VPS + Docker で トレンド技術を使いこなす【 第4回： サービス単位でコンテナ環境を管理する 】

前回第3回の記事では、複数のコンテナを組み合わせて一つのサービスを構築する手順を紹介しました。コンテナの組み合わせ次第で必要な環境を構築したり、新しく作ったコンテナと既存のコンテナを組み合わせることで、新しいサービスをより少ない労力で開発したりと様々な用途として使えそうです。しかし、いろいろな環境を作っていくと当然管理対象となるコンテナも増えてしまうため、保守性が落ちてしまうかもしれません。こういったものを解決するためのアプローチについて紹介を進めていきます。

今回のステップの概要

前回の補足
イメージの管理方法
Docker Hub の無料リポジトリを使ったイメージバージョン管理の補足－管理手順を紹介します。

STEP1
docker compose
Docker 標準の機能として提供されている docker compose を身に着け、複数のコンテナ管理を便利にします。

STEP2
docker-compose.yml の書き方
実際に docker-compose.yml を記載し、一度に複数のコンテナを起動してみます。

STEP3
より実践的に使うために…SSLの適用
今まででてきたノウハウを活用し、サービスに 無料SSL を適用させます。

では順番に進めていきましょう。

【第3回記事の補足】イメージ のバージョン管理

Dokcer Hub からイメージを pull してコンテナを起動させる手順を紹介してきましたが、第1回の記事で紹介しました「環境の持ち運び易さ」を活用するためには、どんな環境からでも同じイメージを使えるように保存しておくことが重要です。イメージを完全な専用環境で保存・管理するために自分のサーバー上でリポジトリを作成することも可能ですが、連載の中で Docker Hub のアカウントを作成しているので、無料で使える範囲で Docker Hub が提供するリポジトリサービスを使ってみましょう。

Docker Hub では全体に公開する public リポジトリを無制限で、公開をしない private リポジトリを1つだけ無料で作成することが可能です。今回は公開をしない private リポジトリを作成する手順をご紹介します。

まずは Docker Hub にログインしてください。（現時点でアカウントを持っていない方は作成が必要になります。）

ログイン後 「Repositries」タブを表示し、右上の「Create Repository」をクリックします。

次のページで、赤枠内の必要事項を入力し、「Create」をクリックします。

今回はこのように入力しました。

作成完了後の表示ページです。リポジトリ名は 「ユーザー名 / 指定したイメージ名」となっていると思います。

今回は作成した wordpress コンテナをイメージとして保管します。まず稼働状況を確認しましょう。

# docker container ls -a

これは何度かでてきましたが、すべてのコンテナの情報を確認するコマンドでしたね。各コンテナの稼働状況はどうなっていますか？
前回の記事からそのままの状態であれば、「Up」、サーバー再起動した場合などは「Exited」となっていると思いますが、いったん wordpress コンテナを停止させましょう。

# docker stop wordpress_web

※ # docker kill wordpress_web でもOK

docker stop コマンドで停止させます。
“docker stop CONTAINER ID” の形でIDを指定して停止させてもよいですが、せっかく名前をつけているので、名前を指定します。（ docker kill でも同じように停止します。違いとしては、stop が通常の停止、kill が強制停止、と考えてください。）
もう一度 “docker container ls -a” で確認すると、wordpress_web の状態が「Exited」になっていると思います。

続けてコンテナから保存用のイメージを作成します。（前回は イメージからコンテナを作成しましたが、今回は逆の手順です。）
以下がイメージ作成のコマンドです。

# docker commit wordpress_web wordpress_image

# docker image ls

上記コマンドでイメージを確認しましょう。今回の場合だと、 wordpress_image というイメージが追加されているはずです。

前もってサーバーから Docker Hub にログインを済ませておきます。

下記コマンドを入力するとユーザー名とパスワードを聞かれます。

# docker login 

入力した情報が正しければログインが完了し、「Login Succeeded」という文が含まれた情報が表示されます。

先ほど作成したイメージにタグを付けます。

# docker tag wordpress_image リポジトリ名:タグ

※前回の docker run 実行時に wordpress:latest 等のように入力した、:latestの部分です。

例えば今回作成したイメージに Docker Hub のユーザー名 kagoya で作成した kagoya/wordpress 上で”1.0”というバージョンのタグを付ける場合は

