Docker-ympäristön klusterointi

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia Docker-virtualisointitekniikkaa ja miten sen avulla voitiin isännöidä verkkosovellusta monessa eri palvelimessa. Docker on käyttöjärjestelmätasoinen virtualisointitekniikka, joka hyödyntää sovelluskontteja palveluiden käyttöönotossa ja ylläpidossa. Kontti sisältää kaikki tarvittavat komponentit siinä ajettavaa sovellusta varten. Kontti on eristetty sitä isännöivästä käyttöjärjestelmästä, eivätkä ne pysty suoraan kommunikoimaan keskenään ilman käyttäjää.

Omalle tietokoneelle luotiin testiympäristö, jossa käytettiin ilmaisia avoimeen lähdekoodiin perustuvia ohjelmia. Ympäristön avulla tutkittiin, miten palvelimia voitiin hallita yhtenä joukkona eli klusterina. Tämä tarkoittaa sitä, että jokaista palvelinta ja konttia voitiin hallita yhdeltä koneelta käsin. Klusteri muodostettiin Docker Swarm-työkalun avulla.

CoreOS-käyttöjärjestelmää hyödynnettiin Docker-konttien alustana. CoreOS on suunniteltu konesali- ja palvelinkäyttöön. Luodussa Swarm-klusterissa ajettiin Contriboard-verkkosovellusta. Verkkosovelluksen avulla tarkkailtiin, että ympäristö toimi oletetulla tavalla. Sen avulla käyttäjät pystyvät luomaan paperilappuja vastaavia tikettejä ja jakamaan niitä muiden kanssa. Contriboardin avulla saatiin tarkkailtua, kuinka paljon klusteri kesti käyttäjien luomaa verkkokuormaa ennen virhetilojen syntymisiä. Ympäristö kesti hyvin 250-500 käyttäjän luoman kuorman.

Toimeksiantaja halusi tietää, onko Docker valmis tuotantokäyttöön ja milloin sen lopullinen läpimurto laajemmille markkinoille voisi tapahtua. Opinnäytetyön aikana selvisi Dockerin olevan hyvä työkalu palveluiden ja sovelluksien hallintaan. Docker on jo valmis tuotantokäyttöön, ja monet suuryritykset käyttävät sitä jo omissa järjestelmissä. Docker Swarm sen sijaan on vielä keskeneräinen, koska se on ollut vasta vuoden julkaistuna. Tulosten ja teorianosuuden perusteella arviotiin, että Dockerin lopulliseen läpimurtoon kestää vielä kahdesta kolmeen vuotta.

The objective of this bachelor’s thesis was to research Docker virtualization technology, and how it is possible to host a service on multiple servers. Docker is an operation system level virtualization technology that uses a software Container to deploy and maintain the services. The Container contains all needed components that the application needs to run. It is isolated from the host machine and they cannot directly communicate between themselves without the user.

A test environment was created on a personal computer and only free open source programs were used on it. The environment was used to research how servers can be controlled as a cluster, which means that every server and container can be controlled from one machine. The cluster was created using Docker Swarm.

The operation system CoreOS was used to host the Docker containers. CoreOS is designed for data centers and server usage in mind. Contriboard web application was installed to the Swarm cluster to test that the environment worked as planned. With this application the user can create tickets like an ordinary paper note and share them to the other users. With Contriboard it was possible to get information how much network load the environment can handle before failed states started to occur. The environment handled 250-500 users easily.

The assigner of the bachelor’s thesis wanted to know if Docker is ready for production use and when will it make its breakthrough on major markets. While working on this bachelor’s thesis it become clear that Docker is a good tool to control services and applications. Docker is ready for production use, and many big corporations already use Docker in their systems. Docker Swarm, on the other hand, is still in development because it has been available only for one year. Based on the results it was estimated that it will take two to three years before Docker will make its final breakthrough.