Docker上で動作するOSに関する質問

Question

Dockerを初めて勉強しています。初歩的な質問すぎてググっても知りたい情報が見つからなかったため質問です。

自分の理解

ハイパーバイザ型やホスト型の仮想化技術と違い、Dockerはコンテナ型なので、1つのホストOS上にプロセスとして各コンテナが立ち上がると理解しています。
であれば、各コンテナには「ゲストOS」という概念がないと理解しています（なぜなら、Dockerが乗っているOS＝各コンテナのOSなので）。

質問

しかし、Dockerイメージには「CentOS」や「Ubuntu」といったOSの情報が入っています。ここが理解できません。このDockerイメージに含まれるOS情報は何者なのでしょうか？

• コンテナ上で動かすOS？
• コンテナを動かすために必要なホストOSの情報？

例えば、Ubuntu上で動作するDockerでdocker run centos XXXとすると、CentOS上でコマンドを実行したことになるのでしょうか？つまり、Ubuntuの上で動くコンテナ上でCentOSを動かし、その上でコマンドを実行する、ということなのでしょうか？
そもそも私の理解が根本から間違っている部分があれば、ご指摘いただけると幸いです。よろしくお願いいたします。

Answer 1

おそらくOSという言葉で終わらせずカーネルについて把握した方が理解しやすいと思います。

なぜなら、Dockerが乗っているOS＝各コンテナのOSなので

これは正しいですが、正確にはコンテナはホスト(Dockerが乗っているOS)のカーネルを共有する技術です。
ここでカーネルとはLinux Kernelです。
CentOSやUbuntuなどのLinuxディストリビューションは
Linux Kernelを軸としてさまざまなソフトウェアをセットアップしたOSです。
そして、この"さまざまなソフトウェア"をコンテナで提供することで
DockerではCentOSイメージやUbuntuイメージを実現しています。

Ubuntu上で動作するDockerでdocker run centos XXXとすると、CentOS上でコマンドを実行したことになるのでしょうか

yumやaptなど、ディストリビューション固有のコマンドを実行する上では正しいです。
Ubuntuホスト上でCentOSコンテナを実行すればCentOSのソフトウェアが利用できます。

一方でカーネルバージョンは異なる点に注意しなければいけません。
VM上のCentOS7でカーネルバージョンを表示すると

$ uname -r
3.10.0-957.1.3.el7.x86_64

となりますが、Ubuntu上のコンテナでカーネルバージョンを表示すると

$ docker run centos:7 uname -r
4.15.0-45-generic

とVMとは異なります。そしてこれはUbuntuホストの結果と一致します。

$ uname -r
4.15.0-45-generic

このため、CentOSコンテナでカーネルバージョン依存のソフトウェアを実行するとき、
完全にCentOS VMと同じ挙動となるとは限りません。

Answer 2

理解は正しいです。仮想マシンとの区別が付いてない人も多いのですが。

コンテナが、ファイルシステムや、プロセス、その他ポート番号などを封じ込めていると言うことは理解されていると思います。

ubuntuOS内で動く、CentOSコンテナ内のプロセスから、/usrや/etcを見るとそこにあるのは、本物のCentOS内のプロセスから見た/usrや/etcと同じファイル構成の物が見えます。
例えば、yumコマンドもあるし、/etc/redhat-releaseも見えます。
そのため、CentOSで動くようにコンパイルや設定をされたソフトはそのまま動くわけです。
（想定するKernelバージョンが違うと動かない可能性もありますが）

Comments

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補足です。
Docker for Windowsは従来は間接的に、最近のバージョンだと直接Hyper-Vを使ってて、若干違いそうです。

Answer 3

Dockerイメージには「CentOS」や「Ubuntu」といったOSの情報が入っています。

それはOSの情報ではありません、ベースイメージの情報です。もっと言うとただのデータです。Dockerは、ざっくり説明すると、そのデータを隔離空間で利用可能にしてプロセスを起動するだけです。

Ubuntu上で動作するDockerでdocker run centos XXXとすると

centosイメージのデータを隔離空間で利用可能にしてXXXプロセスを起動するという意味になります。

Answer 4

CentOSやUbuntuの違い

ですが、まずパッケージ管理の手法が違います。
CentOSはyum、Ubuntuはaptになります。
詳しくはこちらを参考にしてみてください。
https://qiita.com/smallpalace/items/57bf018909644e7c3e70
つまり、dockerといえどもsshログインさえすれば、コンテナと言えども何ら、今ままでのサーバと変わらない操作感を得られる訳です。

CentOSが得意な方はCentOSを使えば良いですし、Ubuntuが得意な方はUbuntuを使えば良い訳です。
このあたりがdockerにも反映されているわけです。

また、dockerと言えど、既存のrpmが使えるのがメリットがある訳です。
rpmならrpm -i http:// で任意のrpmをインストールできるので、すぐに既存のソフトウェアが使える訳です。
このメリットが非常に大きいのです。

そこで、docker hubなどでCentOSと謳っている訳です。

CentOS上でコマンドを実行したことになるのでしょうか？つまり、Ubuntuの上で動くコンテナ上でCentOSを動かし、その上でコマンドを実行する、ということなのでしょうか？

これは現実的には違う訳です。
dockerはホストOSのカーネルに依存するのでCentOSならkernel3系となってしまいます。
そこで、Ubuntuのカーネルとはバージョンが違うので動かない事もあるかも知れないという事です。
Linuxカーネルは後方互換性があるので、Ubuntuで動かせばCentOSのコンテナが動く可能性はあるかも知れないという事です。

私はUbuntuには明るくないので、この回答が全て正しい事かというと保証はできない事を留意頂ければと思います。

Answer 5

まずは、「docker 仕組み」でぐぐって、でてきたものを一通り読んでみましょう
この上でわからないことを聞いていただけるとよろしいかと