14. (Л) Керування контейнерами. Порти, volumes, змінні середовища¶

Зміст лекції¶

Мережева модель Docker
Прокидання портів (-p)
Проблема збереження даних у контейнерах
Docker Volumes — постійне зберігання даних
Bind mounts — підключення директорій хоста
Змінні середовища (-e, --env-file)
Практичний приклад: PostgreSQL з volumes та env-файлом
Docker inspect та діагностика

Мережева модель Docker¶

Кожен контейнер працює у своїй ізольованій мережі. За замовчуванням процеси всередині контейнера не доступні ззовні — навіть якщо застосунок слухає порт 5000, з хостової машини до нього не дістатися.

graph TB
    subgraph host["Хост (ваш комп'ютер)"]
        browser["Браузер → localhost:5000 → ???"]
        subgraph container["Контейнер (ізольована мережа)"]
            flask["Flask-застосунок :5000"]
        end
    end
    browser -.-x container
    style container fill:#f9f,stroke:#333,stroke-dasharray: 5 5
    style browser fill:#fff,stroke:#333

Порт контейнера недоступний ззовні без прокидання.

Щоб зробити порт контейнера доступним, потрібно прокинути його на порт хоста.

Прокидання портів (-p)¶

Прапорець -p (або --publish) створює зв'язок між портом хоста та портом контейнера.

Синтаксис¶

docker run -p <порт_хоста>:<порт_контейнера> <образ>

Приклади¶

# Порт 5432 контейнера → порт 5432 хоста
docker run -d -p 5432:5432 -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

# Порт 5432 контейнера → порт 5433 хоста (інший порт!)
docker run -d -p 5433:5432 -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

# Кілька портів одночасно (приклад з nginx)
docker run -d -p 8080:80 -p 8443:443 nginx

Як це працює¶

graph TB
    subgraph host["Хост (ваш комп'ютер)"]
        browser["Браузер / psql → localhost:5433"]
        flag["-p 5433:5432"]
        subgraph container["Контейнер: postgres:17"]
            pg["PostgreSQL слухає порт 5432"]
        end
    end
    browser --> flag --> pg

Тепер psql -h localhost -p 5433 на хості потрапить до PostgreSQL у контейнері.

Прокидання на конкретний інтерфейс¶

За замовчуванням порт доступний на всіх мережевих інтерфейсах (0.0.0.0). Можна обмежити лише локальним доступом:

# Доступний тільки з localhost (безпечніше)
docker run -d -p 127.0.0.1:5432:5432 postgres:17

# Доступний з будь-якої адреси (за замовчуванням)
docker run -d -p 0.0.0.0:5432:5432 postgres:17

Порада щодо безпеки: на серверах завжди вказуйте 127.0.0.1, якщо доступ потрібен лише локально. Інакше база даних буде доступна з інтернету.

Перевірка портів¶

docker ps

CONTAINER ID   IMAGE         PORTS                     NAMES
a1b2c3d4e5f6   postgres:17   0.0.0.0:5433->5432/tcp    my-db
b2c3d4e5f6a7   nginx         0.0.0.0:8080->80/tcp      my-web

Колонка PORTS показує прокинуті порти у форматі хост->контейнер.

Конфлікти портів¶

Два контейнери не можуть використовувати один порт хоста:

docker run -d -p 5432:5432 --name db1 postgres:17
# OK

docker run -d -p 5432:5432 --name db2 postgres:17
# ПОМИЛКА: port is already allocated

Рішення — використовувати різні порти хоста:

docker run -d -p 5432:5432 --name db1 postgres:17
docker run -d -p 5433:5432 --name db2 postgres:17

Проблема збереження даних у контейнерах¶

У лекції 11 ми зазначили: дані в контейнері живуть лише до його видалення. Подивимося, як це виглядає на практиці.

Демонстрація проблеми¶

# 1. Запускаємо PostgreSQL
docker run -d --name test-db \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# 2. Створюємо таблицю та додаємо дані
docker exec -it test-db psql -U postgres -c "
  CREATE TABLE notes (id SERIAL, text TEXT);
  INSERT INTO notes (text) VALUES ('Важлива нотатка');
"

# 3. Перевіряємо — дані є
docker exec -it test-db psql -U postgres -c "SELECT * FROM notes;"
#  id |      text
# ----+-----------------
#   1 | Важлива нотатка

# 4. Видаляємо контейнер
docker rm -f test-db

# 5. Запускаємо новий контейнер з тим самим образом
docker run -d --name test-db \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# 6. Дані зникли!
docker exec -it test-db psql -U postgres -c "SELECT * FROM notes;"
# ERROR:  relation "notes" does not exist
# LINE 1: SELECT * FROM notes;

