LinuxClub勉強会 - 基礎とハンズオンから始めるDockerを使用したコンテナ技術

この勉強会は、Dockerを初めて学ぶ人を対象に、コンテナ技術の基礎から実際に手を動かす体験までを通して理解を深めることを目的としています。コンテナと仮想マシンの違いや、Dockerfileを用いた環境構築の流れを紹介し、最後にはクラウド活用やチーム開発での応用例にも触れます。実務や個人開発に直結する知識を得られる入門編です

Transcript

1. コンテナ技術を学ぼう！ 今日からはじめるDockerを使用した開発 広瀬 エイトル LinuxClub 2025.08.23 18:00〜
2. 広瀬 エイトル Hirose Heitor 東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 コンピュータサイエンス学科 学部2年 趣味 : ダーツ、カンファレンス参加
3. 最近やっていること。 夏休みのほとんどをインターンと業務委託に通やしています。
4. 目次 1. オープニング - 勉強会の趣旨とゴール 2. Dockerの入門 - Dockerって何？ - Dockerの基礎知識 - コンテナと仮想マシンの違い - WSL2とDockerの違い 3. Dockerを触ってみる - 基本コマンドの紹介 - コンテナの起動 - コンテナの停止・削除 4. Dockerfile 入門 - Dockerfileとは何か - 基本構造 - 簡単なアプリのビルド 5. Dockerをさらに勉強するなら？ - 個人開発で活用せよ - チーム開発での活用 - Docker Composeについて - GCP、AWSなどの活用 6. おわりに。
5. オープニング
6. 注意事項 本資料では、わかりやすさを重視するために一部の説明を省略したり、 表現を簡略化している箇所があります。 もし内容に誤りや改善点などがありましたら、 ぜひXなどでご連絡いただけますと、今後の改善の励みになります。 この講座はDockerを学んでもらうための入り口としているので、 DockerコマンドやDockerfileの書き方などについて詳しく解説を行いません。
7. 勉強会の趣旨とゴール 大学でもDockerを扱う授業は少なからずありますが、実務に直結するような 活用方法まで学べる機会はほとんどありません。結果として、多くの学生は 「Dockerとは何か」を十分に理解しないまま、課題をこなして終わってしま うのが現状です。 今回の勉強会を通じて、少しでもコンテナ技術の便利さや可能性を実感して ほしいと考えています。 簡単なアプリのDockerfileを書いてビルドできるようになる。 ゴール地点 Dockerのアーキテクチャを理解し、活用ができるようになる。
8. Docker入門
9. Dockerってなんだ? Dockerは、アプリケーションを 開発・配布・実行 するためのオープンプラ ットフォームです。アプリケーションを「コンテナ」という単位でパッケー ジ化し、環境差異に影響されずに動かすことができるようにするもの 誰がどこで動かしても同じ環境をすぐに再現できるため、開発がスムーズに なり、テストや本番環境への移行も簡単になる。 参考 : https://docs.docker.jp/engine/introduction/understanding-docker.html
10. Dockerはなにがいいのか？ アプリを早くユーザーに届けられる ローカルで開発したコードを、そのままテストや本番に移せるので、 開発からデプロイまでが速い。 Linuxベースなら環境に依存せずどこでも動かせる ローカルPC、サーバー、クラウド環境など問わず、応じてすぐにアプ リケーションを増やしたり減らしたりできる。 軽量でコスト効率が高い 仮想マシンのようにゲストOSを起動する必要がないため軽量で、同じ リソースでより多くのアプリケーションを実行できる。
11. Dockerのアーキテクチャ (1) Docker Engine （デーモン） Dockerの中核となるもの、バックグラウンドに常駐してコンテナ、イメージなどの作 成・実行・停止などの管理をすべて担っている Docker クライアント ユーザーがDockerを操作するためのもの。docker run や docker buildなどの命令を Docker Engineに伝えてくれるもの イメージ コンテナを作成するための 「設計図」 にあたるもの。アプリケーションを実行するた めに必要な設定やライブラリーなどが一つにまとめられている。 コンテナ コンテナは イメージ を実体化して動かしたもので、イメージが設計図であるならばコ ンテナは設計図からできた成果物。 レジストリ イメージを保管し、配布するための仕組み。自分の作ったイメージをレジストリにアッ プロードすることで、他の開発者がイメージを取得して仕様できるようにするもの。
