第7章 Docker フォーマットのコンテナーイメージの使用方法

Docker のプライベートレジストリーを作成する 1 つの方法は、docker-registry サービスを使用する方法です。本書の始めの部分で説明されているように docker-registry パッケージを RHEL 7 (Atomic では利用不可) にインストールしている場合、以下のようにサービスを有効にし、起動することができます。

リモートレジストリー (Red Hat 独自の Docker レジストリー) から Docker イメージを取得し、それらをローカルシステムに追加するには、docker pull コマンドを使用します。

# docker pull <registry>[:<port>]/[<namespace>/]<name>:<tag>

<registry> は、TCP <port> に docker-registry サービスを提供するホストです (デフォルト: 5000)。さらに、<namespace> および <name> は、そのレジストリーで <namespace> によって制御される特定のイメージを特定します。また、一部のレジストリーも生の <name> をサポートします。これらの場合、<namespace> はオプションです。ただし、名前空間が組み込まれていると、<namespace> が提供する階層の追加のレベルは、同じ <name> の複数のイメージを区別するのに役立ちます。以下は例になります。

2014 年 11 月の時点で、Red Hat がサポートする唯一の Docker レジストリーは registry.access.redhat.com にあります。tarball として保存されている Docker イメージにアクセスできる場合、そのイメージをローカルファイルシステムから Docker レジストリーにロードできます。

docker pull: pull オプションを使用すると、リモートレジストリーからイメージを取得できます。rhel ベースイメージを Red Hat レジストリーから取得するには、docker pull registry.access.redhat.com/rhel と入力します。イメージが Red Hat レジストリーのものであることを確認するには、レジストリーのホスト名、スラッシュおよびイメージ名を入力します。以下のコマンドは、rhel イメージを Red Hat レジストリーから取得する例を示しています。

# docker pull registry.access.redhat.com/rhel

イメージはリポジトリー名とタグで特定されます。リポジトリー名 rhel は、レジストリー名を付けずに docker pull コマンドに渡されると、不明確となり、信用できないリポジトリーのイメージの取得を招く可能性があります。したがって、latest などのタグを追加して、名前を rhel:latest にします。

上記の docker pull コマンドで作成されたイメージを表示するには、docker images と入力します。

# docker images
REPOSITORY                       TAG        IMAGE ID      CREATED       VIRTUAL SIZE
registry.access.redhat.com/rhel  0-21       e1f5733f050b  4 months ago  140.2 MB
registry.access.redhat.com/rhel  0          bef54b8f8a2f  4 months ago  139.6 MB
registry.access.redhat.com/rhel  0-23       bef54b8f8a2f  4 months ago  139.6 MB
registry.access.redhat.com/rhel  latest     bef54b8f8a2f  4 months ago  139.6 MB

docker load: コンテナーイメージをローカルシステムに tarball として保存する場合、そのイメージの tarball をロードして、ローカルシステムで docker コマンドで実行できます。以下の手順に従ってください。

イメージをローカルレジストリーに追加し、ロードしている場合、docker コマンドの docker images を使用してそれらのイメージを表示できます。以下は、ローカルシステムにあるイメージを一覧表示する方法を示しています。

# docker images
REPOSITORY   TAG      IMAGE ID      CREATED       VIRTUAL SIZE
redhat/rhel  latest   e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
rhel         latest   e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
redhat/rhel7 0        e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
redhat/rhel7 0-21     e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
redhat/rhel7 latest   e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
rhel7        0        e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
rhel7        0-21     e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB
rhel7        latest   e1f5733f050b  4 weeks ago   140.2 MB

注意: イメージまたはリポジトリーをアップストリームの Docker.io レジストリー (docker push) に追加するデフォルトのオプションは、docker コマンドの Red Hat バージョンでは無効になっています。イメージを特定のレジストリーに追加するには、レジストリー、そのポート番号およびタグを指定して、追加するイメージを指定します。