# docker tag wordpress_image kagoya/wordpress:1.0

と入力します。

最後に作成・タグ付けしたイメージを Docker Hub に保存します。

# docker push リポジトリ名:タグ   

※[リポジトリ:タグ]の部分は上記コマンドと同じ

これで Docker Hub に存在するリポジトリにアップロード（ = push）ができました。進捗を確認し、 push 完了後に 先ほどの Docker Hub のページアクセスしてみてください。（反映されていない場合はブラウザの更新ボタンを押してください。）

以上、このような手順でコンテナをイメージとして保存・管理することが可能です。
タグ部分にバージョン名を入れて管理しておけば、どれが最新の環境で、どのイメージが前世代のものなのかすぐに判別できます。また、コマンドを記述して環境を保管するよりも複雑さが減ります。「公式で配布されている Linux OSなどの最低限の設定イメージを手元に持ってきて、ある程度変更し、その環境を保存しておきたいときにイメージ化しリポジトリに保存」というように、必要な時だけ必要な環境を、いろいろな場所や複数のHW上で利用することが可能になります。

docker compose

docker compose の概要

前回の連載記事では、WEBサーバーや DB の役割を持った各コンテナを起動させ、作成した同一の仮想ネットワークにそれらのコンテナを所属させてから通信を行える状態にする という手順でコンテナ同士を連携させ1つのサービス（WordPress）を構築してみました。複数の機能を組み合わせる場合でも、理屈的にはそれぞれの役割を持った物理サーバ同士を組み合わせた構築と同じ様な形になるというイメージが確認できましたが、毎回各コンテナを別々に起動させたり、設定や管理をコンテナごとに行うことは、あまり便利な環境とは言えません。

ここでは docker-compose というコマンドを使って、複数コンテナを組み合わせたサービスを一度に起動する という手順を実行してみます。どのネットワークにどのコンテナが所属していて、どういう構成で動いているのか… などの管理を極力簡単にしていくために非常に便利な内容です。まずは現在の環境で docker-compose を利用できるように設定していきます。

docker-compose の有効化

Docker の公式ドキュメントに手順が掲載されていますので、 docker を導入した時と同様に公式の手順に沿って進めていきましょう。

手順の詳細が記載されている部分は下の画像のあたりです。ではいつも通りにサーバーのコンソール画面にログインして指示通り進めてみます。

# sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.27.3/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

上記コマンド実行後ダウンロードが始まり、1分程度でコマンド受け付けの状態に戻りますので、続けて以下を入力します。

# sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

試しにバージョンを確認するコマンドを入力してみてください。正しくバージョンが表示されれば docker-compose コマンドを使用できるようになっています。

# docker-compose -v
docker-compose version ○.○○.○,  build 英数字   …このような形式でバージョンが表示されます。

次のステップで、第3回の記事で構築した WordPress 環境を docker-compose コマンドを利用して再現してみましょう。

docker-compose.yml を書いてみよう

docker-compose コマンド実行の手順イメージ

STEP1
docker-compose を実行するディレクトリを作成する
docker-compose では稼働させるサービス毎にサーバー内のディレクトリを分けて運用します。次に紹介する「docker-compose.yml」を格納するディレクトリを最初に作りましょう。

STEP2
docker-compose.yml を作成する
「.yml」といったファイル形式で、起動させたいコンテナの内容や設定情報を記述します。設定する内容は前回の docker コマンドで指定した公開ポート番号などの情報で、すでに学んだ内容のため流用することができますが docker-compoose.yml の記述形式に合わせるため多少慣れが必要です。

STEP3
docker-compose up で起動
作成したファイルを docker-compose up コマンドで実行します。 docker run コマンドのようなイメージで、コンテナイメージの取得～起動を行うコマンドです。

では順番に進めていきます。

docker-compose を実行するディレクトリを作成する

作成する場所が決まっているわけではないので、管理のしやすい場所に作成しましょう。本連載では基本的に root として進めてきていますので、root ディレクトリ内に作成します。

# cd

上記コマンドで一旦 /root ディレクトリに移動します。（ pwd コマンドで現在のディレクトリを確認してみてください。）

# mkdir wordpress01

mkdir コマンドで 「wordpress01」というディレクトリを作成しました。判別しやすい名前であれば問題ありません。（ ls コマンドでディレクトリが作成されているか確認してみてください。）

