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カスタム Docker イメージの作成

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はじめに

Docker は、アプリケーションをコンテナとしてパッケージ化し、配布するための強力なツールです。このプロセスの中心となるのが Docker イメージです。これは、コード、依存関係、設定など、アプリケーションの実行に必要なすべてを含むビルド済みのパッケージです。この実験では、追加のソフトウェア、ライブラリ、または設定を組み込んでアプリケーションを強化する、カスタム Docker イメージの作成方法を学びます。

この実験全体を通して、ファイルの編集には WebIDE (VS Code) を使用します。WebIDE は、ファイル編集のための使い慣れたユーザーフレンドリーなインターフェースを提供しており、設定ファイルやコードの操作を容易にします。

プロジェクト環境のセットアップ

まずはプロジェクトディレクトリを作成し、そこに移動することから始めましょう。

この実験全体を通して、ファイルの編集には WebIDE (VS Code) を使用します。WebIDE は、ファイル編集のための使い慣れたユーザーフレンドリーなインターフェースを提供しており、設定ファイルやコードの操作を容易にします。

  1. WebIDE でターミナルを開きます。上部メニューの「Terminal」をクリックし、「New Terminal」を選択することで開くことができます。
  2. ターミナルで以下のコマンドを実行します。
mkdir -p ~/project/docker
cd ~/project/docker

プロジェクトディレクトリ作成コマンドを示すターミナル

これにより、~/project フォルダ内に docker という新しいディレクトリが作成され、現在の作業ディレクトリがそこに切り替わります。

  1. 正しいディレクトリにいることを確認します。
pwd

出力として /home/labex/project/docker が表示されるはずです。

コマンドの解説：

  • mkdir -p: ディレクトリを作成するコマンドです。-p フラグを使用すると、親ディレクトリが存在しない場合にそれらも作成されます。
  • cd: 現在のディレクトリを変更するコマンドです。
  • pwd: 現在の作業ディレクトリを表示するコマンドです。

シンプルな Docker イメージの作成

次に、Nginx Web サーバーを実行するシンプルな Docker イメージを作成してみましょう。

  1. WebIDE でファイルエクスプローラー（通常は左サイドバーの最初のアイコン）に移動します。
  2. ファイルエクスプローラーのペインで右クリックし、「New File」を選択します。名前を Dockerfile（'D' は大文字、ファイル拡張子なし）にします。
  3. ファイルエクスプローラーで Dockerfile をクリックして開き、以下の内容を追加します。
FROM nginx
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

この Dockerfile は、公式の Nginx イメージをベースにした新しいイメージを定義し、index.html というファイルを Nginx のデフォルトのドキュメントルートディレクトリにコピーします。

Dockerfile の解説：

  • FROM nginx: ビルドのベースとなるイメージを指定します。ここでは公式の Nginx イメージを使用しています。
  • COPY index.html /usr/share/nginx/html/: index.html ファイルをコンテナ内の Web ルートディレクトリにコピーします。
  1. 同じディレクトリに index.html という名前の新しいファイルを作成します。ファイルエクスプローラーのペインで再度右クリックし、「New File」を選択します。
  2. index.html を開き、以下の内容を追加します。
<!doctype html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Hello Docker!</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Hello Docker!</h1>
    <p>This is a custom Docker image.</p>
  </body>
</html>

これは、Nginx サーバーによって配信されるシンプルな HTML ページです。

  1. WebIDE でターミナルを開き（前のターミナルを閉じた場合は Terminal -> New Terminal）、以下のコマンドを使用して Docker イメージをビルドします。
docker build -t my-nginx .

このコマンドは、my-nginx というタグが付いた新しい Docker イメージをビルドします。

コマンドの解説：

  • docker build: Docker イメージをビルドするためのコマンドです。
  • -t my-nginx: -t フラグは、イメージに my-nginx という名前（タグ）を付けます。
  • .: ビルドコンテキスト（Dockerfile を含むディレクトリ）を現在のディレクトリとして指定します。
  1. ビルドが完了したら、イメージが正常に作成されたことを確認します。
docker images

