【Docker基礎】Dockerの仕組み

【Docker基礎】Dockerの仕組み

　Docker は、物理サーバの上に Linux OS が動き、その上に Docker Engine をインストールし、さらに コンテナ を配置して利用する仕組みをとっています。
　通常のサーバは、OS の上で直接アプリケーションを稼働させますが、Docker を使う場合は「アプリケーションやデータをコンテナに詰め込み、コンテナを OS と切り離して管理する」イメージです。これが Docker の大きな特徴であり、軽量かつ独立した環境を手軽に作れる理由でもあります。

Docker の基本構造

下から順に、以下の 4 つのレイヤーで成り立っています。

図解イメージ

 ┌─────────────┐
 │  4段目 コンテナ          │ ← プログラムやデータ
 ├─────────────┤
 │  3段目 Docker Engine     │ ← Docker本体
 ├─────────────┤
 │  2段目 Linux OS          │ ← サーバOS (ホストOS)
 ├─────────────┤
 │  1段目 物理マシン        │ ← Server Machine
 └─────────────┘

コンテナに入れるデータと OSもどき

コンテナ内には、以下のものが含まれます。

1. アプリケーションやデータ
   ・実行したいプログラムや、そのプログラムが使うライブラリ・設定ファイルなど。
2. Linux OSもどき
   ・実際には Linux カーネルそのものは ホストOS に依存し、コンテナ側には最低限の “周辺部分” のみが入っている。

ポイント

• 本当の意味で「空のコンテナ」は滅多に使われない。
• 必要最低限の周辺部分が入ったイメージをベースにしてコンテナを作ることが多い。

なぜ「OSもどき」なのか？

OS といえば「カーネル」と「周辺部分」で構成されます。

• カーネル … ハードウェアを直接動かす “核” の部分
• 周辺部分 … 入出力やファイル操作、ユーザーとプログラムの橋渡しをする機能群

　Docker コンテナは、カーネルをホストOSに依存 することで軽量化を実現しています。つまり、コンテナの中に「フルの OS」を入れるのではなく、最低限の周辺部分 だけを含むのです。

• コンテナ内のプログラムがファイル操作などを要求すると、まずコンテナ内の“周辺部分”が受け取り、ホスト Linux OS のカーネルに依頼する。
• これにより、コンテナがあたかも独立した OS のように振る舞う一方で、余計なリソース消費を抑えられる。

コンテナ内とホストOS間でのデータ配置

コンテナに入れてしまうデータと、外部に置いておくデータを分けることができます。

• コンテナ内部に置くもの
  ・基本的にアプリケーションの実行に必要なファイル群（バイナリ、ライブラリ、設定ファイルなど）
  ・コンテナが消えると一緒に消えるため、永続化の必要がないものが中心
• 外部に置く（ホストOS側にマウントする）もの
  ・データベースの実体ファイルや、ユーザーが保存するファイルなど、永続化が必要なデータ
  ・「Volume（ボリューム）」や「Bind Mount」を使って、コンテナからアクセス可能にする

まとめ

1. Docker の構造は、物理マシン → Linux OS → Docker Engine → コンテナ の順番で積み重なっている。
2. コンテナには「Linux OSっぽいもの」とプログラムが含まれるが、カーネルはホスト OS（Linux）を共有しているため、フルの OS ではない。
3. コンテナを軽量化できるのは、カーネルをホストに依存 し、最低限の部分だけコンテナ内に含めているから。
4. データは コンテナ内部に入れる場合と、外部に置く場合 があり、用途によって使い分ける。

　このように、Docker は従来の「仮想マシン」とは大きく異なる仕組みで、OS のコア部分（カーネル）を共有 しながら論理的に独立した環境を作り出します。次の章では、この軽量なコンテナをどのように作成・管理し、実際にアプリケーションを動かしていくか、さらに踏み込んで解説していきます。