docker-basics

Docker Basics — 概念と基礎

Docker エコシステムへの最初の入口です。Docker の概念、アーキテクチャ、基本操作をゼロから理解します。

使用する場面

✅ 使用する場面	❌ スキップする場面
Docker を初めて使う、基礎から学ぶ	Docker をすでに十分に使いこなしている
コンテナーと VM の違いを理解する必要がある	特定の Dockerfile／CLI コマンドが必要 → docker-build／docker-run
初めて Docker をセットアップする	複数コンテナーのオーケストレーションが必要 → docker-compose
Docker を導入するか評価する	セキュリティスキャンが必要 → docker-security

コアコンセプト

概念	定義	たとえ
イメージ	アプリと依存関係を含む読み取り専用のテンプレート	クラス定義
コンテナー	イメージの実行可能なインスタンス	オブジェクトのインスタンス
レジストリ	イメージを保存／共有するリポジトリ	App Store
Docker Engine	コンテナーをビルドして実行するランタイム	JVM／Python インタープリター

コンテナーと VM の比較

項目	コンテナー	VM
分離	プロセスレベル（ホストカーネルを共有）	ハードウェアレベル（完全な OS）
起動時間	数秒	数分
サイズ	MB	GB
密度	1 ホストあたり数十個	1 ホストあたり数個
ユースケース	マイクロサービス、CI/CD、開発環境	レガシーアプリ、複数 OS、強力な分離

Docker アーキテクチャ

┌─────────────────────────────┐
│         Docker CLI           │  ← docker build/run/push...
├─────────────────────────────┤
│       Docker Daemon          │  ← dockerd: manages images, containers, networks, volumes
├─────────────────────────────┤
│       containerd             │  ← container runtime supervisor
├─────────────────────────────┤
│        runc                  │  ← OCI runtime (actually runs containers)
└─────────────────────────────┘
         │
    ┌────┴────┐
    ▼         ▼
 Registry   Host OS
 (Docker    (Linux kernel:
  Hub)       namespaces, cgroups)

クイックスタート

# Verify installation
docker --version
docker run hello-world

# Pull and run your first container
docker pull nginx:alpine
docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx nginx:alpine

# Check it's running
curl localhost:8080
docker ps
docker stop my-nginx

Docker オブジェクトモデル

docker run → Container (running instance of an image)
docker build → Image (built from Dockerfile)
docker pull → Image (downloaded from Registry)
docker push → Image (uploaded to Registry)
docker volume → Volume (persistent data)
docker network → Network (container communication)

インストール方法

OS	方法	備考
macOS	Docker Desktop	GUI、CLI、Compose、K8s が含まれます
Windows	Docker Desktop + WSL2	WSL2 バックエンドを推奨
Linux	apt/yum install docker-ce	GUI なし。ユーザーを docker グループに追加します
CI/サーバー	Docker Engine のみ	最小限のフットプリント

主な CLI グループ

docker container   → create, run, start, stop, rm, ls, inspect, logs, exec
docker image       → build, pull, push, tag, ls, rm, prune, inspect
docker volume      → create, ls, rm, prune, inspect
docker network     → create, ls, rm, inspect, connect, disconnect
docker system      → df, prune, info, events

ワークフロー — 推奨学習パス

ステップ 1: 概念を理解する: Core Concepts（Image／Container／Registry／Engine）を読む ステップ 2: インストールを確認する: docker run hello-world でインストールの成功を確認する ステップ 3: 最初のコンテナー: docker run -d -p 8080:80 nginx:alpine を実行して試す ステップ 4: さらに学ぶ: docker build（Dockerfile の作成）→ docker run（コンテナーの管理）を習得する ステップ 5: エコシステムに進む: 必要に応じて docker-dockerfile／docker-build／docker-compose を学ぶ

