Debian Docker化入門：インストールからコンテナ実行まで

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はい、承知いたしました。Debian Docker化入門：インストールからコンテナ実行までの詳細な説明を含む記事を作成します。

Debian Docker化入門：インストールからコンテナ実行まで

Dockerは、アプリケーションをコンテナと呼ばれる隔離された環境で実行するためのプラットフォームです。コンテナは、アプリケーションとその依存関係をパッケージ化し、異なる環境間で一貫性のある実行を保証します。Dockerは、開発、テスト、デプロイメントのプロセスを簡素化し、アプリケーションの移植性とスケーラビリティを向上させます。

このガイドでは、DebianシステムにDockerをインストールし、基本的なDockerコンテナを実行する方法について詳しく説明します。対象読者は、Dockerの基本的な概念を理解しており、Debian環境でDockerを使用したい開発者やシステム管理者です。

目次

  1. Dockerの概要
  2. Dockerの利点
  3. DebianへのDockerのインストール
    • 前提条件
    • 公式リポジトリの追加
    • Dockerエンジンのインストール
    • Docker Composeのインストール
    • インストール後の設定
  4. Dockerの基本操作
    • Dockerイメージの操作
    • Dockerコンテナの操作
    • Dockerネットワークの操作
    • Dockerボリュームの操作
  5. Docker Composeによる複数コンテナの管理
    • Docker Composeの基本
    • Docker Composeファイルの作成
    • Docker Composeコマンド
  6. Dockerを使った開発ワークフロー
    • 開発環境のコンテナ化
    • 継続的インテグレーション/継続的デリバリー(CI/CD)
  7. Dockerのトラブルシューティング
  8. まとめ

1. Dockerの概要

Dockerは、Linuxカーネルのコンテナ化技術を基盤としています。コンテナは、ホストOSのカーネルを共有しながら、独自のファイルシステム、ネットワーク、プロセス空間を持つ隔離された環境です。これにより、コンテナは軽量で高速に起動でき、リソース効率が高いという特徴があります。

Dockerの中心的な概念は以下のとおりです。

  • Dockerイメージ: アプリケーションとその依存関係を含む読み取り専用のテンプレート。イメージは、コンテナの設計図のようなものです。
  • Dockerコンテナ: Dockerイメージから作成された実行可能なインスタンス。コンテナは、イメージに基づいてアプリケーションを実行し、データを保存します。
  • Docker Hub: Dockerイメージの公開リポジトリ。Docker Hubには、さまざまなアプリケーションやOSの公式イメージが公開されており、ユーザーはこれらのイメージをダウンロードして利用できます。
  • Dockerfile: Dockerイメージを構築するための手順を記述したテキストファイル。Dockerfileには、ベースイメージの指定、必要なパッケージのインストール、アプリケーションのコピーなどが含まれます。
  • Docker Compose: 複数のDockerコンテナを定義し、管理するためのツール。Docker Composeを使用すると、複雑なアプリケーションを構成するコンテナをまとめて起動、停止、管理できます。

2. Dockerの利点

Dockerを使用する主な利点は次のとおりです。

  • 移植性: Dockerコンテナは、異なる環境間で一貫性のある実行を保証します。これにより、開発環境、テスト環境、本番環境の間でアプリケーションを簡単に移動できます。
  • 一貫性: Dockerイメージは、アプリケーションとその依存関係を完全にパッケージ化します。これにより、アプリケーションの実行に必要な環境が常に同じになり、環境による問題を防ぐことができます。
  • 効率性: Dockerコンテナは、軽量で高速に起動でき、リソース効率が高いという特徴があります。これにより、複数のコンテナを同じホスト上で実行し、ハードウェアリソースを最大限に活用できます。
  • スケーラビリティ: Dockerコンテナは、必要に応じて簡単にスケールアップまたはスケールダウンできます。これにより、アプリケーションの需要に応じてリソースを柔軟に調整できます。
  • 開発の迅速化: Dockerを使用すると、開発環境の構築やアプリケーションのデプロイメントが簡素化されます。これにより、開発者はアプリケーションの構築に集中できるようになり、開発サイクルを短縮できます。
  • 分離性: Dockerコンテナは、ホストOSや他のコンテナから隔離されています。これにより、アプリケーションのセキュリティが向上し、コンテナ間の干渉を防ぐことができます。

3. DebianへのDockerのインストール

DebianにDockerをインストールする手順は次のとおりです。

3.1. 前提条件

  • Debian GNU/Linuxがインストールされていること（推奨バージョン：Debian 10 Buster以降）
  • sudo権限を持つユーザーアカウントがあること
  • インターネット接続があること

3.2. 公式リポジトリの追加

Dockerの公式リポジトリを追加して、最新バージョンのDockerをインストールできるようにします。

  1. 必要なパッケージをインストールします。

    bash
    sudo apt update
    sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg lsb-release

  2. DockerのGPGキーを追加します。

    bash
    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

  3. Dockerリポジトリを追加します。

    bash
    echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/debian $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