12. Dockerのアーキテクチャ (2) 上記画像の引用元 : https://docs.docker.jp/engine/introduction/understanding-docker.html
13. アプリを早くユーザーに届けられる ローカルで開発したコードを、そのままテストや本番に移せるので、 開発からデプロイまでが速い。 覚えていますか？ ユーザーに早く届けられる デプロイが簡単で速い 技術者の負担が少ない
14. どうしてデプロイが速いのか？
15. サーバーを構築して公開まで。 こ れ ま で は ア プ リ ケ ー シ ョ ン を 動 か す 方 法 と い え ば 、 「ホストOS」に直接ソフトウェアをインストールして実行する か、 「仮想マシン」を立ち上げてその中にOSごと環境を構築する 方法で構築して公開するのが一般的だった。
16. OSに直接アプリケーションを構築 メリット デメリット 追加のソフトウェアや仮想化レイヤーなども必要せず、OS上に直接インストールするこ とで利用できる OS上でそのまま動作するため仮想化の余計な処理がなく、リソースを無駄なく利用する ことができる 開発環境と本番環境でライブラリや依存関係が異なると「自分のPCでは動いたの に本番で動かない」という人為的な問題が生じる サーバー移行や環境の複製が難しく、構築手順を一から繰り返す必要がある
17. ホストOSに直接アプリケーションを構築
18. 仮想マシンにアプリケーションを構築 メリット デメリット 仮想マシンはゲストOSごと独立して動作するため、複数のシステムを同じ物理マ シンで安全に共存させることができる 1台の物理マシンの上に複数の異なるOSを同時に立ち上げることが可能で、異なる 開発環境や検証環境を1つのハードウェアで柔軟に活用することができる それぞれのVMごとにゲストOSを丸ごと起動する必要があるため、追加の負荷が発 生し、同じマシンで動かせるアプリケーション数に影響 仮想マシンをたちあげるには、ゲストOSの起動プロセスが必要となり、数十秒か ら数分かかる場合がある
19. 仮想マシンにアプリケーションを構築
20. 1台の物理マシンの上で複数の仮想マシンを動かすための仕組み 物理サーバーのCPUやメモリ、ストレージといったリソースを仮想化し、各VMに割り当てることで、1台のサ ーバー上で複数のOSを同時に動かすことができる。ハードウェア資源の効率的な利用、サーバー統合による コスト削減、運用の柔軟性向上が可能になる。 代表的なものには、企業向けで広く使われているVMware ESXi、Windows環境で利用される Microsoft Hyper-V、オープンソースの Xen などがある。 また、開発環境でよく使われる VirtualBox もハイパーバイザーの１つです。 ハイパーバイザーとは？
21. コンテナを使用したアプリケーションを構築 メリット デメリット ゲストOSが必要なく、ホストOSのシステムを共有するため、数秒で立ち上げるこ とができる。リソースの消費も少なく効率的。 ローカル、サーバー、クラウドなどすべて１つのイメージで管理することができる ため、開発から本番まで安易に移行も、スケーリングも可能。 基本的には、Linuxカーネル上で動くため、LinuxベースのホストOSが必要となる 仮想マシンほどの独立性はないため、ホストカーネルやイメージに脆弱性がある場 合は影響を受ける コンテナはネットワークやストレージなどを他のコンテナと共有するため、それら の永続化や外部との接続を工夫する必要がある
22. コンテナを使用したアプリケーションを構築
23. ホストOS コンテナ 仮想マシン それぞれの構築方法を比較して
24. 仮想マシンとコンテナの違い わかりました？ 僕ははじめて学んだ時はよくわかってなかった。今も低レイヤーレベルだと詳しくは説明できないかも、 、 、
25. 仮想マシンとコンテナの違い 仮想マシン コンテナ ハイパーバイザーを使って物理マシンを仮想化し、そ の上にゲストOSを丸ごと動かす仕組み。異なるOSを 同時に動かせる独立性があるが、OSごと起動するた め重く、リソース消費や起動時間が大きい。 仮想マシン ホストOSのカーネルを共有し、アプリケーションに 必要な部分だけを独立して動かす仕組み。軽量で起動 が速く、Linux環境であれば同じ環境を再現できる が、仮想マシンほどの隔離性はない。 コンテナ
26. WSL2とDockerの違いはなんぞ？
27. Windows Subsystem for Linux 2 （WSL2）とは？ ※ 本当はもうちょっと色々ある気がする WSL2のおかげで、WindowsユーザーでもLinux環境や コマンドをそのまま利用できるようになっている。 Windows環境ではDockerを直接実行できないため、 内部的にはWSL2（Hyper-V上のLinuxカーネル）を 土台としてDocker Engineが動作している。 つまり、WSL2はDockerを支える基盤であり、その上 でDockerがコンテナを実行している関係になります。 仮想化機能（Hyper-V）の上で軽量なLinuxカーネルを動かす仕組み ※ ちょっと自信ない。 。 。