# cd wordpress01

cd コマンドで 「wordpress01」ディレクトリに移動します。

以下、このディレクトリで作業を進めていきます。（ホスト名の後に現在のディレクトリ名が表示されています。→ :～/wordpress01# ）

# vi docker-compose.yml

ディレクトリ内に docker-compose.yml ファイルが作成され、編集画面に移行します。
vim でファイル内容を記載していきます。（vim の操作については本記事での説明は省略しています。今回利用する最低限の操作として、「” i “で編集」、「” esc “キーで編集モード停止」、「” :wq “で上書き保存して終了」あたりを覚えておいてください。）

# docker container ls

# docker container stop [CONTAINER ID]

# docker container rm  [CONTAINER ID]

docker-compose.yml を作成する

では第3回で起動したWordpress の環境を同じように再現してみましょう。前回設定した内容は以下の通りです。

• 「wordpress」イメージと「mysql」イメージを使用。
• 「wordpress」イメージから起動したコンテナの80番ポートを、サーバーの8181番ポートに紐づけて公開。
• 「mysql」イメージから起動したコンテナを WordPress のデータベースとして利用。
• 「mysql」コンテナ起動時に、wordpress という名前のデータベースを作成し、root ユーザーのパスワードを設定。

上記の設定を反映させた docker-compose.yml は下記のようになります。各行について詳しく見ていきましょう。

docker-compose.yml

version: '2'

volumes:
  wp_mysql_data:

services:
  db:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - wp_mysql_data:/var/lib/mysql
    restart: always
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: wordpress
      MYSQL_DATABASE: wordpress
      MYSQL_USER: wordpress
      MYSQL_PASSWORD: wordpress

  wordpress:
    image: wordpress:latest
    depends_on:
      - db
    ports:
      - "8181:80"
    restart: always
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db:3306
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: wordpress

この ymlファイル では大きく2つの項目を設定しています。

では、services: 部分に記載した内容を順番に見ていきましょう。

services: の内容も大きく２つの項目に分けることができます。
前半の db: の部分と、後半の wordpress: の部分です。つまり前回別々に起動させた各コンテナに対応しています。

以上、前回構築した WordPress 環境と同等の設定の記述が完了しました。

docker-compose up で起動

では実際に起動させます。docker-compose.yml を格納しているディレクトリで以下のコマンドを実行します。

# docker-compose up

※前回と同様に、バックグラウンドで起動させる場合は -d オプションを加えて docker-compose up -d を実行してください。

ブラウザから [サーバーIP]:8181 にアクセスしてみてください。Wordpress の初回インストール画面が表示されていますか？

# docker-compose ps

# docker-compose stop (start)

# docker-compose down (-v)

（Tips）ノウハウを流用して、運用上の設定をある程度自動化してみる

起動サービスに自動で SSL を適用して、安全にサービスを運用する

少し実践的に使うことを意識してみます。今まで WordPress など WEBサービスを公開する手法は学んできましたが、昨今の事情ではインターネット経由でアクセスする際には SSL 適応がほぼ必須になってきています。自分のサイトなどに SSL を適応させる方法は数多く紹介されており、設定自体はそこまで難しいものではないかもしれません。
ただ、せっかくコンテナについての勉強を進め、いろいろなサービスを簡単に作ったり壊したりできるようになってきたのに都度 SSL 対応の設定をする必要があるとなると気軽さが失われてしまいます。検証やテストの環境で SSL 対応の必要性があるかは疑問な点も多いですが、もし設定作業自体を自動化できるのであればそういった検討も省略することができるので、この機会に「今後立ち上げるすべてのWEBサービスに自動的に SSL を適応させる」環境を作ってみましょう。

SSL を適用させた際の運用イメージ

SSL について

SSL 適応にあたり、無償の Let’s Encrypt を利用します。これらの詳しい内容についてはサーバー研究室の別記事や、インターネット上に多くの情報がありますのでそちらをご参考ください。

Nginx をリバースプロキシとして利用

こちらも本記事で詳細は触れませんので、サーバー研究室の別記事などをご参考ください。SSL 適応にあたり、今後 docker-compose で起動させる WEBサービスへのアクセスをリバースプロキシ経由にします。プロキシには Nginx を使用しています。

WEBサービス毎にサブドメインで運用

各サービスに対応するサブドメインを設定します。例えば現在 kagoya.domain というドメインを所有している場合、service1 というサービスには service1.kagoya.domain というドメインを、 service2 というサービスには service2.kagoya.domain というドメインを割り当てます。（アクセスするサーバーのIPは同じなので、すべてのサブドメインに対して同じサーバーIPが設定されることになります。この場合、内部的にはアクセスしてきたサブドメインに対して、適当なポート番号にアクセスを割り振ることで複数サービスを同一サーバーで運用します。）

