Docker 入門

初学者向けの Docker 解説スライドです。

Transcript

1. Docker入門 SpeakerDeck @ranks Twitter @ranksai 1
2. はじめに • 内容: Docker ◦ コンテナ ◦ Docker ◦ その他関連事項 • 初学者むけ ◦ Docker使っている人は もの足りないかも ➢ 少し周りの話をいれた 2
3. Docker入門の前に... アーキテクチャの話 3
4. Microservices Architecture • サービス全体を機能ごとに分けてサービス化 • それぞれがそれぞれの仕様で作成 ◦ 言語，アーキテクチャ，ライブラリ • 各機能間は API で繋ぐ 4 Web アプリケーション 全体 単一 Web アプリケーション 全体 Function1 Function2 Function3 monolith microservices
5. Microservices Architecture メリット/デメリット • メリット ◦ サービス・チームによって異なる技術を使える(最適な技術) ◦ 耐障害性が高い ◦ スケーリングやデプロイが容易 • デメリット ◦ パフォーマンスの悪化 ▪ オーバーヘッドの増加 ◦ 運用・実装の難化 ◦ DB などのデータ整合性が難しい 5 Netflix の Microservices: 出典
6. インフラから見た Microservices 機能ごとにAPIが建っている ➔ portでAPIを分ける・マシンごとにAPIを分ける 6 マシンがたくさん必要？？？ ➔ 仮想化使おう！！ でも VM で機能ごとに建てたら大変...
7. コンテナ型仮想化を使う！ • コンテナ環境の利点 ◦ ホストOSを使用した仮想化 ◦ オーバーヘッドが少ない ◦ 多くの環境数を実行できる ◦ 他の環境でも実行できる 7 Hardware Hardware OS Container VM VM Lib GPU GPU Application Container VM OS Guest OS Lib App App アプリケーションをポータブルに！ Microserviceと相性が良い！ NIC NIC
8. ここまでのまとめ 背景 アプリケーションをスケーラブル/デプロイが容易にしたい コンテナ型仮想化 • 機能ごとにアプリケーションを実行可能 • Microserviceと相性がいい ➔ 多くのユースケースに対応できる コンテナの使用が増加 8
9. Docker入門の前に... コンテナの話 9
10. コンテナとは 10 構築 運送 実行 • 構築 ◦ 必要な環境を組立 • 運送 ◦ 環境に移動 • 実行 ◦ 動作させる
11. コンテナ型仮想化 • 構築 ◦ コードで書ける ◦ コンテナ内に依存関係をまとめられる • 運送 ◦ イメージごとに移動できる • 実行 ◦ どこでも実行可能 ◦ ホストの環境によらない 11 Hardware Hardware OS Container VM VM Lib GPU GPU Application Container VM Hypervisor/OS Guest OS Lib App App NIC NIC
12. コンテナの内部実装 • namespace(名前空間) ◦ コンテナを隔離する ◦ namespaceごとにアクセスできる ▪ プロセス ▪ ネットワーク など • cgroups ◦ 使用するリソースの管理 ▪ CPU，メモリなど • UnionFS ◦ ファイルシステムをレイヤーごとに管理 12 Linux Kernel • namespace • cgroups ランタイム コンテナランタイム
13. コンテナ型仮想化の種類 • System Container ◦ ハイパーバイザーの代用 ◦ 例: LXD • Application Container ◦ アプリケーションを動作させる ◦ 例: Docker 13
14. 再掲: コンテナとは 14 構築 運送 実行 • 構築 ◦ 必要な環境を組立 • 運送 ◦ 環境に移動 • 実行 ◦ 動作させる
15. Docker入門 Docker入門 (ここから本題) 15
16. Docker • コンテナ型仮想化ソフトウェア ◦ Docker社が開発 ◦ コンテナの実行環境(ランタイム)と周辺ツール ◦ Go言語で書かれている • 内部構成 ◦ containerd と runC • イメージでコンテナを管理 ◦ Dockerfileで記述 • 1コンテナ 1プロセス 16
17. containerd • コンテナの管理を行う ◦ 実行状態管理 ◦ 監視 ◦ Docker Image の管理 • Hi-level runtime ◦ CRI の情報を受け取る ◦ runC へ OCI の情報を送る • 他には ◦ cri-o, gVisor, Frakti など 17 runC containerd OCIでやりとり
18. runC • コンテナの実行や作成を行う ◦ プロセス実行 • Low-level runtime ◦ OCI ファイルを受け取り実行 • Docker では runC 以外の ランタイムも使える 18
