Dockerイメージとコンテナの違いとは？作成の流れ入門

Dockerとは

Dockerとは、コンテナ仮想化によるOSレベル仮想化プラットフォームソリューションです。Dockerイメージを用いたコンテナ仮想化システムを構築できます。Dockerにより、CI/CDのサイクルをさらに短周期で迅速に実施することができますので、開発ライフサイクルの効率性が一層高まります。

参考：Docker

Dockerとは？使いどころやメリット・デメリットについて解説！

コンテナとは、仮想マシンと異なりホストカーネルを利用し仮想化を実現します。ホストカーネルからはプロセスとして動作し、他のプロセスと分離させています。Dockerコンテナはこの仕組みを実装し、システムオーバーヘッドの削減と管理を容易にしました。

コンテナで用いるイメージは、個々に分離された動作環境テンプレートです。アプリケーション実行に必要な変数・コマンドやメタデータを含みます。DockerはDockerイメージを用いてコンテナ動作させるものです。DockerfileをビルドすることでDockerイメージを生成します。

公開されているDockerイメージを取得するには ”docker pull” を用います。デフォルトで利用されている公開レジストリはDocker Hubと言います。レジストリに登録する場合は”docker push”を用います。

Dockerで用いる用語であるイメージとコンテナの違いは何でしょうか？この用語の違いは、コンテナ動作の流れを考えるとわかりやすいです。

以下の通り（1）→（2）→（3）の順番で構成していきます。

（1）必要な構成ファイルをDockerfileとして作成

Dockerfileをテキスト形式の構成ファイルとして作成します。テキストエディタがあれば作成できます。

（2）Dockerイメージを読み込みテンプレートとして作成

Dockerfile（構成ファイル）からコンテナ動作させる読み込みテンプレート（スナップショット）を生成します。ここでアプリケーション実行に必要な変数・コマンドやメタデータを含んだテンプレートファイルを、Dockerイメージと言います。”docker build”でDockerfileからDockerイメージを作成します。このファイルはディスクに格納された静的情報（起動前の状態）となります。

（3）Dockerイメージを用いてコンテナ実行

Dockerイメージは静的なテンプレートファイルですので、”docker run”で起動します。Dockerイメージは起動することでコンテナで実行されます。実行されているコンテナはメモリー上の動的情報（実行インスタンス）となります。つまりコンテナ実行するにはDockerイメージが必要となり、実行状態のインスタンスをコンテナと言います。

取得済みDockerイメージは Docker DesktopのダッシュボードのImages画面で一覧表示されます。この一覧から必要なイメージを選択し「Run」でコンテナ実行します。オプション変更が必要な場合は「Optional settings」で設定変更します。

参考：Docker Dashboard

最新のイメージは公開リポジトリであるDocker Hubから入手（Pull）します。「View in Hub」で詳細情報が表示されます。Docker Hubの登録状況ですが2021年11月現在、Docker Official Imageが171件、Verified Publisherが8,815件、全体で8,543,672件登録されています。Docker Hubでフィルター表示を活用し必要なイメージを一覧表示することもできます。

参考：Docker Hub Containers

Docker blogに不定期掲載されているDockerの統計情報 Docker Indexによると、2020年上期人気のコンテナイメージは、nginx・busybox・httpd・postgres・redis・memchached・alpine・traefik・ubuntu・mongoとなっています。

同様に検索ランキングは、msql・nginx・ubuntu・node・python・php・centos・redis・postgres・jenkinsです。

参考：Docker Index: Dramatic Growth in Docker Usage Affirms the Continued Rising Power of Developers

Official imageで人気ランキング上位のコンテナイメージを利用することで、コンテナの有効活用が期待できます。

Dockerイメージの利用方法

DockerイメージはDocker CLI（docker）、またはDocker DesktopのImagesから利用します。Official imageを活用することで、効率的にコンテナ化が可能になります。よく使うDocker CLIのコマンドやイメージ用コマンドについては以降で説明します。

エンジニア必見！ Docker Desktop有料化の影響と対策

DockerのCLIコマンドでよく利用するものをまとめてみました。

・Docker基本情報

docker version：Dockerバージョン情報の表示

docker info：Dockerシステム情報の表示

・コンテナの生成と削除

docker create：コンテナの生成

docker rm：コンテナの削除

・コンテナの実行

docker run：新規コンテナでコマンドを実行

・コンテナの起動・停止

docker start：コンテナの起動

docker stop：実行中のコンテナの停止

docker restart：コンテナの再起動

・コンテナ内プロセスの一時停止と解除

docker pause：コンテナ内プロセスの一時停止

docker unpause：コンテナ内プロセスの停止解除（再開）

・コンテナの操作

docker attach：標準入出力・エラー出力の実行中コンテナへの割当

docker exec：実行中コンテナでのコマンド実行

docker cp：ファイルやフォルダーのコンテナ間、ローカルファイルシステム間でコピー

・コンテナの保全

docker rename：コンテナ名の変更

docker diff：コンテナのファイル・ディレクトリ変更確認

・稼働状況とログ出力

docker ps：コンテナの一覧表示

docker top：コンテナ内実行プロセスの表示

docker stats：コンテナのリソース統計出力

docker logs：コンテナからログの取込み

Docker CLIのコマンドは多岐に渡りますが、Dockerイメージに関係するコマンドは以下の通りです。

・イメージの表示と管理

docker history：イメージの履歴表示

docker image：イメージの管理

docker images：イメージの一覧表示

docker inspect：Dockerイメージ等のオブジェクト詳細情報表示

・イメージの生成（作成）と削除

docker build：Dockerfileからイメージのビルド

docker commit：コンテナの変更情報からイメージを生成

docker rmi：イメージの削除

docker import：Tar形式アーカイブからファイルシステムイメージを生成

・イメージの保全

docker tag：イメージ共有用にタグ付け

docker trust：イメージ上の Docker署名管理

・イメージのロードと保存

docker load：Tar・標準入力からイメージをロード

docker save：イメージを Tarアーカイブとして保存

・リポジトリ運用

docker login：Docker Hub（Dockerレジストリ）にログイン

docker logout：Docker Hub（Dockerレジストリ）からログアウト

docker search：Docker Hubでのイメージ検索

docker pull：レジストリからイメージ・リポジトリのPull（ダウンロード取得）

docker push：リポジトリ・レジストリに対するイメージPush（アップロード登録）

実際の運用ですが、複数のコンテナを一元管理したり組み合わせたりする場合はDocker Composeを用います。イメージの配布は”docker save”と”docker load”を組み合わせたり、”docker push”と”docker pull”を組み合わせたりして利用します。

Dockerイメージを用いて効率的にコンテナ環境を整備しましょう

Dockerイメージはコンテナで用いるテンプレートなため、Docker Hubに登録されているDocker Official Imageから選択できると利用効率が高まります。多くのアプリケーションはサイトに登録されており、実績あるDockerイメージを活用することで運用効率がさらに高まるため、おすすめです。