情報システム論
2021/6/24
海谷 治彦
目次
• 仮想化技術2 docker • 概要 Image と Container • インストールと基本的な使い方 • ネットワークとポートフォワード • 複数コンテナの連携 • コンテナとホストの間のファイル共有 • コンテナのデータ化，イメージ経由 • バッチ処理的なアプリ 2仮想化技術
• PCやネットワークの「ふり」をするソフトを利用して， その中にOSやネットを構築する技術． • OS側等からは，単なるハード(PC等)に見えている． • 実体はソフトなので以下が可能． • 柔軟性: 設定一つでメモリやストレージ，コア数等を変更． • 同様に設定だけでネット構成も変更． • 可搬性: 同じOSのコピーや復旧も安易に構築可能． • ただし，この仮想化ソフトを動かすためのシステム (OSとハード)は，それなりに強力である必要アリ． • 実働に耐えうる仮想環境構築のためには． • 授業のデモや演習程度ならノートPCでもOK 3 復習サーバー仮想化技術の分類
• サーバーというかOSと考えてよい． ホストOS型
• ハードの上に普通のOSを載せ，そのOSのアプリとして， 仮想OSを稼働する．
• VirtualBox, VMware, Hyper-V 等
ハイパーバイザー型 • ハードの上にUI等の無い小さな(仮想化専用の)OSを 動作させ，その上で，仮想OSを動作させる． • Hyper-V, Xen, KVN コンテナ型 • ハードの上に普通のOSを載せ，そのOS中の，特定の アプリを，他のアプリから隔離して，サービスを提供． • Docker, LXC 4 復習
Docker
• コンテナ型仮想化の代表格． • 独自のUIを持たないアプリのプロセス群を可搬に する． • 動作中のアプリをデータとして，保存，読み込みできる． • よって，あるマシンから他のマシンへと簡単にアプリを 移動やコピーできる． • インストールの手間が楽． • サービスの多重化を簡単に実現できる．• Linuxのみで稼働するので，Win, Mac では Linux の環境を準備する必要がある．
• サーバー系のアプリを扱うことが多い．
• gcc 等のコマンドも扱うことは可能．
Image と Container
• Image • アプリを実行するための環境設定の一部とプログラム が格納されている． • 自作もできるが，docker hub といサイトから安定したも のをダウンロード可能． • Container • 実行中のアプリのプロセス． • 普通のOSのプロセスと異なり，一時停止したり，データ として保存，復元したりできる（Image経由）． 6 普通のアプリケーション Docker ロードモジュール (exe等) Image プロセス Container既存アプリの使い方
(典型例)
1. docker hub から，使いたいイメージを探す． 2. docker image pull でイメージをダウンロード． 3. docker container create でコンテナを作る．
4. docker container start でコンテナをスタート． • この間，アプリが利用可能．
5. docker container stop でコンテナを停止．
コンテナやイメージを再度使わないなら以下． a. docker container rm でコンテナを削除．
b. docker image rm でイメージも削除．
dockerのインストールと
基本的な動作
デモ
5分 + 26分
docker hub
• https://hub.docker.com/ • 公式およびボランティアベースで公開された image を入手できる，種類はExplore から参照． Analytics ログ解析等の分析ツール App. Infrastructure ウェブサーバー等はココ App. Sever wordpress等のCMS等Databases データベース
Programming Language Java Python 等 Storage 自前のクラウドストレージ等
docker run
• docker image pull, docker container create, docker container start をまとめたもの．
• こっちの利用が多いが，この授業では，ばらばらに 使う．
dockerのコマンド1
• docker image pull イメージ名
• docker container create イメージ名
• 多数オプションあり
• docker start コンテナ名 • docker stop コンテナ名 • docker image ls
• docker container ls –a • docker image rm イメージ名
• docker container rm コンテナ名
dockerのコマンド2
• docker container exec –it コンテナ名 コマンド
• docker network create ネット名
ネットワークの種類
• 以下の3種類ある 1. bridge • コンテナのポートをホストの任意のポートに再割り当て可能． よって，80番で動くhttpdの複数のコンテナを同時に動作させ られる． • デフォルトでは，これに接続される． 2. host • コンテナのポート番号を素直にホスト側に対応付ける． 3. none • ネットに接続しない． • bridgeについては，任意に新規作成でき，かつ，新規 作成したネットについては，コンテナ名を使って，コン テナ同士の通信ができる． 14ポート・フォワード
