Container e orchestrazione — Docker e Kubernetes

Il problema che i container risolvono

Prima di parlare di container, vale la pena capire il problema che hanno risolto. Immagina uno sviluppatore che crea un’applicazione web sul proprio laptop con Python 3.11 e una libreria specifica. L’applicazione funziona perfettamente in locale. Poi viene deployata sul server di produzione che ha Python 3.8 e versioni diverse delle librerie. L’applicazione si rompe.

Questa situazione era così comune da avere un nome: “Works on my machine” — funziona sulla mia macchina. I container nascono esattamente per eliminare questo problema: l’applicazione viene impacchettata insieme a tutto il suo ambiente di esecuzione — runtime, librerie, file di configurazione — in un’unica unità portabile che si comporta in modo identico ovunque venga eseguita.

VM vs Container — la differenza fondamentale

Docker — il container runtime più diffuso

Docker è la piattaforma che ha reso i container accessibili a tutti, standardizzando la creazione, distribuzione ed esecuzione dei container. Introdotto nel 2013, ha trasformato il modo in cui il software viene sviluppato e deployato.

Immagini Docker — il blueprint del container

Un’immagine Docker è un pacchetto immutabile che contiene tutto il necessario per eseguire un’applicazione: OS base (es. Ubuntu, Alpine), runtime (Python, Node.js, Java), librerie e dipendenze, codice dell’applicazione, configurazione. L’immagine è il template — il container è l’istanza in esecuzione di quell’immagine, esattamente come una classe è il template e l’oggetto è l’istanza in programmazione OOP.

Il sistema a layer — efficienza dello storage

Le immagini Docker sono costruite a strati sovrapposti (layer). Ogni istruzione nel Dockerfile aggiunge un layer immutabile sopra il precedente. Il vantaggio è enorme: i layer identici tra più immagini vengono memorizzati una volta sola sul disco.

Il Dockerfile — istruzioni per costruire un’immagine

Il Dockerfile è un file di testo che contiene le istruzioni per costruire un’immagine Docker passo per passo. Ogni istruzione crea un nuovo layer.

# FROM: specifica l'immagine base su cui costruire
FROM python:3.11-slim

# WORKDIR: imposta la directory di lavoro dentro il container
WORKDIR /app

# COPY: copia file dall'host nel container
COPY requirements.txt .

# RUN: esegue un comando durante la BUILD (crea un layer)
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# Copia il codice dell'applicazione
COPY . .

# EXPOSE: documenta la porta su cui l'app è in ascolto
EXPOSE 8080

# CMD: comando eseguito all'avvio del container (non crea layer)
CMD ["python", "app.py"]

Registry — il repository delle immagini

Un registry Docker è un server che memorizza e distribuisce immagini. Il registry pubblico ufficiale è Docker Hub (hub.docker.com) con milioni di immagini già pronte — Ubuntu, Nginx, MySQL, Node.js, Python e qualsiasi altra cosa immaginabile. Le aziende usano registry privati (Harbor, AWS ECR, Azure Container Registry) per ospitare le proprie immagini senza renderle pubbliche.

Comandi Docker essenziali

# Costruire un'immagine dal Dockerfile nella directory corrente
docker build -t mia-app:1.0 .

# Scaricare un'immagine dal registry (Docker Hub)
docker pull nginx:latest

# Avviare un container in background (-d) con port mapping (-p)
# Porta 8080 dell'host → porta 80 del container
docker run -d -p 8080:80 --name web nginx:latest

# Listare i container in esecuzione
docker ps

# Vedere i log del container
docker logs web

# Aprire una shell interattiva dentro un container in esecuzione
docker exec -it web /bin/bash

# Fermare e rimuovere un container
docker stop web && docker rm web

# Pubblicare l'immagine sul registry
docker push mio-account/mia-app:1.0

Networking dei Container Docker

I container necessitano di comunicare tra loro e con il mondo esterno. Docker gestisce questa comunicazione attraverso reti virtuali software — ogni container ottiene un indirizzo IP virtuale e può comunicare con gli altri secondo le regole della rete a cui è connesso.

Kubernetes — l’orchestratore di container

Docker risolve il problema di eseguire container su un singolo host. Ma quando si gestiscono centinaia o migliaia di container distribuiti su decine di server, serve uno strumento che risponda automaticamente a domande come: dove avvio questo container? Cosa succede se l’host si guasta? Come distribuisco il traffico tra istanze multiple della stessa app? Come aggiorno l’applicazione senza downtime?

Kubernetes (K8s) è il sistema di orchestrazione di container open source sviluppato da Google e donato alla CNCF (Cloud Native Computing Foundation) nel 2014. È diventato lo standard di fatto per il deployment di applicazioni containerizzate in produzione.

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