Це тому що всі зміни зберігаються у записуваному шарі контейнера, який знищується разом з контейнером.

block-beta
    columns 1
    writable["Записуваний шар (writable) — дані, логи, зміни — ВИДАЛЯЄТЬСЯ!"]
    readonly["Шари образу (read-only) — залишаються"]
    style writable fill:#ff6b6b,stroke:#333,color:#fff
    style readonly fill:#51cf66,stroke:#333,color:#fff

Docker Volumes — постійне зберігання даних¶

Volume (том) — це механізм Docker для зберігання даних поза контейнером. Дані у volume зберігаються навіть після видалення контейнера.

Типи зберігання даних у Docker¶

graph TB
    subgraph host["Хост (ваш комп'ютер)"]
        volume["Volume(Docker керує)"]
        bind["Bind mount(директорія хоста)"]
        tmpfs["tmpfs(тільки RAM)"]
        subgraph container["Контейнер"]
            data["/var/lib/data"]
        end
    end
    volume --> data
    bind --> data
    tmpfs --> data

Тип	Керує Docker	Де зберігається	Коли використовувати
Volume	Так	Внутрішнє сховище Docker	Бази даних, постійні дані
Bind mount	Ні	Будь-яка директорія хоста	Розробка, конфігурація
tmpfs	—	Оперативна пам'ять	Тимчасові дані, секрети

Створення та використання volumes¶

Створення volume¶

# Створити іменований volume
docker volume create pgdata

# Переглянути всі volumes
docker volume ls

# Інформація про volume
docker volume inspect pgdata

[
    {
        "CreatedAt": "2026-03-09T10:31:17+02:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/pgdata/_data",
        "Name": "pgdata",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

Mountpoint — фізичне розташування даних на хості. Docker керує цією директорією автоматично.

Підключення volume до контейнера¶

# Прапорець -v (або --volume)
docker run -d --name my-db \
  -v pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  postgres:17

Синтаксис -v:

-v <ім'я_volume>:<шлях_у_контейнері>

pgdata — ім'я volume на хості
/var/lib/postgresql/data — директорія всередині контейнера, де PostgreSQL зберігає свої файли

Альтернативний синтаксис --mount¶

Більш явний синтаксис, рекомендований для складних випадків:

docker run -d --name my-db \
  --mount type=volume,source=pgdata,target=/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  postgres:17

Демонстрація збереження даних¶

# 1. Створюємо volume та запускаємо PostgreSQL
docker volume create pgdata

docker run -d --name my-db \
  -v pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# 2. Створюємо таблицю та додаємо дані
docker exec -it my-db psql -U postgres -c "
  CREATE TABLE notes (id SERIAL, text TEXT);
  INSERT INTO notes (text) VALUES ('Ці дані збережуться!');
"

# 3. Видаляємо контейнер
docker rm -f my-db

# 4. Запускаємо НОВИЙ контейнер з тим самим volume
docker run -d --name my-db-new \
  -v pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# 5. Дані на місці!
docker exec -it my-db-new psql -U postgres -c "SELECT * FROM notes;"
#  id |         text
# ----+----------------------
#   1 | Ці дані збережуться!

Автоматичне створення volumes¶

Якщо volume з вказаним ім'ям не існує, Docker створить його автоматично:

# Volume "pgdata" буде створено автоматично
docker run -d -v pgdata:/var/lib/postgresql/data -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

Керування volumes¶

# Список всіх volumes
docker volume ls

# Детальна інформація
docker volume inspect pgdata

# Видалити volume (дані будуть втрачені!)
docker volume rm pgdata

# Видалити всі невикористовувані volumes
docker volume prune

Увага: docker volume rm та docker volume prune безповоротно видаляють дані. Використовуйте обережно.

Bind mounts — підключення директорій хоста¶

Bind mount підключає конкретну директорію або файл з хоста безпосередньо до контейнера. На відміну від volumes, ви самі обираєте розташування даних.

Синтаксис¶

# Прапорець -v з абсолютним шляхом
docker run -v /home/user/pgdata:/var/lib/postgresql/data -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

# Або --mount
docker run --mount type=bind,source=/home/user/pgdata,target=/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

Ключова відмінність від volume: якщо шлях починається з / або ./ — це bind mount. Якщо це просто ім'я (наприклад, pgdata) — це volume.

