仮想化技術とDocker 基礎

by けん

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仮想技術とDocker 基礎 2025/04/17(⽊) デマンド開発部 Team2 平岩健

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仮想化技術

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© Geniee, Inc. 7 仮想化技術とは？ - ex. 仮想メモリ物理的なコンピュータリソースを論理的に抽象化し効率的に管理‧利⽤とは？プログラムメインメモリロード実アドレス 100 101 102 103 104 メインメモリはストレージと⽐較すると⾼速にデータをロードできる！メモリは⾮常に⾼価であるためメモリ不⾜が問題になる参考: ITをわかりやすく解説仮想記憶(仮想メモリとは) (2025/03/21)

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© Geniee, Inc. 8 仮想化技術とは？ - ex. 仮想メモリメインメモリ実アドレス 100 101 102 103 物理的なコンピュータリソースを論理的に抽象化し効率的に管理‧利⽤とは？補助記憶装置仮想メモリ仮想アドレス 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 メインメモリの容量を超えたアドレス空間を実現まるで⼤容量なメモリのように⾒せるプログラム仮想アドレス実アドレス参考: ITをわかりやすく解説仮想記憶(仮想メモリとは) (2025/03/21) 必要な時にメモリに移動動的アドレス変換機構ロードの頻度が少ないデータ

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© Geniee, Inc. 9 仮想化技術とは？ - ex. エミュレータハードウェア(物理)の機能をソフトウェア(論理)で実現するとは？ int main() { —- —-- —-- return 0 } 特定のハードウェアやOS向けに開発されたソフトウェアを異なる環境で実⾏させるもの ex. Android Emulator 実際のAndroidデバイスの動作を PC上で再現するソフトウェアまるで Androidデバイスかのように動作させるエミュレータソフトウェアによってデバイス(ハードウェア)を再現

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© Geniee, Inc. 12 仮想化⽅式の種類ホスト型ハードウェアホスト OS ホスト型仮想化ソフトウェアアプリ1 ゲストOS アプリ1 アプリ2 特徴メリットデメリットホストOS上でゲストOSを動作リソース消費⼤処理が重たい仮想化の中で最も⾼い柔軟性を持つ ex. x86マシン上でARMのLinuxを動作可能参考: 仮想化技術について解説｜ホスト‧ハイパーバイザー‧コンテナの違いとは？ | ITコラム｜アイティーエム株式会社 (2025/03/21)

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© Geniee, Inc. 13 仮想化⽅式の種類ハイパーバイザーゲストOS ゲストOS アプリ1 アプリ1 アプリ2 ハイパーバイザー型ハードウェア特徴メリットデメリット OSを介さずCPUやメモリなどのハードウェアを直接制御オーバーヘッドが少ない特権モードで動作しておりセキュリティリスク回避のため頻繁なアップデートが不可⽋参考: 仮想化技術について解説｜ホスト‧ハイパーバイザー‧コンテナの違いとは？ | ITコラム｜アイティーエム株式会社 (2025/03/21)

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© Geniee, Inc. 14 仮想化⽅式の種類ホスト OS コンテナエンジンアプリ1 アプリ1 アプリ1 コンテナ型ハードウェア特徴メリットデメリット各コンテナがホストOS(Linux)のカーネルを利⽤して動作起動が⾼速リソース効率が良い互いに異なるOSのコンテナを起動することは不可能参考: 仮想化技術について解説｜ホスト‧ハイパーバイザー‧コンテナの違いとは？ | ITコラム｜アイティーエム株式会社 (2025/03/21)

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© Geniee, Inc. 16 実務における仮想化技術のメリット Web server App server DB server 使用率: 17% 使用率: 15% 使用率: 25% ⼀つのシステムにおいて機能ごとにサーバーを必要とする使用率: 80% ● Web server ● App server ● DB server ● 仮想化エンジン機能ごとに独⽴環境を作成しリソースを効率よく活⽤プロセスごとに異なるバージョンのライブラリを使いたいから仕⽅がない... 仮想化技術を利⽤せずに導⼊するのと⽐べて ● スケーラビリティ向上 ● セキュリティ向上 p31

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Docker

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© Geniee, Inc. 20 コンテナ構築の流れ Dockerﬁle Dockerイメージ OS Application ﬁle コンテナ (停⽌) コンテナ (起動) build create start stop run dockerを扱うためのコマンド $ docker build [option] $ docker create [option] DockerImage $ docker start/stop <コンテナ ID or コンテナ名> $ docker run [option] DockerImage

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© Geniee, Inc. 28 ポートフォワーディング docker0 http://localhost:80 ポート:8080 ポート:3306 ホスト側ポートコンテナ側ポート 80 8080 3306 3306 $ docker run -p ホストポート:コンテナポート DockerImage ネットワーク通信において特定のポートに届いたパケットを別のポートに転送する技術実ネットワーク docker ネットワーク to port:80 to port:8080

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コンテナ技術

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© Geniee, Inc. 31 Namespace (発展内容) Host OS Namespace Linuxのリソースを分離する仕組み NameSpace1 NameSpace2 31928 31929 31930 31931 PIDテーブル 1 1 bash bash ⭕ ホストOS -> コンテナのプロセス ⭕ コンテナA -> コンテナAのプロセス ✖ コンテナA -> コンテナBのプロセス ✖ コンテナA -> ホストOSのプロセスコンテナの独⽴した環境を実現 Namespaceによってコンテナが外部のプロセスを認識できないようにする

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Dockerの環境構築

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© Geniee, Inc. 38 Rancher DesktopのCLI操作 $ rdctl start Mac OS / Windows コンテナエンジンアプリハードウェア【ホストOSがLinuxではない場合】 Rancher DesktopがLinuxカーネルを提供各コンテナはこのカーネルを共有している $ rdctl shell Rancher Desktopの起動 Rancher DesktopのVM接続発展課題で使うので接続できるか確認！ ※コンテナに接続する訳でないので注意