28. WSL2 と Docker の違い。 DockerとWSL2はしばしば並べて語られることがありますが、そもそも用途がまったく異なる。 WSL2は「WindowsでLinux環境を使えるようにする仕組み」であり、Dockerは「アプリケーショ ンをコンテナとしてまとめ、動かす仕組み」で目的が違う。 役割が根本的に違うから勘違いしないようにするのが大事。 めっちゃ簡単に説明するなら WSL2＝Linux環境 Docker＝コンテナ管理・実行
29. Docker CLIを触ってみよう！
30. ハンズオンの流れ 1. Docker Hubというレジストリから nginx のイメージを持ってくる 2. ダウンロードしたイメージを使用してコンテナを起動 3. コンテナの確認 4. 起動したコンテナ上にあるアプリにアクセスしてみる 5. コンテナの停止・削除 6. ダウンロードしたイメージの削除
31. Docker Hubとは？ Docker Hub は、世界最大級の公式コンテナレジストリ（イメージ共有サービス） 開発者はこのプラットフォームを使って、Nginx や MySQL のような公式イメージを簡単に取得で きるだけでなく、自作のイメージをチームや全世界に向けて公開することもできます。 提供元である Docker 社（Docker, Inc.）は、Docker Engine や Docker Desktop などのツール群 を開発している企業であり、コンテナ技術の普及と発展の中心になっている。
32. nginxとは？ Nginx（エンジンエックス） は、軽量で高速な Webサーバーソフトウェア です。 静的なファイル（HTML, 画像など）を配信するだけでなく、リバースプロキシやロードバランサ ーとしても利用でき、世界中のWebサイトで広く使われている。 個人的には、Apacheよりも設定がわかりやすく、初心者におすすめ。
33. nginx のイメージをダウロードする ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker pull nginx
34. ダウンロードしたイメージを使用してコンテナを起動 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker run -d --name my-nginx -p 8080:80 nginx
35. コンテナの確認 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker ps これを実行すると以下のように現在起動しているコンテナの詳細が閲覧できます。 dockerをコマンドラインで使用する場合は重宝するので覚えておくと便利です。
36. 起動したコンテナ上にあるアプリにアクセスしてみる http://localhost:8080/ Chromeなどのブラウザで以下のアドレスにアクセスしてみてください 正しく起動できていた場合は右の画像の ような画面がでてきます！ おめでとうございます！ コンテナ上でアプリケーションを起動で きました。 😎
37. コンテナの停止 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker stop my-nginx コンテナの削除 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker rm my-nginx
38. ダウンロードしたイメージの削除 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker rmi nginx
39. Docker CLIを触ってみよう！ 〜 終了 〜
40. Dockerfile使ったイメージ作成
41. Dockerfileとは？ Dockerfileは、Dockerイメージを作るための設計図（レシピ） ベースとなる環境（例：Node.js や Python）や必要なライブラリ、ファイルのコピー、アプリの 起動方法などを記述します。 このファイルをもとに docker build コマンドを実行すると、同じ手順で誰でも同じイメージを作 ることができるようになる。つまり、環境構築を自動化し、再現性のある形で「アプリが動く環 境」をパッケージ化できる仕組みです。
42. プロジェクトをcloneする git clone https://github.com/lc-tut/dockerfile-sample-app.git 簡単なDockerfileを作成したプロジェクトを用意したのでgitを使ってクローンしてエディタなどで 開いてみてください。