# Volume (Docker керує)
docker run -v pgdata:/var/lib/postgresql/data -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

# Bind mount (вказана директорія хоста, створить /home/user/pgdata директорію на вашому хості)
docker run -v /home/user/pgdata:/var/lib/postgresql/data -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17
docker run -v ./pgdata:/var/lib/postgresql/data -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

Використання для розробки¶

Bind mounts ідеально підходять для розробки — зміни у файлах на хості одразу видно в контейнері:

# Підключити локальну директорію для даних PostgreSQL
docker run -d \
  --name postgres-dev \
  -v $(pwd)/pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

graph LR
    subgraph host["Хост"]
        dir["./pgdata/"]
    end
    subgraph container["Контейнер"]
        app["/var/lib/postgresql/data/"]
    end
    dir <-->|"bind mount<br/>(синхронізація)"| app

Файли бази даних зберігаються у ./pgdata/ на хості — їх можна переглядати, бекапити, переносити.

Підключення файлів конфігурації¶

Можна підключати окремі файли, а не лише директорії:

# Підключити файл конфігурації
docker run -d \
  -v ./my-postgres.conf:/etc/postgresql/postgresql.conf \
  postgres:17

Файл повинен існувати до запуску контейнера

Якщо файл my-postgres.conf не існує на хості, Docker створить директорію з такою назвою замість файлу. Переконайтесь, що файл створено заздалегідь:

touch my-postgres.conf

Режим лише для читання¶

Додайте :ro для захисту від випадкових змін:

# Контейнер може лише читати, але не змінювати конфігурацію
docker run -d \
  -v ./my-postgres.conf:/etc/postgresql/postgresql.conf:ro \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  postgres:17

Volume vs Bind mount — порівняння¶

Критерій	Volume	Bind mount
Хто керує	Docker	Ви самі
Розташування	`/var/lib/docker/volumes/`	Будь-де на хості
Портативність	Висока (працює скрізь)	Залежить від шляхів хоста
Продуктивність	Оптимальна	Може бути нижчою (macOS, Windows)
Бекапи	Через Docker CLI	Стандартними інструментами ОС
Найкраще для	Бази даних, продакшн	Розробка, конфігурація

Змінні середовища (-e, --env-file)¶

Змінні середовища — основний спосіб конфігурації контейнерів. Замість зміни коду або файлів конфігурації, ви передаєте параметри через змінні оточення.

Навіщо це потрібно¶

graph TB
    image["postgres:17<br/>(один образ)"]
    dev["Розробка:<br/>POSTGRES_PASSWORD=secret<br/>POSTGRES_DB=mydb_dev"]
    prod["Продакшн:<br/>POSTGRES_PASSWORD=s3cur3_p@ss<br/>POSTGRES_DB=mydb_prod"]
    image --> dev
    image --> prod
    style dev fill:#d4edda,stroke:#333
    style prod fill:#cce5ff,stroke:#333

Передача через -e¶

# Одна змінна
docker run -e POSTGRES_PASSWORD=secret postgres:17

# Кілька змінних
docker run -d \
  -e POSTGRES_USER=myuser \
  -e POSTGRES_PASSWORD=secret \
  -e POSTGRES_DB=weather_db \
  postgres:17

Передача значення з хостової системи¶

Якщо вказати тільки ім'я змінної (без =), Docker передасть її значення з хостової системи:

# Передати значення змінної з хоста
export POSTGRES_PASSWORD="secret"
docker run -e POSTGRES_PASSWORD postgres:17
# Всередині контейнера: POSTGRES_PASSWORD=secret

Файл змінних середовища (--env-file)¶

Коли змінних багато, зручніше зберігати їх у файлі:

# Файл .env
POSTGRES_USER=myuser
POSTGRES_PASSWORD=secret
POSTGRES_DB=weather_db

# Передати всі змінні з файлу
docker run --env-file .env postgres:17

Формат .env файлу:

Кожна змінна на окремому рядку: KEY=VALUE
Коментарі починаються з #
Порожні рядки ігноруються
Лапки навколо значень не потрібні (вони стануть частиною значення)

# .env приклад
# Конфігурація бази даних
DB_HOST=localhost
DB_PORT=5432
DB_NAME=mydb

# Ніколи не комітьте .env у Git!
DB_PASSWORD=secret

Безпека: ніколи не комітьте .env¶

Файл .env зазвичай містить паролі та секрети. Додайте його до .gitignore:

# .gitignore
.env

Замість цього створіть файл .env.example з прикладами (без реальних значень):

# .env.example — закомітити в Git
DB_HOST=localhost
DB_PORT=5432
DB_NAME=mydb
DB_USER=postgres
DB_PASSWORD=CHANGE_ME

Перевірка змінних у контейнері¶

# Переглянути всі змінні середовища
docker exec my-container env

# Перевірити конкретну змінну
docker exec my-container printenv DB_HOST

Пріоритет змінних¶

Якщо одна змінна задана кількома способами, пріоритет такий:

-e (найвищий) — прапорець командного рядка
--env-file — файл змінних
ENV у Dockerfile (найнижчий) — значення за замовчуванням

# ENV у Dockerfile: LOG_LEVEL=info
# .env: LOG_LEVEL=debug
# -e: LOG_LEVEL=тесь в момент запуску командиwarning

docker run --env-file .env -e POSTGRES_PASSWORD=override postgres:17
# Результат: POSTGRES_PASSWORD=override (пріоритет -e)

Практичний приклад: PostgreSQL з volumes та env-файлом¶

Зберемо все разом — запустимо PostgreSQL із збереженням даних та зручною конфігурацією.

Створюємо env-файл¶

# postgres.env
POSTGRES_USER=myuser
POSTGRES_PASSWORD=mysecretpassword
POSTGRES_DB=weather_db

Запускаємо PostgreSQL¶

# Створюємо volume для даних
docker volume create postgres-data

# Запускаємо контейнер
docker run -d \
  --name postgres-dev \
  --env-file postgres.env \
  -v postgres-data:/var/lib/postgresql/data \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

Перевіряємо¶

# Статус контейнера
docker ps

# Логи
docker logs postgres-dev

# Підключення
docker exec -it postgres-dev psql -U myuser -d weather_db

Підключення з Python¶

import psycopg2

conn = psycopg2.connect(
    host="localhost",
    port=5432,
    dbname="weather_db",
    user="myuser",
    password="mysecretpassword",
)

cur = conn.cursor()
cur.execute("SELECT version();")
print(cur.fetchone()[0])

cur.close()
conn.close()

Повний цикл¶

# Зупинити контейнер (дані зберігаються у volume)
docker stop postgres-dev

# Видалити контейнер
docker rm postgres-dev

# Запустити новий контейнер з тим самим volume — дані на місці
docker run -d \
  --name postgres-dev \
  --env-file postgres.env \
  -v postgres-data:/var/lib/postgresql/data \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# Коли volume більше не потрібен
docker volume rm postgres-data

Docker inspect та діагностика¶

Команда docker inspect показує повну інформацію про контейнер у форматі JSON.

Перегляд конфігурації контейнера¶

# Повна інформація (дуже багато даних)
docker inspect postgres-dev

# Тільки змінні середовища
docker inspect --format='{{range .Config.Env}}{{println .}}{{end}}' postgres-dev

# Тільки прокинуті порти
docker inspect --format='{{json .NetworkSettings.Ports}}' postgres-dev

# Тільки підключені volumes
docker inspect --format='{{json .Mounts}}' postgres-dev

Перегляд використання ресурсів¶

# Статистика CPU, RAM, мережі в реальному часі
docker stats

# Для конкретного контейнера
docker stats postgres-dev

CONTAINER ID   NAME           CPU %   MEM USAGE / LIMIT   MEM %   NET I/O       BLOCK I/O
a1b2c3d4e5f6   postgres-dev   0.15%   48.5MiB / 7.7GiB   0.61%   1.2kB / 0B    12MB / 8MB

Перегляд використання диску¶

# Скільки місця займають образи, контейнери, volumes
docker system df

TYPE            TOTAL     ACTIVE    SIZE      RECLAIMABLE
Images          24        15        10.41GB   7.932GB (76%)
Containers      61        1         22.26MB   22.26MB (99%)
Local Volumes   56        49        2.465GB   337.4MB (13%)
Build Cache     35        0         9.132GB   8.657GB

Підсумок¶

Концепція	Прапорець	Призначення
Прокидання портів	`-p хост:контейнер`	Доступ до сервісів контейнера
Volume	`-v ім'я:шлях`	Постійне зберігання даних
Bind mount	`-v ./шлях:шлях`	Підключення директорії хоста
Змінна середовища	`-e KEY=VALUE`	Конфігурація контейнера
Файл змінних	`--env-file .env`	Конфігурація з файлу
Тільки читання	`:ro`	Захист від змін

Корисні посилання¶

Домашнє завдання¶

Запустити PostgreSQL у контейнері з іменованим volume для збереження даних.
Створити таблицю та додати кілька записів.
Видалити контейнер (docker rm -f) та створити новий з тим самим volume.
Переконатися, що дані збереглися.
Використати --env-file для передачі конфігурації PostgreSQL.

Знайшли помилку чи бажаєте додати інформацію, щоб покращити курс? Створіть issue на GitHub