ここまでで docker および docker-registry サービスを実行でき、いくつかのコンテナーが利用できる状態になったので、Docker 環境とコンテナーの構成内容を確認することができます。docker を version および info オプションと共に実行すると、Docker 環境の状態を確認できます。

docker version: version オプションを使用すると、インストールされている Docker コンポーネントのバージョンを表示できます。なお、 docker パッケージは新しいバージョンを利用できます (RHEL 7 では yum update docker でアップデートできます)。

# docker version      Shows components/versions in use. Note that docker needs updating here.
Client version: 1.2.0
Client API version: 1.14
Go version (client): go1.3.1
Git commit (client): 2a2f26c/1.2.0
OS/Arch (client): linux/amd64
Server version: 1.2.0
Server API version: 1.14
Go version (server): go1.3.1
Git commit (server): 2a2f26c/1.2.0
Last stable version: 1.3.0, please update docker

docker info: info オプションを使用すると、ローカルコンテナーやイメージの数などのコンポーネントの場所や、Docker ストレージ領域のサイズや場所の情報を確認できます。

# docker info
Containers: 3
Images: 5
Storage Driver: devicemapper
 Pool Name: docker-253:1-16826017-pool
 Pool Blocksize: 64 Kb
 Data file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/data
 Metadata file: /var/lib/docker/devicemapper/devicemapper/metadata
 Data Space Used: 1042.4 Mb
 Data Space Total: 102400.0 Mb
 Metadata Space Used: 1.3 Mb
 Metadata Space Total: 2048.0 Mb
Execution Driver: native-0.2
Kernel Version: 3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
Operating System: Red Hat Atomic Host 7.0

(実行しているかどうかに関わらず) システムに作成された Docker イメージは、複数の方法で管理できます。docker run コマンドを実行すると、コンテナーで実行するコマンドを指定できます。コンテナーを起動したら、停止、開始、再起動を行うことができます。不要なコンテナーは削除できます。

Docker コンテナーの実行

docker run コマンドを実行すると、基本的に Docker イメージからコンテナーを新たに作成できます。コンテナーはイメージのコンテンツと、docker run コマンドラインで渡す追加のオプションに基づく複数の機能で構成されます。

docker run コマンドラインで渡すコマンドは、コンテナーの内部をその実行環境として表示します。そのため、デフォルトではホストシステムについてはほとんど確認できません。たとえば、デフォルトでは実行中のアプリケーションで以下を確認できます。

コンテナーで利用できるホストからディレクトリーを作成し、コンテナーからホストにネットワークポートをマップし、コンテナーが使用できるメモリーのサイズを制限し、コンテナーで利用できる CPU 共有を拡大する必要などがある場合、これらを docker run コマンドラインで実行することができます。以下は、異なる機能を有効にする docker コマンドラインのいくつかの例になります。

例 #1 (quick コマンドの実行): この docker コマンドは ip addr show eth0 コマンドを実行して、RHEL イメージから生成されるコンテナー内の eth0 ネットワークのアドレス情報を表示します。これは必要最低限のコンテナーであるため、このデモの RHEL 7 ホストシステムから /usr/sbin ディレクトリーをマウントします (マウントは -v オプションで実行します)。これには実行に必要な ip コマンドが含まれるためです。コンテナーがコマンドを実行した後に、IP アドレス (172.17.0.2/16) および eth0 についての他の情報が表示され、コンテナーは停止し、削除されます (--rm)。

# docker run -v /usr/sbin:/usr/sbin \
    --rm rhel /usr/sbin/ip addr show eth0
20: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 4e:90:00:27:a2:5d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.10/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::4c90:ff:fe27:a25d/64 scope link tentative
       valid_lft forever preferred_lft forever

このコンテナーを保存して再度使用する場合は、これに名前を割り当て、その名前を使って後で起動することができます。たとえば、このコンテナーに myipaddr という名前を付けます。

