uni/slides/dhbw/07_docker.md

marp, theme, paginate, backgroundColor, header, footer, title

marp	theme	paginate	backgroundColor	header	footer	title
true	gaia	true		Web Engineering – DHBW Stuttgart	Michael Czechowski – SoSe 2026	Docker und Service Orchestration

<style> :root { --color-foreground: #1a1a2e; --color-highlight: #d63384; } section.invert { --color-foreground: #fff; } section { font-size: 1.4rem; } h1 { color: #a02060; } section.invert h1 { color: #fff; } h2 { color: #1f2937; } pre { background: #0f0f23; color: #f48fb1; border-radius: 8px; border-left: 3px solid #d63384; } pre code { background: transparent; color: inherit; } code { background: #1a1a2e; color: #f48fb1; padding: 0.15em 0.4em; border-radius: 4px; } a { color: var(--color-highlight); } </style>

Kapitel 7 — Docker

Container für reproducible Setups

---

„Auf meinem Rechner läuft's"

Das klassische Software-Problem:

• Entwickler: Node 22 + Postgres 16 lokal
• Server: Node 18 + Postgres 14
• → bricht beim Deploy

Lösung: App + Abhängigkeiten als Container verpacken.

---

Container vs. VM

	Container	Virtual Machine
Startzeit	ms	min
Größe	MB	GB
Kernel	shared (Host-Linux)	eigener
Isolation	Prozess-Level	Hardware-Level
Overhead	minimal	hoch

Container = leichtgewichtige Prozess-Isolation.

---

Docker — die Idee

• Image = Schnappschuss (App + Files + OS-Layer)
• Container = laufende Instanz eines Images
• Dockerfile = Anleitung zum Image-Bauen
• Registry = Image-Speicher (Docker Hub, GHCR)

docker pull node:24
docker run node:24 node --version

---

Dockerfile — Hallo Welt

FROM node:24-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./
RUN npm ci

COPY . .

EXPOSE 3000
CMD ["node", "src/server.js"]

docker build -t mein-app .
docker run -p 3000:3000 mein-app

---

Dockerfile-Schichten verstehen

Jedes RUN/COPY/ADD = neue Schicht.

# Schlecht — npm install nach JEDER Code-Änderung
COPY . .
RUN npm ci

# Gut — package.json zuerst, npm install gecached
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .

Build-Cache spart Minuten.

---

Multi-Stage Build

# Stage 1: Build mit allem
FROM node:24-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm ci && npm run build

# Stage 2: nur Runtime
FROM node:24-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
COPY package*.json ./
EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/server.js"]

Finales Image: kleiner, sicherer (kein Build-Tools drin).

---

Image-Größen reduzieren

Base	Größe
node:24	~1.1 GB
node:24-slim	~280 MB
node:24-alpine	~180 MB
Distroless	~150 MB

alpine = Alpine Linux, sehr klein. Distroless = nur Runtime, kein Shell.

---

.dockerignore

Verhindert dass Müll ins Image kommt:

node_modules
.git
.env
*.log
build/
dist/
.DS_Store
README.md
.github/

Schneller Build, kleineres Image, weniger Secrets im Image.

---

docker compose

---

Multi-Container — die Realität

Eine App braucht oft:

• App-Server
• Datenbank
• Cache (Redis)
• Reverse Proxy

docker compose orchestriert das.

---

compose.yml — Beispiel

services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      DATABASE_URL: postgres://user:pass@db:5432/app
    depends_on:
      - db

  db:
    image: postgres:16-alpine
    environment:
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: pass
      POSTGRES_DB: app
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data

volumes:
  db-data:

---

compose-Commands

docker compose up              # alles starten (Foreground)
docker compose up -d           # detached (background)
docker compose down            # alles stoppen + entfernen
docker compose down -v         # ... und Volumes löschen

docker compose logs -f app     # Logs streamen
docker compose exec app sh     # Shell im laufenden Container
docker compose ps              # Status sehen

---

Networking in compose

Standard: alle Services im selben default-Netzwerk.

services:
  app:
    environment:
      # `db` ist der Service-Name → DNS-Hostname
      DATABASE_URL: postgres://...@db:5432/app

Service-Namen werden zu Hostnamen. Kein localhost zwischen Containern.

---

Volumes — Daten überleben

volumes:
  db-data:           # named volume (managed by Docker)

services:
  db:
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data    # named
      - ./backups:/backups                  # bind mount

Named Volumes für DB-Daten. Bind Mounts für lokale Config.

---

Environment + Secrets

services:
  app:
    env_file: .env              # ganze .env-Datei laden
    environment:
      NODE_ENV: production       # einzeln setzen
      DATABASE_URL: ${DATABASE_URL}  # vom Host

Secrets nicht ins compose.yml. Lieber .env (gitignored) oder Docker Secrets.

---

CI/CD

---

Docker in GitHub Actions

name: Build + Push

on:
  push:
    branches: [main]

jobs:
  docker:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v4
      - uses: docker/setup-buildx-action@v3
      - uses: docker/login-action@v3
        with:
          username: ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}
          password: ${{ secrets.DOCKER_TOKEN }}
      - uses: docker/build-push-action@v5
        with:
          push: true
          tags: user/app:latest

---

Container-Registry

Registry	Stärke
Docker Hub	Standard, kostenlos für Public
GHCR (GitHub)	mit Repo verbunden
GitLab Registry	mit Repo verbunden
AWS ECR	für AWS-Hosting

# Tag + Push
docker tag mein-app ghcr.io/user/mein-app:v1.0.0
docker push ghcr.io/user/mein-app:v1.0.0

---

Health-Checks

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s \
  CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:3000/health || exit 1

// In Express
app.get('/health', (req, res) => res.json({ ok: true }));

Orchestrators (k8s, ECS, Coolify) entscheiden via HealthCheck, ob neu starten.

---

Best Practices

• alpine oder distroless als Base
• Multi-stage builds für kleinere Images
• .dockerignore anlegen
• Non-root user im Container (USER node)
• COPY nach RUN npm ci für Cache-Hit
• Tags statt latest für Reproducibility
• Health-Checks für Orchestration
• Secrets via env, niemals im Image

---

Selbstlernen — App dockerizen

1. Dockerfile für eure Node-API (multi-stage)
2. .dockerignore mit node_modules, .env, .git
3. compose.yml mit App + Postgres
4. docker compose up lokal starten
5. Health-Check auf /health-Endpoint

Bonus: GitHub-Actions-Workflow, der Image bei jedem Push baut.

---

Zusammenfassung

Heute gelernt:

• Container vs. VM — Prozess-Isolation, leicht + schnell
• Dockerfile mit FROM, COPY, RUN, CMD
• Multi-stage Builds für kleine Production-Images
• alpine + Distroless als Base
• docker compose für Multi-Container-Setups
• Volumes für persistente Daten
• Service-Namen als Hostnamen im compose-Netzwerk
• CI/CD mit GitHub Actions + Registry

Nächste Stunde: Best Practices — Git, README, SOLID, 12-Factor.