Dockerとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

Dockerとは
Dockerの主要コンポーネントと役割
Dockerイメージ：アプリケーションとその依存関係をパッケージ化したもの
Dockerコンテナ：イメージから作成された実行環境
Dockerレジストリ：イメージを保存・共有するためのリポジトリ
Dockerを使ったアプリケーション開発のメリット
環境の一貫性：開発、テスト、本番環境で同じDockerイメージを使用できる
効率的な開発：アプリケーションの依存関係を含めたパッケージ化により、セットアップが簡単に
スケーラビリティ：コンテナの軽量性と分離性により、アプリケーションの水平スケーリングが容易に
Dockerの運用とオーケストレーション
コンテナオーケストレーション：Kubernetesを使ったコンテナの管理と運用
CI/CDパイプライン：DockerとCI/CDツールを組み合わせたアプリケーションのデプロイ
モニタリングとロギング：コンテナのパフォーマンスと健全性の監視
参考サイト

Dockerとは

Dockerはアプリケーションを開発、デプロイ、実行するためのオープンソースプラットフォームです。コンテナ仮想化技術を利用することで、アプリケーションを必要な環境と共にパッケージ化し、どこでも同じように実行できるようにします。

Dockerはコンテナと呼ばれる独立した実行環境を作成し、その中でアプリケーションを動作させます。各コンテナはアプリケーションとその依存関係を含むイメージから作成され、ホストマシンのカーネルを共有しつつ、分離された環境を提供するのです。

Dockerを使うことで、開発者はアプリケーションを異なる環境間で一貫性を保ちながら移動できます。また、インフラチームはDockerを利用して、アプリケーションの展開やスケーリングを効率的に行えるようになります。

DockerはコンテナオーケストレーションツールであるKubernetesとも連携が可能で、大規模なアプリケーションの管理に役立ちます。さらに、Dockerはマイクロサービスアーキテクチャの実現にも適しており、アプリケーションを小さな独立したサービスに分割し、それぞれをコンテナ化することで、開発と運用の効率化を図ることができるのです。

Dockerは開発者とインフラチームの両方にメリットをもたらすツールであり、現代のアプリケーション開発には欠かせない存在となっています。コンテナ化によるアプリケーションの可搬性と一貫性、そしてインフラの効率化により、Dockerは開発からデプロイまでのプロセスを大幅に改善するのです。

Dockerの主要コンポーネントと役割

Dockerの主要コンポーネントと役割に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

Dockerイメージ：アプリケーションとその依存関係をパッケージ化したもの
Dockerコンテナ：イメージから作成された実行環境
Dockerレジストリ：イメージを保存・共有するためのリポジトリ

Dockerイメージ：アプリケーションとその依存関係をパッケージ化したもの

Dockerイメージはアプリケーションとその実行に必要な全ての依存関係を含むパッケージです。オペレーティングシステム、ライブラリ、設定ファイルなどが含まれており、そのイメージから作成されたコンテナはどの環境でも同じように動作します。

イメージはDockerfileと呼ばれるテキストファイルに記述された命令に基づいて構築されます。Dockerfileにはベースとなるイメージ、追加するファイル、実行するコマンドなどが記述されており、これを元にDockerがイメージを構築するのです。

Dockerイメージはレイヤー構造を持っており、各レイヤーは変更点のみを保存しています。これにより、イメージのサイズを小さく抑え、効率的な保存と共有が可能になります。

Dockerコンテナ：イメージから作成された実行環境

Dockerコンテナはイメージから作成された実行環境で、アプリケーションが動作する場所です。コンテナはホストマシンのカーネルを共有しながらも、独立した環境を提供し、他のコンテナや、ホストマシンから隔離されています。

コンテナはイメージから作成されるため、同じイメージから複数のコンテナを作成することができます。各コンテナは独自のファイルシステム、ネットワーク、プロセス空間を持っており、アプリケーションの実行に必要な全ての要素を含んでいるのです。

Dockerコンテナは軽量で起動が速く、効率的なリソース利用が可能です。また、コンテナ間の通信や、ホストマシンとの通信も容易に行えるため、マイクロサービスアーキテクチャの実現に適しています。

Dockerレジストリ：イメージを保存・共有するためのリポジトリ

DockerレジストリはDockerイメージを保存し、他のユーザーと共有するためのリポジトリです。代表的なレジストリとして、Docker Hub、AWS ECR、Google Container Registryなどがあります。

開発者は作成したイメージをレジストリにプッシュ(アップロード)し、他のユーザーがそのイメージをプル(ダウンロード)して使用できるようにします。これにより、イメージの配布や、チーム内での共有が容易になるのです。

また、レジストリには公開されているイメージと、非公開のイメージがあります。公開イメージは誰でも自由に利用できるのに対し、非公開イメージはアクセス制御により、特定のユーザーやチームのみが利用できるようになっています。

Dockerを使ったアプリケーション開発のメリット

Dockerを使ったアプリケーション開発のメリットに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

環境の一貫性：開発、テスト、本番環境で同じDockerイメージを使用できる
効率的な開発：アプリケーションの依存関係を含めたパッケージ化により、セットアップが簡単に
スケーラビリティ：コンテナの軽量性と分離性により、アプリケーションの水平スケーリングが容易に