# docker run -v /usr/sbin:/usr/sbin \
    --name=myipaddr rhel /usr/sbin/ip addr show eth0
20: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 4e:90:00:27:a2:5d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.10/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::4c90:ff:fe27:a25d/64 scope link tentative
       valid_lft forever preferred_lft forever
# docker start -i myipaddr
22: eth0:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 4e:90:00:27:a2:5d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.10/16 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::4c90:ff:fe27:a25d/64 scope link tentative
       valid_lft forever preferred_lft forever

例 #2 (コンテナー内でシェルを実行): コンテナーを使用して bash シェルを起動すると、コンテナー内を確認でき、コンテンツを変更することができます。ここでは、コンテナーの名前を mybash に設定しています。-i でインタラクティブなセッションを作成し、-t でターミナルセッションを開きます。-i を使用しないと、シェルは開いた後に終了します。-t を使用しないと、シェルは開いたままになりますが、シェルには何も入力できなくなります。

コマンドを実行すると、シェルプロンプトが表示され、コンテナー内からコマンドを実行できるようになります。

# docker run --name=mybash -it rhel /bin/bash
[root@49830c4f9cc4/]#

ベースの RHEL イメージ内で利用できるアプリケーションはほとんどありませんが、yum コマンドを使用してソフトウェアを追加できます。コンテナー内のシェルを開いたら、以下のコマンドを実行します。

[root@49830c4f9cc4/]# cat /etc/redhat-release
Red Hat Enterprise Linux Server release 7.1 (Maipo)
[root@49830c4f9cc4/]# ps
bash: ps: command not found
[root@49830c4f9cc4/]# yum install -y procps
[root@49830c4f9cc4/]# ps -ef
UID      PID    PPID  C STIME TTY       TIME  CMD
root       1       0  0 15:36 ?     00:00:00  /bin/bash
root      46       1  0 15:43 ?     00:00:00  ps -ef
[root@49830c4f9cc4/]# exit

コンテナーが RHEL 7.1 コンテナーになっていることに注意してください。ps コマンドは RHEL のベースイメージには含まれていません。ただし、上記のように yum を使用してインストールできます。コンテナーを終了するには、exit と入力します。

コンテナーを終了すると実行しなくなりますが、コンテナーは新規のソフトウェアパッケージがインストールされた状態で存在したままになります。docker ps -a を使用してコンテナーを一覧表示します。

# docker ps -a
CONTAINER ID  IMAGE        COMMAND      CREATED        STATUS                    PORTS  NAMES
49830c4f9cc4  rhel:latest  "/bin/bash"  2 minutes ago  Exited (0) 25 minutes ago        mybash
...

docker start を -ai オプションと共に使用してコンテナーを再起動できます。以下は例になります。

# docker start -ai mybash
[root@a0aee493a605/]#

例 #3 (ログファイルのバインドマウント): コンテナー内のログメッセージをホストシステムで利用できるようにする 1 つの方法は、コンテナー内でホストの /dev/log デバイスをバインドマウントする方法です。この例では、ログメッセージを生成する log_test という名前の RHEL コンテナーでアプリケーションを実行 (この場合は logger コマンドを使用) し、ホストからコンテナーにマウントした /dev/log デバイスにメッセージを移動する方法について示しています。--rm オプションを使用すると、コンテナーが実行後に削除されます。

# docker run --name="log_test" -v /dev/log:/dev/log --rm rhel logger "Testing logging to the host"
# journalctl -b | grep Testing
Apr 22 16:00:37 node1.example.com logger[102729]: Testing logging to the host

Docker コンテナー外からの調査

1 つ以上の Docker コンテナーがホストで実行されているとします。ホストシステムからコンテナーを使用するには、シェルを開いて以下のコマンドをいくつかを実行できます。

docker ps: ps オプションは、現在実行中のすべてのコンテナーを表示します。

# docker ps
CONTAINER ID IMAGE       COMMAND     CREATED         STATUS       PORTS    NAMES
0d8b2ded3af0 rhel:latest "/bin/bash" 10 minutes ago  Up 3 minutes          mybash

