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Dockerで環境構築するための最低限の概念理解

はじめに

この記事は、Docker入門シリーズ記事3本の1本目です。
Dockerで環境構築するための最低限の概念理解
Dockerで環境構築するための最低限のコマンドを一通り実践する
【Docker Compose】設定内容を1行ずつ理解しながらLaravel環境構築(PHP-FPM、Nginx、MySQL、Redis)

概要

この記事では、
Docker未経験者、初心者向けに
Dockerでアプリケーションの開発環境を構築するために必要な
最低限の概念を解説します。

詳細な解説はかなり省いています。

Dockerとは何をするためのものか

Dockerは、アプリケーションの実行環境を構築するためのツールです。

例えば、PHPでウェブアプリケーションを作りたいと思った時、
アプリケーションを実際に動作させるためには
1. Linuxのサーバを用意する
2. そのサーバにApacheをインストールする
3. そのサーバにPHPをインストールする
4. そのサーバに自分で書いたプログラムソースコードを乗せる
というような作業が必要になります。

この1~3までのインフラ環境構築を
簡単にしてくれるツールがDockerです。

Dockerを利用するメリット

開発環境を構築する方法として、
・各自PCでXAMPPを利用する
・各自PCでVMwareを利用して仮想サーバを作成する
・AWSでクラウド上に仮想サーバを作成して共有する
などいろいろ考えられます。

これらの方法と比べてDockerを利用することで得られるメリットは、
ざっくりと下記のような点です。
1. 環境構築が簡単
2. 環境の共有が簡単
3. 環境が軽い

  1. 環境構築が簡単
  2. 環境の共有が簡単

これに関しては、
この後の実践記事で実際にDocker環境構築を経験すれば感じられると思います。

3.環境が軽い

これに関しては、
このような記事でよく解説されています。
https://qiita.com/kotaro-dr/items/b1024c7d200a75b992fc#%E4%BB%AE%E6%83%B3%E5%8C%96

ゲストOSを起動する必要がなくなる分、
従来のホスト型仮想化と比べてかなり軽量になります。

メインコンポーネント紹介

Dockerで環境構築を進めるうえで、
最低限理解する必要のあるメインコンポーネント
・コンテナ
・イメージ
・Docker Hub
・Dockerfile
について簡単に解説します。

この4つさえ押さえておけば、
とりあえず簡単な環境構築は進められると思います。

この4つのコンポーネント全体の関係図はこのようになっています。
docker.png

この先の1つ1つの解説では、
この全体図をイメージしながら読んでもらえれば理解がしやすいと思います。

コンテナ

コンテナとは、
アプリケーションを実行できる環境のことで、
あまり難しく考えず
コンテナ≒サーバ
というイメージでもいいと思います。

Apacheの環境が欲しければ
Apacheコンテナを作成し、
MySQLの環境が欲しければ
MySQLのコンテナを作成することになります。

イメージ

イメージは、コンテナの元になる設定ファイルです。
イメージにはOSやミドルウェアなどの情報が入っていて、
そのイメージからコンテナを作成することで
実際にアプリケーションを実行できる環境が作成されます。

AWSを利用したことのある人は、
EC2サーバを作る元になるAMIのようなものだとイメージしてもらえればいいです。

Docker Hub

Docker Hubは、Dockerのイメージを共有することのできるサービスです。

プログラムソースを共有するためのサービスとしてGit Hubがありますが、
そのDocker版だと思ってください。

様々なイメージが共有されているので、
実際にいろいろ探してみると面白いです。
https://hub.docker.com/

Apacheのコンテナを作りたい場合は、
ここからApacheのイメージを探して取得し、
そのイメージからコンテナを作成します。

公式で用意されているイメージもあれば、
一般ユーザが作成して共有されているイメージもあります。

自分でイメージを作成してDocker Hubで公開することも可能です。

Dockerfile

Dockerfileは、Dockerイメージを作成するための設定を記述したテキストファイルです。

先ほどは、
・コンテナはイメージを元に作成する
・イメージはDocker Hubから取得する
と書きましたが、
イメージはDocker Hubから取得するだけでなく、
自分で作成することも可能です。

コンテナはイメージを元に作るのに、さらにその元になる設定ファイルを作るの??
と思ってしまいますが、
Javaのソースファイルとビルド後の実行可能ファイルの関係と同じです。

我々はDockerfileにコンテナの環境設定を記述し、
それをビルドするとイメージが作成されます。

Dockerfileの中身

Dockerfileは、
まず初めにベースとなるイメージを指定し、
そこに追加で必要な設定を記述していきます。

実際にDockerfileの中を少し見てみます。
これを見ればDockerの重要な概念である、
イメージのレイヤー構造が少しわかると思います。

WordPressのDockerfile

例として、まずはWordPressのDockerfileを見てみます。

一番上のFROMにphp:7.1-apacheと書いてあります。
その下に色々と書いてあるのはWordPressのインストールとか必要な設定をしているコマンドです。

つまり、
php:7.1-apacheというPHPとApacheが入った状態の既存のイメージがあり、
それを流用してさらにWordPressのインストール・設定もろもろを加えたものが
WordPressのイメージになっているということです。

PHPのDockerfile

次にそのphp:7.1-apacheのDockerfileを見てみます。

一番上のFROMにdebian:stretch-slimと書いてあります。
その下に色々と書いてあるのはPHPのインストールとか必要な設定をしているコマンドです。

つまり、
debian:stretch-slimというDebianのOSが入った既存のイメージがあり、
それを流用してさらにPHPのインストール・設定もろもろを加えたものが
PHPのイメージになっているということです。

DebianのDockerfile

最後に、そのDebianのDockerfileを見てみます。

FROMにはscratchと書いてあります。
これは、既存イメージを流用せず、何もない状態からイメージが作られているということです。

この各Dockerfile、イメージの関係性を図にするとこのような感じです。
docker-ページ2.png

Docker環境構築のフロー

先ほどの全体図をもう一度見て、
Dockerによる環境構築のフローを確認します。

docker.png

まず、コンテナの元になるイメージを取得する方法は2つあります。
図の左上にあるDockerfileをbuildする方法と、
図の右上にあるDocker Hubからpullしてくる方法です。

そして、イメージが取得できたらcreateコマンドを実行すると、
そのイメージを元にコンテナが作成されます。

コンテナができたらstartコマンドを実行すると、
コンテナが起動します。

これでアプリケーション実行環境が完成です。

図には載せていませんが、
runコマンドを実行すると
pull + create + start
の動作をします。

つまり、イメージをまだ取得していない状態でも、
runコマンドを実行すると
イメージをpullして、
そのイメージからコンテナをcreateして、
そのコンテナをstartする
まで一気に実行してくれるということです。

Dockerで環境構築作業をする際は、
常にこの全体図を意識しておけば迷わず進めると思います。

次回

次回は、先ほどの図にあるbuildやpull、create、startなどを一通り実際に操作し、
簡単なApacheコンテナを作成してみます。
Dockerで環境構築するための最低限のコマンドを一通り実践する

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