3.3. Dockerエンジンのインストール

  1. パッケージリストを更新します。

    bash
    sudo apt update

  2. Docker Engine、Docker CLI、Containerdをインストールします。

    bash
    sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

  3. Dockerサービスを開始します。

    bash
    sudo systemctl start docker

  4. Dockerサービスが起動していることを確認します。

    bash
    sudo systemctl status docker

  5. Dockerサービスをブート時に自動的に起動するように設定します。

    bash
    sudo systemctl enable docker

3.4. Docker Composeのインストール

Docker Composeは、複数のコンテナを定義し、管理するためのツールです。Docker Composeをインストールするには、次の手順を実行します。

  1. Docker Composeの最新バージョンをダウンロードします。

    bash
    sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/latest/download/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

  2. Docker Composeに実行権限を与えます。

    bash
    sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

  3. Docker Composeのバージョンを確認します。

    bash
    docker-compose --version

3.5. インストール後の設定

Dockerをインストールした後、sudoなしでDockerコマンドを実行できるように、現在のユーザーをdockerグループに追加することをお勧めします。

  1. 現在のユーザーをdockerグループに追加します。

    bash
    sudo usermod -aG docker $USER

  2. 変更を有効にするために、ログアウトしてから再度ログインするか、次のコマンドを実行します。

    bash
    newgrp docker

4. Dockerの基本操作

Dockerの基本的な操作について説明します。

4.1. Dockerイメージの操作

  • イメージの検索: Docker Hubからイメージを検索するには、docker searchコマンドを使用します。

    bash
    docker search nginx

  • イメージのダウンロード: Docker Hubからイメージをダウンロードするには、docker pullコマンドを使用します。

    bash
    docker pull nginx

  • ローカルイメージの表示: ローカルにダウンロードされているイメージを表示するには、docker imagesコマンドを使用します。

    bash
    docker images

  • イメージの削除: ローカルイメージを削除するには、docker rmiコマンドを使用します。

    bash
    docker rmi nginx

4.2. Dockerコンテナの操作

  • コンテナの起動: イメージからコンテナを起動するには、docker runコマンドを使用します。

    bash
    docker run -d -p 80:80 nginx

    • -d: バックグラウンドでコンテナを実行します。
    • -p 80:80: ホストのポート80をコンテナのポート80にマッピングします。

  • 実行中のコンテナの表示: 実行中のコンテナを表示するには、docker psコマンドを使用します。

    bash
    docker ps

  • すべてのコンテナの表示: 停止しているコンテナを含むすべてのコンテナを表示するには、docker ps -aコマンドを使用します。

    bash
    docker ps -a

  • コンテナの停止: コンテナを停止するには、docker stopコマンドを使用します。

    bash
    docker stop <container_id>

  • コンテナの再起動: コンテナを再起動するには、docker restartコマンドを使用します。

    bash
    docker restart <container_id>

  • コンテナの削除: コンテナを削除するには、docker rmコマンドを使用します。

    bash
    docker rm <container_id>

  • コンテナへの接続: 実行中のコンテナに接続するには、docker execコマンドを使用します。

    bash
    docker exec -it <container_id> bash

    • -it: 対話的なターミナルセッションを作成します。

  • コンテナのログの表示: コンテナのログを表示するには、docker logsコマンドを使用します。

    bash
    docker logs <container_id>

4.3. Dockerネットワークの操作

  • ネットワークの作成: 新しいネットワークを作成するには、docker network createコマンドを使用します。

    bash
    docker network create my-network

  • ネットワークの表示: ネットワークを表示するには、docker network lsコマンドを使用します。

    bash
    docker network ls

  • コンテナをネットワークに接続: コンテナをネットワークに接続するには、docker network connectコマンドを使用します。

    bash
    docker network connect my-network <container_id>

  • ネットワークからコンテナを切断: ネットワークからコンテナを切断するには、docker network disconnectコマンドを使用します。

    bash
    docker network disconnect my-network <container_id>

  • ネットワークの削除: ネットワークを削除するには、docker network rmコマンドを使用します。

    bash
    docker network rm my-network

4.4. Dockerボリュームの操作

  • ボリュームの作成: 新しいボリュームを作成するには、docker volume createコマンドを使用します。

    bash
    docker volume create my-volume

  • ボリュームの表示: ボリュームを表示するには、docker volume lsコマンドを使用します。

    bash
    docker volume ls

  • コンテナにボリュームをマウント: コンテナにボリュームをマウントするには、docker runコマンドの-vオプションを使用します。

    bash
    docker run -d -v my-volume:/data nginx

    • -v my-volume:/data: ボリュームmy-volumeをコンテナ内の/dataディレクトリにマウントします。

  • ボリュームの削除: ボリュームを削除するには、docker volume rmコマンドを使用します。

    bash
    docker volume rm my-volume

5. Docker Composeによる複数コンテナの管理

Docker Composeは、複数のDockerコンテナを定義し、管理するためのツールです。Docker Composeを使用すると、複雑なアプリケーションを構成するコンテナをまとめて起動、停止、管理できます。