実行されていないものの、(--rm オプションを使用して) 削除されていないコンテナーがある場合 、コンテナーは保存されているために再起動できます。docker ps -a コマンドは、実行中または停止しているすべてのコンテナーを表示します。

# docker ps -a
CONTAINER ID  IMAGE       COMMAND    CREATED      STATUS                PORTS  NAMES
92b7ed0c039b  rhel:latest /bin/bash  2 days ago   Exited (0) 2 days ago        agitated_hopper
eaa96236afa6  rhel:latest /bin/bash  2 days ago   Exited (0) 2 days ago        prickly_newton

システムに存在するコンテナーの起動、停止、および削除についての詳細は、「Docker コンテナーの使用」セクションを参照してください。

docker inspect: 既存のコンテナーのメタデータを調べるには、docker inspect コマンドを使用します。コンテナーのすべてのメタデータを表示することも、選択した項目のみを表示することもできます。たとえば、選択したコンテナーのすべてのメタデータを表示するには、以下を入力します。

# docker inspect mybash
[{
    "Args": [],
        ...
        "Hostname": "a0aee493a605",
            "Image": "rhel",
            "Labels": {
                "Architecture": "x86_64",
                "Build_Host": "rcm-img04.build.eng.bos.redhat.com",
                "Name": "rhel-server-docker",
                "Release": "4",
                "Vendor": "Red Hat, Inc.",
                "Version": "7.1"
    ...

docker inspect --format: このコマンドを使用すると、コンテナーから情報の特定の部分を取得することができます。情報は階層的に保存されます。コンテナーの IP アドレス (NetworkSettings 下の IPAddress) を表示するには、--format オプションとコンテナーの ID を使用します。以下が例になります。

# docker inspect --format='{{.NetworkSettings.IPAddress}}' mybash
172.17.0.2

その他にも、.Path (コンテナーで実行するコマンドを表示する)、.Args (コマンドへの引数)、.Config.ExposedPorts (コンテナーから表示される TCP または UDP ポート)、.State.Pid (コンテナーのプロセス ID を表示する)、.HostConfig.PortBindings (コンテナーからホストへのポートマッピング) などを調べることができます。以下は、.State.Pid および .HostConfig.PortBindings の例になります。

# docker inspect --format='{{.State.Pid}}' mybash
5007
# docker inspect --format='{{.HostConfig.PortBindings}}' mybash
map[8000/tcp:[map[HostIp: HostPort:8000]]]

実行中の Docker コンテナー内の調査

実行中の Docker コンテナー内で調査を行うには、docker exec コマンドを使用することができます。docker exec を使用すると、コマンド (/bin/bash など) を実行して、実行中の Docker コンテナープロセスに入ってコンテナーを調べることができます。

コンテナーが目的のアプリケーションを実行している間にコンテナーを調べることができるため、コンテナーを bash シェルで起動するのではなく、docker exec を使用します。目的のタスクを実行中のコンテナーに割り当てると、コンテナーのアクティビティーを中断せずに、コンテナーの実際の機能をより詳細に確認できます。

以下の例では、docker exec を使用して、myrhel_httpd という名前の実行中のコンテナーを調べ、そのコンテナーの内部を調べます。

(コンテナー内で実行中の) bash シェルからこのコマンドを実行すると、以下のことを確認できます。コンテナーは、RHEL Server リリース 7.1 システムを保持しています。プロセステーブル (ps -ef) は、httpd コマンドが (他の 5 つの httpd プロセスの後に続く) プロセス ID 1、/bin/bash が PID 12、および ps -ef が PID 35 であることを示しています。ホストのプロセステーブルで実行しているプロセスはコンテナー内では確認できません。コンテナーのファイルシステムは、9.8G の領域が利用できる root ファイルシステムで、414M を使用しています。