注意点 — よくある落とし穴

• イメージとコンテナーの混同: docker run は実行するたびに新しいコンテナーを作成します。→ 対処法: docker start <name> で既存のコンテナーを再起動します。停止中のコンテナーを確認するには docker ps -a を使います。
• root 権限: Linux では、ユーザーを docker グループに追加しない限り sudo が必要です（セキュリティリスク：docker グループは root アクセスと同等です）。→ 対処法: sudo usermod -aG docker $USER && newgrp docker を実行するか、rootless Docker を使います。
• ディスクの肥大化: 古いイメージ／ボリューム／キャッシュはすぐに蓄積します。→ 対処法: 毎月 docker system prune -a を実行します。事前に docker system df で確認してください。
• ポートの競合: -p 8080:80 はホストの 8080 番ポート → コンテナーの 80 番ポートを意味します。ホスト側のポートが使用中の場合は、ホスト側のポートを変更します。→ 対処法: lsof -i :8080 でポートを使用中のプロセスを特定し、別のポートを使います。
• データの消失: ボリュームを使わない場合、コンテナー内のデータは一時的なものです。→ 対処法: 状態を保持するデータには必ず -v volume_name:/data を使います。コンテナーファイルシステムには決して依存しないでください。

対応範囲 — できることとできないこと

分類	シナリオ	説明
✅ 対応可能	Docker の概念学習（Image／Container／Registry／Engine）	コアコンセプトをゼロから説明します
✅ 対応可能	インストールガイド（macOS/Linux/Windows）	各プラットフォームのインストール手順を提供します
✅ 対応可能	最初のコンテナーの実践	docker run hello-world と nginx の例
⚠️ 条件付き	コンテナーの仕組みを深く理解する	Linux namespace/cgroups のドキュメントとの併用を推奨します
⚠️ 条件付き	Docker Compose による複数コンテナーの利用	基本概念を学んだ後、docker-compose スキルに進みます
❌ 対象外	Dockerfile の作成	docker-dockerfile を使用します
❌ 対象外	イメージのビルド／プッシュ	docker-build を使用します
❌ 対象外	本番環境へのデプロイ／Swarm／K8s	docker-production を使用します

このスキルを使用しない場面

❌ スキップする場面	✅ 代わりに使用するもの
Dockerfile を作成する必要がある	docker-build
コンテナーの管理が必要	docker-run
複数コンテナーのアプリが必要	docker-compose
Docker の基礎をすでに理解している	該当するスキルに進む

セキュリティと安定性

• すべての例は学習用です。本番環境では、公式イメージと検証済みの発行元を使用してください。
• Linux で Docker グループに所属することは、root 権限を持つことと同等です。
• 実行可能なスクリプトは同梱されていません。このスキルでは、概念と基本的な操作について学びます。

📚 公式ドキュメントの参考資料

ドキュメント	URL
Docker の概要	https://docs.docker.com/get-started/docker-overview/
Docker の概念	https://docs.docker.com/get-started/docker-concepts/the-basics/what-is-a-container/
Docker のインストール	https://docs.docker.com/get-started/get-docker/
Docker エンジン	https://docs.docker.com/engine/
Docker 入門ワークショップ	https://docs.docker.com/get-started/workshop/
Docker CLI リファレンス	https://docs.docker.com/reference/cli/docker/

🧭 Docker スキルの学習ステップ

📍 現在地：docker-basics — ステップ 1：Docker の概念と基礎

basics → build → run → networking/storage → compose → security/cicd → production/troubleshooting → ai-ml

→ 次へ：docker-build — Dockerfile を作成し、最適化されたイメージをビルドする

よくある質問

Q1：このスキルをすぐに使い始めるにはどうすればよいですか？ A：上記のクイックスタートのセクションを参照し、手順に沿って操作してください。

Q2：バージョンの互換性に関する問題が発生した場合は、どうすればよいですか？ A：依存関係のバージョンを確認し、lock ファイルを使って固定してください。よくある落とし穴のセクションも参照してください。

Q3：本番環境で使用するにはどうすればよいですか？ A：ベストプラクティスのセクションを参照し、設定が正しいことを確認したうえで、監視とログの記録を行ってください。

Q4：パフォーマンスを最適化するにはどうすればよいですか？ A：パフォーマンス最適化に関するドキュメントを参照し、キャッシュやインデックスなどを活用してください。

Q5：貢献したり、問題を報告したりするにはどうすればよいですか？ A：GitHub リポジトリで Issue または Pull Request を作成してください。

Q6：中国語に対応していますか？ A：中国語のドキュメントとコメントに対応しています。国内環境への適応のセクションを参照してください。