出力に my-nginx イメージが表示されるはずです。

カスタムイメージの実行とテスト

新しいイメージに基づいてコンテナを実行し、テストしてみましょう。

  1. WebIDE のターミナルで、以下のコマンドを使用してコンテナを起動します。
docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx-container my-nginx

コマンドの解説：

  • docker run: 新しいコンテナを作成して起動するコマンドです。
  • -d: コンテナをデタッチモード（バックグラウンド）で実行するフラグです。
  • -p 8080:80: ホストのポート 8080 をコンテナ内のポート 80 にマッピングします。
  • --name my-nginx-container: コンテナに名前を割り当てます。
  • my-nginx: コンテナの作成に使用するイメージの名前です。
  1. コンテナが実行中であることを確認します。
docker ps

出力に my-nginx-container が表示されるはずです。このコマンドは、実行中のすべてのコンテナを表示します。

  1. Web ページの内容を表示するには、curl コマンドを使用します。
curl http://localhost:8080

ターミナルに index.html ファイルの HTML コンテンツが表示されるはずです。

curl が何をするものか気になるかもしれませんが、これはサーバーとの間でデータを転送するためのツールです。ここでは、Web サーバーからコンテンツを取得するために使用しています。

また、LabEx VM の上部にある「+」をクリックして新しい Web サーバーを作成し、ポート 8080 を入力してコンテンツを表示することもできます。

Web サーバーのポート設定

イメージへのカスタムソフトウェアの追加

このステップでは、Docker イメージを修正して追加のソフトウェアを含めます。例として、ベースの nginx イメージには含まれていない nano テキストエディタを追加します。

  1. WebIDE で Dockerfile を開きます。ファイルエクスプローラーのペインで Dockerfile をクリックします。
  2. Dockerfile の内容を以下のように修正します。
FROM nginx
RUN apt-get update && apt-get install -y nano
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

この Dockerfile は、パッケージインデックスを更新し、apt-get パッケージマネージャーを使用して nano パッケージをインストールする新しい RUN 命令を追加します。

新しい行の解説：

  • RUN apt-get update && apt-get install -y nano: この行はパッケージリストを更新し (apt-get update)、nano をインストールします (apt-get install -y nano)。-y フラグは、インストール中のプロンプトに対して自動的に「yes」と答えます。
  1. WebIDE で Ctrl+S (Mac の場合は Cmd+S) を押してファイルを保存します。
  2. WebIDE のターミナルで、新しいタグを付けて Docker イメージを再ビルドします。
docker build -t my-nginx-nano .

このコマンドは、nano エディタを含む my-nginx-nano というタグの新しい Docker イメージをビルドします。

  1. 新しいイメージが作成されたことを確認します。
docker images

出力に my-nginx-nano イメージが表示されるはずです。

Nano を使用したカスタムイメージのテスト

このステップでは、新しいイメージに基づいてコンテナを実行し、nano パッケージが内部で使用可能であることを確認します。

  1. WebIDE のターミナルで、以下のコマンドを使用して新しいコンテナを起動します。
docker run -d --name nano-container my-nginx-nano

このコマンドは、my-nginx-nano イメージに基づいて新しいコンテナを起動し、nano-container という名前を付けます。

  1. 以下のコマンドを実行して、コンテナ内にインストールされた nano のバージョンを確認します。
docker exec nano-container nano --version

このコマンドは、実行中のコンテナ内で nano --version を実行し、パッケージがインストールされていることを確認します。

コマンドの解説：

  • docker exec: 実行中のコンテナ内でコマンドを実行します。
  • nano-container: コンテナの名前です。
  • nano --version: コンテナ内からインストールされている nano のバージョンを表示します。
  1. GNU nano で始まる出力が表示されるはずです。これで、カスタムイメージにエディタが含まれていることが確認できました。

イメージでの環境変数の使用

このステップでは、カスタマイズのために環境変数を使用するように Docker イメージを修正します。

  1. WebIDE で Dockerfile を再度開きます。

  2. Dockerfile の内容を以下のように修正します。

FROM nginx
ENV NGINX_PORT 9000
RUN sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