コンテナーでは他のカーネルは実行していません (uname -r はホストシステムのカーネル 3.10.0-229.1.2.el7.x86_64 を示します)。rpm -qa コマンドを使うと、コンテナーに含まれる RPM パッケージが表示されます。つまり、コンテナーには RPM データベースがあります。メモリーを表示 (free -m) すると、ホストで利用できるメモリーが表示されます (ただし、cgroups を使用してコンテナーが実際に使用できるものを制限できます)。コンテナーの IP アドレス (172.17.0.14/16) は、DHCP 経由でホストシステムからコンテナーに割り当てられます。この場合、ホストシステムには、IP アドレスが 172.17.42.1/16 の docker0 という名前のインターフェースがあります。

コンテナーの起動および停止

実行したコンテナーを実行しても、それを削除しない場合 (--rm)、そのコンテナーはローカルシステムに保存され、再度実行できます。実行した後に削除しなかったコンテナーを起動するには、start オプションを使用します。実行中のコンテナーを停止するには、stop オプションを使用します。

コンテナーの起動: docker コンテナーをインタラクティブに実行する必要がない場合は、start オプションとコンテナー ID (または名前) が必要になります。

# docker start myrhel_httpd
myrhel_httpd

コンテナーをローカルシェルから起動して使用するには、-a (attach) および -i (interactive) オプションを使用します。bash シェルが起動したら、コンテナー内で必要なコマンドを実行します。exit を実行すると、シェルを kill してコンテナーを停止できます。

# docker start -a -i agitated_hopper
bash-4.2# exit

コンテナーの停止: 端末のセッションに割り当てられていない実行中のコンテナーを停止するには、stop オプションとコンテナー ID または番号を使用します。以下が例になります。

# docker stop myrhel_httpd
myrhel_httpd

stop オプションは SIGTERM 信号を送り、実行中のコンテナーを停止します。しばらくの間 (デフォルトでは 10 秒) コンテナーが停止しないと、docker は SIGKILL 信号を送ります。さらに、docker kill コマンドを使用してコンテナーを kill (SIGKILL) するか、または別の信号をコンテナーに送信することもできます。以下は、SIGHUP 信号をコンテナーに送る例です (アプリケーションがサポートしている場合、SIGHUP によりアプリケーションが設定ファイルを再読み込みを行います)。

# docker kill --signal="SIGHUP" myrhel_httpd

コンテナーの削除

システムに保存されているコンテナーの一覧を表示するには、docker ps -a コマンドを実行します。不要なコンテナーを削除するには、オプションのコンテナー ID または名前と共に docker rm コマンドを使用します。以下は例になります。

# docker rm goofy_wozniak

同じコマンドラインで複数のコンテナーを削除できます。

# docker rm clever_yonath furious_shockley drunk_newton

すべてのコンテナーを削除する場合は、以下のようなコマンドを使用してローカルシステムからすべてのコンテナー (イメージではない) を削除できます。このコマンドを実行すると、すべてのコンテナーが削除されることに注意してください。

# docker rm $(docker ps -a -q)

ここまでの手順で、既存の docker コンテナーイメージを取得し、各種の方法でそれらを使用できるようになりました。必要なコンテナーをより少ない手順で実行するプロセスを用意するには、Docker イメージを始めから作成するか、既存のイメージを別のコンテンツまたは設定と組み合わせて実行したコンテナーから作成できます。

コンテナーからのイメージの作成

以下の手順では、既存のイメージ (rhel:latest) と選択しているパッケージセット(例: Apache Web サーバーの httpd) から新規イメージを作成する方法について説明します。