5.1. Docker Composeの基本

Docker Composeは、YAML形式のdocker-compose.ymlファイルを使用して、アプリケーションを構成するコンテナを定義します。docker-compose.ymlファイルには、各コンテナのイメージ、ポートマッピング、ボリュームマウント、ネットワーク設定などが記述されます。

5.2. Docker Composeファイルの作成

docker-compose.ymlファイルの例を以下に示します。この例では、Webアプリケーションとデータベースの2つのコンテナを定義しています。

yaml
version: "3.9"
services:
web:
image: nginx:latest
ports:
- "80:80"
volumes:
- ./html:/usr/share/nginx/html
depends_on:
- db
networks:
- my-network
db:
image: postgres:13
environment:
POSTGRES_USER: myuser
POSTGRES_PASSWORD: mypassword
POSTGRES_DB: mydb
volumes:
- db-data:/var/lib/postgresql/data
networks:
- my-network
volumes:
db-data:
networks:
my-network:

  • version: Docker Composeファイルのバージョンを指定します。
  • services: アプリケーションを構成するコンテナを定義します。
    • web: Webアプリケーションのコンテナを定義します。
      • image: 使用するDockerイメージを指定します。
      • ports: ポートマッピングを指定します。
      • volumes: ボリュームマウントを指定します。
      • depends_on: コンテナの依存関係を指定します。この例では、webコンテナはdbコンテナに依存しています。
      • networks: コンテナが参加するネットワークを指定します。
    • db: データベースのコンテナを定義します。
      • image: 使用するDockerイメージを指定します。
      • environment: 環境変数を指定します。
      • volumes: ボリュームマウントを指定します。
      • networks: コンテナが参加するネットワークを指定します。
  • volumes: ボリュームを定義します。
  • networks: ネットワークを定義します。

5.3. Docker Composeコマンド

Docker Composeの主なコマンドは次のとおりです。

  • docker-compose up: docker-compose.ymlファイルに基づいてコンテナを起動します。

    bash
    docker-compose up -d

    • -d: バックグラウンドでコンテナを実行します。

  • docker-compose down: コンテナを停止し、削除します。

    bash
    docker-compose down

  • docker-compose ps: コンテナの状態を表示します。

    bash
    docker-compose ps

  • docker-compose logs: コンテナのログを表示します。

    bash
    docker-compose logs <service_name>

  • docker-compose exec: 実行中のコンテナにコマンドを実行します。

    bash
    docker-compose exec <service_name> <command>

  • docker-compose build: docker-compose.ymlファイルで定義されたイメージを構築します。

    bash
    docker-compose build

6. Dockerを使った開発ワークフロー

Dockerは、開発ワークフローを効率化するために使用できます。

6.1. 開発環境のコンテナ化

Dockerを使用すると、開発環境をコンテナ化できます。これにより、開発者は異なる環境で作業する場合でも、一貫性のある開発環境を維持できます。

開発環境をコンテナ化するには、Dockerfileを作成し、必要なパッケージやライブラリをインストールします。次に、docker buildコマンドを使用してイメージを構築し、docker runコマンドを使用してコンテナを起動します。

6.2. 継続的インテグレーション/継続的デリバリー(CI/CD)

Dockerは、継続的インテグレーション/継続的デリバリー(CI/CD)パイプラインで使用できます。CI/CDパイプラインでは、Dockerイメージを使用して、アプリケーションのビルド、テスト、デプロイメントを行います。

Dockerを使用すると、CI/CDパイプラインを自動化し、アプリケーションのデプロイメントを迅速化できます。

7. Dockerのトラブルシューティング

Dockerを使用する際に発生する可能性のある問題とその解決策を以下に示します。

  • イメージのダウンロードに失敗する: インターネット接続を確認するか、Docker Hubにログインしていることを確認してください。
  • コンテナの起動に失敗する: ログを確認して、エラーの原因を特定してください。
  • コンテナに接続できない: コンテナが実行中であることを確認し、ポートマッピングが正しく設定されていることを確認してください。
  • Dockerサービスが起動しない: Dockerサービスが正しくインストールされていることを確認し、必要な依存関係がインストールされていることを確認してください。
  • ディスク容量不足: Dockerイメージやコンテナがディスク容量を圧迫している可能性があります。不要なイメージやコンテナを削除するか、Dockerのストレージ設定を変更してください。

8. まとめ

このガイドでは、DebianシステムにDockerをインストールし、基本的なDockerコンテナを実行する方法について説明しました。Dockerは、アプリケーションの移植性、一貫性、効率性、スケーラビリティを向上させるための強力なツールです。Dockerを効果的に活用することで、開発ワークフローを効率化し、アプリケーションのデプロイメントを迅速化することができます。このガイドが、Debian環境でのDockerの利用を開始する上で役立つことを願っています。Docker Composeを理解することで、より複雑なアプリケーションをコンテナ化し、管理できるようになります。継続的な学習と実践を通じて、Dockerのスキルを向上させてください。

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