この Dockerfile は、NGINX_PORT 変数を 9000 に設定する ENV 命令を追加します。また、Nginx 設定を修正してこのポートを使用するようにする RUN 命令も含まれています。

新しい行の解説：

  • ENV NGINX_PORT 9000: 環境変数 NGINX_PORT を値 9000 で設定します。
  • RUN sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf: sed を使用して、Nginx 設定ファイル内のデフォルトポート (80) を環境変数に置き換えます。

  1. WebIDE でファイルを保存します。

  2. WebIDE のターミナルで、新しいタグを付けて Docker イメージを再ビルドします。

docker build -t my-nginx-env .
  1. 新しいイメージに基づいてコンテナを実行します。
docker run -d -p 9000:9000 --name env-container my-nginx-env

このコマンドは、my-nginx-env イメージに基づいて新しいコンテナを起動し、ホストのポート 9000 をコンテナ内のポート 9000 にマッピングします。環境変数はすでに Dockerfile で設定されているため、docker run コマンドで再度設定する必要はありません。

  1. Web サーバーが指定されたポートで実行されていることを確認します。
curl http://localhost:9000

ターミナルに index.html ファイルの HTML コンテンツが表示されるはずです。

Dockerfile での ENTRYPOINT の使用

このステップでは、Dockerfile で ENTRYPOINT 命令を使用する方法と、別のポート (9100) を使用する方法を学びます。

  1. WebIDE で Dockerfile を再度開きます。

  2. Dockerfile の内容を以下のように修正します。

FROM nginx
COPY index.html /usr/share/nginx/html/
COPY start.sh /start.sh
RUN chmod +x /start.sh
ENTRYPOINT ["/start.sh"]

この Dockerfile は、環境変数と sed コマンドを削除します。代わりに、ENTRYPOINT スクリプトを使用して実行時に設定を処理します。これにより、イメージの柔軟性が向上します。

  1. 同じディレクトリに start.sh という名前の新しいファイルを作成し、以下の内容を記述します。
#!/bin/bash
## NGINX_PORT が設定されていない場合はデフォルトポートを設定
export NGINX_PORT=${NGINX_PORT:-9100}
## nginx 設定内のポートを置き換え
sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf
echo "Starting Nginx on port $NGINX_PORT"
nginx -g 'daemon off;'

このスクリプトは、デフォルトポートを設定し、コンテナ起動時に Nginx 設定を修正し、Nginx が実行されるポートを表示するメッセージを出力してから、Nginx を起動します。

  1. WebIDE で両方のファイルを保存します。

  2. WebIDE のターミナルで、新しいタグを付けて Docker イメージを再ビルドします。

docker build -t my-nginx-entrypoint .
  1. 新しいイメージに基づいてコンテナを実行します。環境変数を使用してポートを 9100 に設定します。
docker run -d -p 9100:9100 -e NGINX_PORT=9100 --name entrypoint-container my-nginx-entrypoint
  1. コンテナのログを確認して、起動メッセージを表示します。
docker logs entrypoint-container

出力に "Starting Nginx on port 9100" というメッセージが表示されるはずです。

  1. Web サーバーが新しいポートで正しく実行されていることを確認します。
curl http://localhost:9100

ターミナルに index.html ファイルの HTML コンテンツが表示されるはずです。

まとめ

この実験では、アプリケーションに価値をもたらすカスタム Docker イメージの作成方法を学びました。Web サーバーを備えたシンプルなイメージの作成から始まり、カスタムソフトウェアの追加や、設定のための環境変数の使用へと進みました。実験全体を通して、WebIDE (VS Code) を使用してファイルを編集することで、プロセスをより直感的で使いやすいものにしました。

達成したことの要約：

  1. プロジェクト環境をセットアップし、基本的なターミナルコマンドを学習しました。
  2. Nginx とカスタム HTML ページを備えたシンプルな Docker イメージを作成しました。
  3. Docker コンテナをビルドして実行し、ポートマッピングとコンテナの命名について学びました。
  4. 追加のソフトウェア (curl) を含めるように Docker イメージを修正しました。
  5. docker exec を使用してコンテナ内でコマンドを実行しました。
  6. 設定を容易にするために、環境変数を Docker イメージに組み込みました。
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