注意: 現在の Red Hat Docker リリースの場合、Red Hat から取得したデフォルトの RHEL 7 Docker イメージは、ホストシステムから利用できる RHEL 7 エンタイトルメントで利用できます。そのため、Docker ホストが適切にサブスクライブされていて、コンテナーで必要なソフトウェアを取得するためのリポジトリーが有効にされている限り (さらに Docker ホストからインターネットにアクセスできる場合)、RHEL 7 ソフトウェアリポジトリーからパッケージをインストールできます。

Dockerfile からのイメージの構築

これまでの手順でイメージやコンテナーをコマンドラインから作成する方法について説明したので、このセクションではより永続的な方法でコンテナーを構築します。Docker フォーマットのコンテナーを作成するには、Dockerfile ファイルからコンテナーイメージを構築する方法が、実行中のコンテナーを修正し、それらのコンテナーをイメージにコミットすることよりもはるかに推奨される方法になります。

以下の手順では、前述の数多くの機能を含む Dockerfile ファイルを作成します。

RHEL 7 で Docker 開発環境を設定する機能は多数ありますが、ここでは、独自の docker コンテナーを構築する際に注意する必要がある点についていくつか紹介します。

イメージのタグ付け

何が含まれているかを判別しやすくするために、名前をイメージに追加できます。docker tag コマンドを使用すると、基本的に複数の部分で構成されるイメージにエイリアスが追加されます。これには以下が含まれます。

registryhost/username/NAME:tag

NAME だけを追加することもできます。以下は例になります。

# docker tag 474ff279782b myrhel7

ここで、rhel7 イメージのイメージ ID は 474ff279782b です。docker tag を使用すると、名前 myrhel7 をイメージ ID に割り当てることもできます。そのため、このコンテナーを名前 (rhel7 または myrhel7) またはイメージ ID で実行できます。:tag を名前に追加しないと、:latest がタグとして割り当てられます。以下のようにタグを 7.1 に設定できます。

# docker tag 474ff279782b myrhel7:7.1

オプションで、ユーザー名やレジストリー名を名前の前に追加できます。ユーザー名は、実際はリポジトリーを所有するユーザーアカウントに関連する Docker.io のリポジトリーです。イメージにレジストリー名を使ってタグ付けする方法は「Docker レジストリーの外からイメージを取得する」を参照してください。以下は、ユーザー名を追加する例です。

# docker tag 474ff279782b cnegus/myrhel7
# docker images | grep 474ff279782b
rhel7           latest  474ff279782b  7 months ago  139.6 MB
myrhel7         latest  474ff279782b  7 months ago  139.6 MB
myrhel7         7.1     474ff279782b  7 months ago  139.6 MB
cnegus/myrhel7  latest  474ff279782b  7 months ago  139.6 MB

ここでは、1 つのイメージ ID に割り当てられたイメージ名がすべて表示されます。

イメージの保存およびインポート

作成した Docker イメージを保存する場合は、docker save を実行すると tarball にイメージを保存できます。tarball の作成後にはイメージを再ロードし、再利用することができるため、それを保存したり、他のユーザーに送信したりすることができます。以下は、イメージを tarball として保存する例です。

# docker save -o myrhel7.tar myrhel7:latest

myrhel7.tar ファイルは現在のディレクトリーに保存されます。後に tarball をコンテナーイメージとして再利用する場合は、以下のようにこれを別の docker 環境にインポートできます。

# cat myrhel7.tar | docker import - cnegus/myrhel7

イメージの削除

システムにあるイメージの一覧を確認するには、docker images コマンドを実行します。不要になったイメージを削除するには、docker rmi コマンドにオプションとしてイメージ ID または名前を追加して実行します (イメージを削除する前に、そのイメージを使用しているコンテナーを停止する必要があります)。以下は例になります。

# docker rmi rhel

同じコマンドラインで複数のイメージを削除することができます。

# docker rmi rhel fedora

すべてのイメージを削除する必要がある場合、以下のようなコマンドを使用してローカルレジストリーからすべてのイメージを削除できます (このコマンドを実行すると、すべてのイメージが削除されます)。

# docker rmi $(docker images -a -q)