ständigen Veränderungen beeinflusst, die sowohl bei der Hardware (neue Prozessorarchitekturen, Peripheriegeräte) als auch bei der Software (aufeinanderfolgende Ausgaben von Betriebssystemen, Frameworks, Bibliotheken und sogar… Programmiersprachen) auftreten.
All dies bedeutet, dass Anwendungsentwickler eine Methode benötigen, um ihre Produkte bequem, schnell und vor allem sicher zu testen und die Testumgebung nach einer Katastrophe nahtlos rekonfigurieren oder wiederherstellen zu können. Zwei Technologien kommen zur Rettung – Virtualisierung und Containerisierung.
Virtualisierung vs. Containerisierung - was soll man wählen?
Jeder hat wahrscheinlich schon einmal mit dem Konzept einer virtuellen Maschine Bekanntschaft gemacht – mit Hilfe von Software wie VirtualBox oder VMWare können Sie ganz einfach ein Betriebssystem Ihrer Wahl auf einen Computer “setzen”, auf dem bereits ein anderes Betriebssystem läuft.
Die Rolle der virtuellen Maschine besteht darin, das Gastsystem (engl. guest) und die darauf laufenden Anwendungen weitgehend vom (engl. host) Hostsystem zu isolieren – dies schützt nicht nur den Host vor potenziellen Bedrohungen, die vom Slave-System ausgehen, sondern erleichtert auch die Arbeit derjenigen, die zwei (oder mehr) Betriebssysteme in ihrem Betrieb verwenden müssen, ohne ständig den Rechner herunterfahren und ein anderes System aus dem Boot-Menü starten zu müssen. Die Software ermöglicht auch die Erstellung von Snapshots, d.h. einer Aufzeichnung des Systemzustands der virtuellen Maschine, die sicher und schnell wiederhergestellt werden kann, z.B. im Falle eines schweren Fehlers.
Die Containerisierung hingegen bietet ein geringeres Maß an Isolierung – jeder Container ist im Grunde eine “Miniatur”-Betriebsumgebung mit eigenen Bibliotheken und Anwendungen, die jedoch die Hardware- und Software-Ressourcen des Hauptbetriebssystems nutzen. Ein enormer Vorteil der Containerisierung ist der weitaus geringere Bedarf an Rechenleistung und Arbeitsspeicher (sowie Festplattenplatz) im Vergleich zu virtuellen Maschinen – was sich direkt in einem reibungslosen Betrieb und der Verfügbarkeit von Ressourcen für die zu testenden Anwendungen niederschlägt.
Installation von Docker auf dem Raspberry Pi
Was die Hardware betrifft, so ist der Minicomputer Raspberry Pi 4 eine ausgezeichnete Wahl für diejenigen, die mit der Containerisierung beginnen möchten. Docker, eine der beliebtesten Container-Umgebungen, ist problemlos mit Raspberry kompatibel. – Docker ist jetzt als Installationspaket verfügbar. Um die entsprechende Version von Docker herunterzuladen, starten Sie das Terminal des Raspberry Pi und geben Sie den Befehl ein, der das komplette Installationsskript automatisch herunterlädt und auf der Festplatte (oder genauer gesagt auf einer microSD-Karte) speichert:
curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
Nach dem Herunterladen führen Sie das Skript mit dem Shell-Befehl aus:
sh get-docker.sh
Die gesamte Konfiguration sowie das Herunterladen der entsprechenden Binärdateien erfolgt automatisch, so dass Sie fehlende Repositories nicht manuell installieren müssen. Schließlich ist es eine gute Idee, den aktuellen Benutzer zur Docker-Gruppe hinzuzufügen (normalerweise ist dies einfach das Standardkonto mit dem Namen pi), das während der Softwareinstallation erstellt wurde:
sudo usermod -aG docker $USER
Dadurch wird es möglich, Docker auszuführen, ohne sich als root anmelden zu müssen, was die tägliche Arbeit mit dieser Umgebung erheblich erleichtert.
Erstellen und Verwenden von Docker-Containern
Auf dem Raspberry Pi funktioniert Docker nach genau demselben Prinzip wie auf anderen Computern: Sie laden zunächst ein geeignetes Container-Image herunter, d. h. einen fertigen Satz von Bibliotheken, Systemdateien und Systemtools, der auf einem der bekannten Betriebssysteme wie Debian, Ubuntu oder Fedora basiert. Um zum Beispiel das Ubuntu-Image zu starten, führen Sie den Befehl aus:
docker container run -it ubuntu /bin/bash
Dieser Befehl startet nicht nur ein gängiges Linux-Image (und lädt es ggf. vorher automatisch herunter), sondern führt auch die Operation aus, die hinter dem Namen des Images steht. In diesem Fall wird die Linux-Kommandozeile gestartet, so dass Sie “innerhalb” des Containers arbeiten können, als wäre es ein normaler Computer, auf dem Ubuntu läuft.