上記の環境を docker-compose.yml で用意します

では構築を進めていきます。SSL 自動取得の環境もコンテナを利用して構築できますので、以下の .yml ファイルを任意のディレクトリに保存して docker-compose up -d で起動すれば準備完了となります。

docker-compose.yml

version: '2'

networks:
  default:
    external:
      name: kagoya_ssl_network

services:
  nginx-proxy:
    container_name: nginx-proxy
    image: jwilder/nginx-proxy:latest
    privileged: true
    ports: 
      - "80:80"
      - "443:443"
    volumes:
      - /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock:ro
      - ./certs:/etc/nginx/certs:ro
      - ./vhost:/etc/nginx/vhost.d
      - ./html:/usr/share/nginx/html
    restart: always

  letsencrypt:  
    image: jrcs/letsencrypt-nginx-proxy-companion
    container_name: letsencrypt
    privileged: true
    volumes:
      - ./certs:/etc/nginx/certs:rw
      - ./vhost:/etc/nginx/vhost.d
      - ./html:/usr/share/nginx/html
      - /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock:ro
    environment:
      NGINX_PROXY_CONTAINER: nginx-proxy
    restart: always

基本的に記述する項目は WordPress を docker-compose で構築するときに記載したものと大きく変わっていません。重要な部分をピックアップしてみていきましょう。

以上の記載が完了したら docker-compose up -d で起動します。

（バックグラウンドで起動させましょう。）

一応上記で SSLの自動適応 ができるようになっているのですが、実際にサービスを動かして本当に SSL 対応になっているか確認した方が理解しやすいと思いますので、本記事で作成した WordPress 構築用の docker-compose.yml に少し手を加えて起動→アクセスしてみましょう。

docker-compose.yml

version: '2'

volumes:
  wp_mysql_data:

services:
  db:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - wp_mysql_data:/var/lib/mysql
    restart: always
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: wordpress
      MYSQL_DATABASE: wordpress
      MYSQL_USER: wordpress
      MYSQL_PASSWORD: wordpress

  wordpress:
   image: wordpress:latest
    depends_on:
      - db
    ports:
      - "8181:80"
    restart: always
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db:3306
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: wordpress
      VIRTUAL_HOST: wordpress.kagoya.domain
      VIRTUAL_PORT: 8181
      LETSENCRYPT_HOST: wordpress.kagoya.domain
      LETSENCRYPT_EMAIL: wordpress@kagoya.domain

networks:
  default:
    external:
      name: kagoya_ssl_network

28行目～36行目の部分を追記して docker-compose up で起動させると https://wordpress.kagoya.domain といったURLでアクセスできるようになります。（証明書取得～適用 まで数分程度時間がかかります）

28行目～36行目の部分は共通項目です。新しく起動させたい docker-compose.yml の最後に該当の部分を（少し修正して）ペーストするだけで、SSL 対応となります。

28行目～36行目の部分を詳しく見ていきましょう。

いろいろなサービスで練習しよう

一度で内容をすべて理解し、次のステップに進んでいくというのはなかなか難しいかもしれません。いくつかのサービス同じ手順で起動させてみてだんだんと様式に慣れていっていただければと思います。参考として、個人での開発や友人間でのコミュニケーションなどに便利で、イメージが公式に配布されているサービスをいくつか記載しますので、それぞれのサービスを今回の記事と同じ様な手順で構築できるかどうか試してみたり、練習してみてはいかがでしょうか。

まとめ

本連載は今回の記事で終わりです。第1回目から読み進めた方、特にこの連載から Docker の勉強を開始してみたという方にはボリュームが大きく感じられたかもしれません。各回では「Docker とは」や「Docker 環境構築」、「一般～少し応用的な使い方」までを順番に進めてきましたが、実際の業務に応用できる部分は限定的かもしれません。ただ Docker という技術を活用するうえで必要となるベースは整った状態になっているはずです。ここからは、さらに自身の業務に関係する部分を深めていったり、もっと理解の幅を広めて学習を進めていくなど、是非いろいろな視点から学習を継続していただければ幸いです。今後も継続して「サーバー研究室」では、トレンドなどと組み合わせた Docker の効果的な使い方をご紹介する予定です。読者の皆様も引き続きお付き合いください。

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