43. Dockerfileの中身を見てみる
44. Dockerfileを使用してイメージを作成してみる ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker build -t myapp:latest -f ./Dockerfile . クローンしたプロジェクトのルートに移動してください 成功するとこんな感じ。
45. 作成したイメージからコンテナを起動 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker run -d --name myapp -p 8080:80 myapp 成功するとこんな感じ。
46. 起動したアプリケーションを開いてみる http://localhost:8080/ Chromeなどのブラウザで以下のアドレスにアクセスしてみてください 正しく起動できていた場合は右の画像のよ うな画面がでてきます！ おめでとうございます！ Dockerfileを使用してアプリケーションを 起動できました。 😎
47. 本来ならば、 、 、 今回は事前に用意したDockerfileを使用しましたが、実務や個人開発だった場合は 色々と考える必要があります。 たとえば 　ベースイメージの選定：サイズやセキュリティリスクに直結 　不要ファイルの扱い：不用意にコピーするとイメージが肥大化する要因に 　キャッシュの活用：命令の順序を工夫してビルド時間を短縮する。 　　　　　　　　　　 （電気代もクラウド代を考えてみると時間かかるのは辛い） 😭 　マルチステージビルド：本番環境を意識して効率的にイメージを構築する 　依存関係とセキュリティ更新：ライブラリやパッケージの管理も重要
48. お掃除
49. コンテナの停止 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker stop myapp コンテナの削除 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker rm myapp
50. 作成したイメージの削除 ターミナルなどで以下のコマンドを実行 docker rmi myapp
51. Dockerをさらに勉強するなら？
52. とりあえず使ってみる、勉強する まずは深く考えすぎずに、実際にDockerを触ってみてほしいです。 公式のチュートリアルやサンプルイメージを動かしてみるだけでも、仕組みが今回み たいに体系的に学べますし、身につきます。 自分で開発したアプリなどを使って、Dockerfileを作ってイメージ作成 するところま でやってみると身につきやすいと思います。ぜひ、技術書やZennの記事をうまく活用 してみてください。
53. Docker Composeを活用してみよう！ Webアプリの開発では、アプリケーション本体だけでなく、データベースやキャッシ ュサーバーなど複数のサービスを同時に使うのが一般的です。 Docker Compose を使えば、それぞれのコンテナを1つの設定ファイル（docker- compose.yml）にまとめて管理でき、コマンド一つでまとめて起動・停止できます。 実際のサービスに近い構成を簡単に再現できるため、本格的な開発体験に一歩近づく ことができることは間違いないと思います。
54. チーム開発でDockerを使ってみよう！ 個人でDockerを扱えるようになったら、 次はチームでの利用に挑戦するのがおすすめです。 チーム開発では「自分の環境では動いたのに他の人では動かない」という問題がよく 起きます。Dockerfile をお互いに共有すれば全員が同じ環境を使えるため、環境差異 によるトラブルをある程度減らせます。 また、開発環境のセットアップもそれらを配布するだけで済むので、新しく参加した メンバーもすぐに開発に入れるようになります ⭐️
55. Goocle Cloudなどのクラウドを使ってみよう！ ローカルで作ったDockerイメージを、クラウド上に置いて実際に動かしてみましょう。 Google Cloudの Artifact Registry にイメージを保存すれば、チームや本番環境で共有 できるし、イメージのバージョン管理も簡単になります！ そしてそれらのイメージを Cloud Run に設定すればクラウド上で自動的に実行し、URL 一つで誰でもアクセスできる Webサービスとして公開 できます。 サーバーレス と言われるサーバーを自分で管理する必要がなく、スケーリングも自動で 行われるため、初めてのクラウド活用にもおすすめです。 興味あればGKEとか、Kubernetesについても調べてみてください。面白いですよ。私はインターンでそれを使ってわからなさすぎて苦しんでいますが、 、 、 、
56. おわり！