• dockerで動作するサーバー系アプリのポートを，ホ ストOS側のポートに対応付ける機能． • ブリッジのみで有効． • これによって，例えば，同じ image の 異なる container のウェブサーバー(httpd)を複数同時に動 作させることができる． 15ポートフォワードにより
同一
imageの，異なる
container を同時に動かす
デモ
10分
16Container間の連携
• 複数のコンテナがネットワーク通信を介して，連携 動作させることができる． • ま，これは，コンテナじゃなくてもよくあること． • 同一のブリッジ型ネットワークに接続して，相互に 通信可能とする． • 最初からあるブリッジのネットでは，コンテナ名で の相互通信ができない． • よって，改めて，新規のブリッジ型ネットを作成す るのが普通． 17複数
containerの連携例
デモ
13分
コンテナとホストのファイルコピー
• ホスト: docker を動かしているOS本体で，この授業 では，Windows10 を指す．Linux on WSL2 ではな い． • コンテナとホストはファイルシステムを共有してい ないので，コマンドで明示的にコピーする必要があ る． • 後述のマウントによって，共有させることもできる． 19ファイルシステムのマウント
• mount • あるシステムにファイルシステムを接続（接ぎ木） することを指す． • UNIX/Linuxでは一般的な用語であり概念． • Winでは，「・・・ドライブの割り当て」に相当する． • ホスト側のフォルダの一部を，コンテナ内にマウン トすることで，ホストとコンテナのファイル共有が可 能となる． • docker コマンドの –v オプションを主に使う． 20注意
Winは大小文字を区別しない
• Windows(正確にはNTFS)では，通常，英字の大 文字小文字を区別しない設定になっている． • しかし，Docker側は区別する． • ただし，Windows側でファイルを作る際に区別して 入力した大文字と小文字の違いは，ちゃんとNTFS に記録はされている． • また，この記録は，Docker側に伝わっている． • よって，Win側でファイルを作る際に，(たとえWin では差が無くても)大文字と小文字の違いを意識し て入力すればよさそうだ・・・ 21参考
: fsutil.exe
• 大文字小文字の区別設定等を行うコマンド．
• set のほうは WSL が有効となってないと実行でき ない．
• fsutil file queryCaseSensitiveInfo フォルダ名
• あるフォルダの現状状態を確認
• fsutil file setCaseSensitiveInfo フォルダ名 enable
• 大文字と小文字を区別するように設定． • 区別したくないなら disable
ファイルのコピー
コンテナ内外のファイル共有
デモ
12分
コンテナのデータ化
• ある Container を他のマシンで動作させたい場合， コンテナをデータとして保存し運ぶことができる． • 具体的には，コンテナをイメージに変換する． • さすがに仮想マシンのイメージよりかなり小さい． • これによって，開発現場から，運用現場へシステ ムを移行するのがとても楽になる． • よって DevOps 開発において，docker は便利． • DevOps: 開発と運用を密に連携するシステム開発形態． 24コンテナのイメージ化
• Container を Image にすることができる． • 既存の Image を機能拡張等の改造をする場合， 一旦，Container で修正するしかない． • それを，新たなバージョンために，Container を Image にする． • docker commit コンテナ名 イメージ名• docker image save –o ファイル名.tar イメージ名
• 上記で「ファイル名.tar」というデータファイルにイメージ を保存でき，他のマシン等に運べる．
• tar は zip 等と同様のアーカイブ形式，UNIX系OSでは zip以上に一般的．
コンテナのイメージ化と保存
デモ
11分
一括処理的なアプリ
• ウェブサーバーやDBMSは長期間，動作し続けて いる． • いわゆるデーモンと呼ばれるもの． • 一方，コンパイラ等，一括処理(バッチ処理)的に動 作するものも少なくない．例: gcc javac • 一応，docker では，これらを扱うことができる． • ただ，コンテナで動かす旨味があまりない． 27バッチ型のコンテナ実行
gccの例
デモ
7分
演習
• docker hub から適当なアプリのimageをダウンロードし，試用した 結果を報告せよ，報告には以下を含むこと． • 授業でサンプルとして出てこないアプリだと高得点． • できれば，バッチ処理系でないアプリが望ましい． 1. 試用したアプリの説明．何ができるアプリで，どのように動作 させるか？ • 複数 image を利用したアプリでもよい． 2. 動作している様子の画面例，複数画面でもOK． • ブラウザ等，ちゃんと画面説明を文章で行うこと．
3. 動作中の docker container ls –a の結果のスクリーンショット． 4. 試用の感想．自由に書いてください．
• 〆切 7/19(月) 正午 WebClassへ
• 形式 10ページ以下 PDFもしくはDOCXで．