19. CRI と OCI • どちらもインターフェイス • Container Runtime Interface ◦ オーケストレータからコンテナランタイムへ • Open Container Initiative ◦ コンテナランタイムからランタイムへ 19
20. Docker Daemon Docker のアーキテクチャ 20 Linux Kernel • namespace • cgroups runC containerd Docker Image
21. Dockerfile • DockerImageを記述するためのファイル 21 FROM centos:7 RUN yum -y update RUN rpm -ivh http://nginx.org/packages/centos/7/noarch/RPMS/ nginxrelease-centos-7-0.el7.ngx.noarch.rpm RUN yum install nginx –y ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx", "-g", "daemon off;"] レイヤー に分けて 保存
22. Docker Image • コンテナを実行するのに必要なファイルシステム 22 • 内部はファイルの集まり • レイヤー構造 ◦ UnionFS • 基本的にReadOnly ◦ 起動するとWriteできるレイヤーが構成される • docker history コマンドで見れる FROM CentOS RUN yum -y ... RUN rpm -ivh... RUN yum install ENTRYPOINT
23. Docker Image は毎回つくるの？ • 使えるレイヤーは使いまわす • ビルドキャッシュ ◦ すでにあるレイヤーはそのまま使う • DockerHub ◦ 公式のイメージレポジトリ ◦ 誰でもアップロード可能 ▪ セキュリティに不安 • プライベートリポジトリ ◦ ローカルにDockerHubを建てる 23
24. Docker コマンド抜粋 • docker build ◦ Dockerfile からイメージを作る • docker start ◦ コンテナの起動 • docker run ◦ イメージの作成とコンテナの起動 • docker rm/rmi ◦ コンテナ/イメージの削除 • docker exec ◦ コンテナの中でコマンド実行 24
25. Docker-compose • 複数のコンテナからなるアプリケーションを定義・実行 • 複数プロセス使うときに使用 25 version: '2' ## version 指定 services: web: build: . ## 現在のディレクトリからビルド ports: - "5000:5000" ## 使用ポートは5000 volumes: - .:/code ## /codeでマウント depends_on: - redis ## redisサービスと接続 redis: image: redis ## DockerHub の Redis イメージ使用
26. コンテナの冗長性をとる 仮想マシン同様クラスタを組みたい • クラスタリング ◦ コンテナホスト同士を接続 • オーケストレーション ◦ スケジューリング ◦ スケーリング ◦ フェールオーバー自動化 など 26 Kubernetes Docker Swam Mesos
27. Dockerからの派生 • NVIDIA-Docker • Singularity ◦ GPUクラスタ向けのコンテナ ◦ ジョブ実行にソフトウェアが使いやすい ▪ ジョブスケジューラ ▪ MPI ▪ InfiniBand など 27
28. ご清聴ありがとうございました。 28
29. 使用したアイコン • Network Topology Icons ◦ https://www.cisco.com/c/en/us/about/brand-center/network-topolo gy-icons.html 29
30. 参考文献(サイト) • LXD ◦ https://linuxcontainers.org/ja/lxd/introduction/ • Docker ◦ https://www.docker.com/ • CNCF ◦ https://landscape.cncf.io/selected=containerd • containerd ◦ https://containerd.io/ • runC ◦ https://github.com/opencontainers/runc 30
31. 参考文献(サイト) • Docker-compose ◦ https://linuxcontainers.org/ja/lxd/introduction/ • NVIDIA-Docker ◦ https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker • Singularity ◦ https://sylabs.io/ • gitlab/gitlab-ce ◦ https://hub.docker.com/r/gitlab/gitlab-ce 31