Лабораторная работа 1: Развертывание веб-приложения

Цель работы

Развернуть веб-приложение на Flask с базой данных PostgreSQL в облачной среде.

Структура проекта

lab1_web_deployment/
├── src/                    # Исходный код приложения
│   ├── app.py             # Основной файл Flask приложения
│   ├── models.py          # Модели данных
│   ├── routes.py          # Маршруты API
│   └── templates/         # HTML шаблоны
├── config/                 # Конфигурационные файлы
│   ├── docker-compose.build.yml # Docker Compose для разработки
│   ├── docker-compose.deploy.yml # Docker Compose для продакшена
│   ├── docker-compose.deploy_no-db.yml # Docker Compose без БД в контейнере
│   ├── nginx.conf         # Конфигурация Nginx
│   ├── env.example        # Пример переменных окружения
│   ├── env.local          # Локальные переменные окружения
│   ├── env.no-db          # Переменные для запуска без БД в контейнере
│   └── requirements.txt   # Зависимости Python
├── docs/                   # Документация
│   ├── deployment.md      # Инструкции по развертыванию
│   └── deployment_no-db.md # Инструкции по развертыванию без БД в контейнере
├── scripts/                # Скрипты для автоматизации
│   ├── deploy.sh          # Автоматизация развертывания
│   └── check_prerequisites.sh # Проверка предварительных требований (опционально)
├── Dockerfile              # Docker образ на Alpine Linux
└── README.md              # Этот файл

Технологии

• Backend: Flask (Python 3.9 Alpine)
• База данных: PostgreSQL 13 Alpine
• Администрирование БД: Через psql или другие инструменты
• Веб-сервер: Nginx Alpine (для продакшена)
• Контейнеризация: Docker
• Оркестрация: Docker Compose

Требования

• Python 3.8+
• Docker и Docker Compose (новый синтаксис)
• Git
• Bash (как основной командный интерпретатор)

Предварительные требования

🐳 Docker

Версия: 20.10+ (рекомендуется 24.0+)

Установка:

• macOS (рекомендуется):

• Linux: Следуйте инструкциям для Вашего дистрибутива: https://docs.docker.com/engine/install/

• Windows:

  • Не поддерживается официально
  • Рекомендуется использовать WSL2 с Ubuntu или создать VM с Linux
  • Для WSL2: установите Docker в Ubuntu подсистеме по инструкции выше

Проверка установки:

🔧 Docker Compose

Версия: 2.0+ (встроен в Docker CLI)

Проверка:

Примечание: Если у вас установлен старый

🐍 Python

Версия: 3.8+ (рекомендуется 3.9+)

Проверка:

Установка (если не установлен):

• macOS:
  brew install python@3.9
• Ubuntu/Debian:
  sudo apt install python3 python3-pip
• Fedora/RHEL:
  sudo dnf install python3 python3-pip

📦 Дополнительные инструменты

cURL (для health checks)

Проверка:

Установка (если не установлен):

• Ubuntu/Debian:
  sudo apt install curl
• Fedora/RHEL:
  sudo dnf install curl

Git

Проверка:

Установка (если не установлен):

• macOS:
  brew install git
• Ubuntu/Debian:
  sudo apt install git
• Fedora/RHEL:
  sudo dnf install git

🐚 Командный интерпретатор

Требуется: Bash (основной командный интерпретатор)

Проверка:

Примечание: Скрипты автоматизации написаны для Bash. Если используется другой shell (zsh, fish), рекомендуется переключиться на Bash или адаптировать скрипты.

🔍 Опциональная проверка готовности

Если вы хотите проверить готовность своего рабочего места к разработке или локальным тестам, можете использовать готовый скрипт:

Этот скрипт проверит:

• Версии всех необходимых инструментов
• Работоспособность Docker
• Доступность портов
• Свободное место на диске

🚨 Решение проблем

Docker daemon не запущен

Проблемы с правами доступа (Linux)

Старая версия Docker Compose

Недостаточно места на диске

Проблемы с WSL2 (Windows)

Переключение на Bash (если используется другой shell)

Запуск локально

Режим разработки

Автоматическое развертывание

Доступные сервисы

Режим разработки

• Приложение: http://localhost:5000
• База данных: localhost:5432

Режим продакшена

• Приложение: http://localhost:80 (через Nginx) или http://localhost:5000 (прямо)

• База данных: только внутренний доступ

• Nginx: http://localhost:80

Режим продакшена без БД в контейнере

• Приложение: http://localhost:5000 (прямо) или http://localhost (через Nginx)
• Nginx: http://localhost (в контейнере, но на хостовом порту 80)
• PostgreSQL: localhost:5432 (на хосте)

Docker Compose файлы

docker-compose.build.yml (разработка)

• Flask приложение с hot-reload
• PostgreSQL
• Health checks для всех сервисов
• Монтирование исходного кода
• Переменные окружения с значениями по умолчанию

docker-compose.deploy.yml (продакшен)

• Использует готовый образ flask-app:latest
• Nginx как reverse proxy
• PostgreSQL в контейнере
• Поддержка SSL/TLS (требует настройки сертификатов)
• Ограничения ресурсов для всех сервисов
• Переменные окружения из .env файла
• Сетевая изоляция через app-network

docker-compose.deploy_no-db.yml (продакшен без БД)

• Flask приложение и Nginx в контейнерах

• PostgreSQL установлен на хосте

• Использует

  network_mode: host

• extra_hosts: ["web:127.0.0.1"]
  для резолвинга имен

• Подходит для продакшена с системными сервисами

Health Checks

Все сервисы настроены с health checks и зависимостями:

• Flask приложение: проверка

  /health
  endpoint через curl

• PostgreSQL:

  pg_isready -U postgres -d flask_app

• Nginx: проверка health endpoint

Порядок запуска: PostgreSQL → Flask → Nginx (только в продакшене)

Переменные окружения

Значения по умолчанию (для разработки)

Продакшен значения

Создайте файл

Особенности реализации

Alpine Linux образы

• Flask:
  python:3.9-alpine
  с минимальными зависимостями
• PostgreSQL:
  postgres:13-alpine
  для компактности
• Nginx:
  nginx:alpine
  для веб-сервера

Автоматизация

• Скрипт
  deploy.sh
  автоматически:
  • Проверяет предварительные требования
  • Создает бэкапы (если есть права)
  • Останавливает текущие сервисы
  • Очищает неиспользуемые образы
  • Запускает выбранный режим
  • Проверяет здоровье всех сервисов

Мониторинг

• Health checks для всех сервисов
• Автоматические перезапуски при сбоях
• Логирование через Docker Compose

Развертывание

• Локальное и продакшен: См. файл
  docs/deployment.md
• Без БД в контейнере: См. файл
  docs/deployment_no-db.md