環境の一貫性：開発、テスト、本番環境で同じDockerイメージを使用できる

Dockerを使うことで、開発、テスト、本番環境で同じイメージを使用できるため、環境間の差異によるアプリケーションの不具合を防ぐことができます。イメージにはアプリケーションとその依存関係が含まれているため、どの環境でも同じように動作するのです。

この一貫性により、開発者はアプリケーションの動作を確認しやすくなり、本番環境へのデプロイもスムーズに行えます。また、環境間の差異によるデバッグ作業の削減にもつながり、開発の効率化が図れるのです。

さらに、Dockerイメージをバージョン管理することで、アプリケーションの変更履歴を追跡しやすくなります。これにより、問題が発生した際に、容易に以前のバージョンに戻すことができ、トラブルシューティングにも役立ちます。

効率的な開発：アプリケーションの依存関係を含めたパッケージ化により、セットアップが簡単に

Dockerを使うことで、アプリケーションの依存関係を含めたパッケージ化が可能になり、開発環境のセットアップが簡単になります。新しい開発者がプロジェクトに参加する際も、Dockerイメージをプルするだけで、すぐに開発を始められるのです。

また、Dockerfileを使ってイメージの構築手順を記述することで、開発環境の再現性が高まります。Dockerfileにはベースとなるイメージ、追加するファイル、実行するコマンドなどが記述されており、これを元にイメージを構築できるため、誰でも同じ環境を簡単に作成できるのです。

さらに、Dockerを使うことで、アプリケーションの開発とインフラの管理を分離できます。開発者はアプリケーションの機能に集中し、インフラチームはコンテナの管理やオーケストレーションに注力できるため、それぞれの専門性を活かした効率的な開発が可能になります。

スケーラビリティ：コンテナの軽量性と分離性により、アプリケーションの水平スケーリングが容易に

Dockerコンテナは軽量で起動が速いため、アプリケーションの水平スケーリングが容易に行えます。トラフィックの増加に応じて、新しいコンテナをすぐに起動し、負荷分散することができるのです。

また、コンテナは分離された環境で動作するため、あるコンテナの障害が他のコンテナやホストマシンに影響を与えることはありません。これにより、アプリケーションの可用性が高まり、障害対応も容易になります。

さらに、Dockerを使ったマイクロサービスアーキテクチャの実現により、アプリケーションを小さな独立したサービスに分割できます。各サービスは独自のコンテナで動作するため、サービス毎にスケーリングが可能であり、柔軟なアプリケーション構成が実現できるのです。

Dockerの運用とオーケストレーション

Dockerの運用とオーケストレーションに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

コンテナオーケストレーション：Kubernetesを使ったコンテナの管理と運用
CI/CDパイプライン：DockerとCI/CDツールを組み合わせたアプリケーションのデプロイ
モニタリングとロギング：コンテナのパフォーマンスと健全性の監視

コンテナオーケストレーション：Kubernetesを使ったコンテナの管理と運用

コンテナオーケストレーションツールであるKubernetesを使うことで、大規模なDockerコンテナの管理と運用が容易になります。Kubernetesはコンテナのデプロイ、スケーリング、負荷分散、自動復旧などを自動化し、アプリケーションの可用性と拡張性を高めるのです。

KubernetesではコンテナをPodと呼ばれる単位でグループ化し、それらをReplicaSetやDeploymentで管理します。また、ServiceやIngressを使って、外部からのアクセスを制御し、コンテナ間の通信を実現します。

さらに、Kubernetesはロールベースのアクセス制御(RBAC)や、シークレット管理などのセキュリティ機能も提供しており、安全なコンテナ運用が可能です。また、Helm ChartやOperatorなどの仕組みを使うことで、アプリケーションのデプロイと管理をさらに効率化できます。

CI/CDパイプライン：DockerとCI/CDツールを組み合わせたアプリケーションのデプロイ

DockerとCI/CDツールを組み合わせることで、アプリケーションの継続的インテグレーション(CI)と継続的デリバリー(CD)を実現できます。代表的なCI/CDツールとして、Jenkins、GitLab CI/CD、CircleCIなどがあります。

CI/CDパイプラインではコードの変更がリポジトリにプッシュされると、自動的にビルド、テスト、Dockerイメージの作成が行われます。その後、作成されたイメージはレジストリにプッシュされ、テスト環境や本番環境にデプロイされるのです。

このパイプラインを使うことで、アプリケーションの品質を維持しながら、迅速かつ頻繁にリリースを行うことができます。また、デプロイの自動化により、人的ミスを減らし、リリースプロセスの効率化が図れます。

モニタリングとロギング：コンテナのパフォーマンスと健全性の監視

Dockerコンテナのパフォーマンスと健全性を監視することはアプリケーションの安定運用に欠かせません。代表的なモニタリングツールとして、Prometheus、Grafana、Sysdigなどがあります。

これらのツールを使うことで、コンテナのCPU、メモリ、ネットワークなどのリソース使用状況や、アプリケーションのレスポンスタイム、エラー率などのメトリクスを収集し、可視化できます。また、ログ収集ツールであるFluentdやLogstashを使って、コンテナのログを一元管理し、異常の検知や監査に役立てることができます。