アプリケーションのDocker化

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このワークショップの後半では、.NETアプリケーションをKubernetesクラスターにデプロイします。

しかし、どのようにそれを行うのでしょうか？

最初のステップは、アプリケーション用のDockerイメージを作成することです。これはアプリケーションの「Docker化」として知られており、プロセスは Dockerfile の作成から始まります。

しかし、まず重要な用語を定義しましょう。

重要な用語

Docker とは何ですか？

「Docker は、コンテナと呼ばれる緩い分離環境でアプリケーションをパッケージ化して実行する機能を提供します。分離とセキュリティにより、指定されたホスト上で同時に多くのコンテナを実行できます。コンテナは軽量で、アプリケーションの実行に必要なすべてを含んでいるため、ホストにインストールされているものに依存する必要がありません。」

ソース: https://docs.docker.com/get-started/docker-overview/

コンテナとは何ですか？

「コンテナは、アプリのコンポーネントごとの分離されたプロセスです。各コンポーネントは…独自の分離された環境で実行され、マシン上の他のすべてのものから完全に分離されています。」

ソース: https://docs.docker.com/get-started/docker-concepts/the-basics/what-is-a-container/

コンテナイメージとは何ですか？

「コンテナイメージは、コンテナを実行するためのすべてのファイル、バイナリ、ライブラリ、および設定を含む標準化されたパッケージです。」

Dockerfile

「Dockerfile は、コンテナイメージを作成するために使用されるテキストベースのドキュメントです。実行するコマンド、コピーするファイル、起動コマンドなどに関するイメージビルダーへの指示を提供します。」

Dockerfile の作成

/home/splunk/workshop/docker-k8s-otel/helloworld ディレクトリに Dockerfile という名前のファイルを作成しましょう。

cd /home/splunk/workshop/docker-k8s-otel/helloworld

ファイルの作成にはviまたはnanoを使用できます。viを使用した例を示します

vi Dockerfile

新しく開いたファイルに以下の内容をコピー＆ペーストします

以下のテキストを貼り付ける前に、vi で「i」を押して挿入モードに入ってください。

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 AS base
USER app
WORKDIR /app
EXPOSE 8080

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:8.0 AS build
ARG BUILD_CONFIGURATION=Release
WORKDIR /src
COPY ["helloworld.csproj", "helloworld/"]
RUN dotnet restore "./helloworld/./helloworld.csproj"
WORKDIR "/src/helloworld"
COPY . .
RUN dotnet build "./helloworld.csproj" -c $BUILD_CONFIGURATION -o /app/build

FROM build AS publish
ARG BUILD_CONFIGURATION=Release
RUN dotnet publish "./helloworld.csproj" -c $BUILD_CONFIGURATION -o /app/publish /p:UseAppHost=false

FROM base AS final
WORKDIR /app
COPY --from=publish /app/publish .

ENTRYPOINT ["dotnet", "helloworld.dll"]

vi での変更を保存するには、esc キーを押してコマンドモードに入り、:wq! と入力してから enter/return キーを押します。

これはすべて何を意味するのでしょうか？詳しく見てみましょう。

Dockerfile の詳細解説

この例では、マルチステージDockerfileを使用しており、Dockerイメージ作成プロセスを以下のステージに分けています

Base（ベース）
Build（ビルド）
Publish（パブリッシュ）
Final（最終）

マルチステージアプローチはより複雑ですが、デプロイメント用により軽量なランタイムイメージを作成することができます。以下では、これらの各ステージの目的を説明します。

ベースステージ

ベースステージでは、アプリを実行するユーザー、作業ディレクトリを定義し、アプリにアクセスするために使用されるポートを公開します。これはMicrosoftの mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 イメージをベースにしています

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 AS base
USER app
WORKDIR /app
EXPOSE 8080

なお、mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 イメージには.NET runtimeのみが含まれており、 SDKは含まれていないため、比較的軽量です。これはDebian 12 Linux distributionがベースになっています。ASP.NET Core Runtime Dockerイメージの詳細については GitHubで確認できます。

Build ステージ

Dockerfileの次のステージはbuildステージです。このステージでは、 mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:8.0 イメージが使用されます。これもDebian 12がベースになっていますが、 runtimeだけでなく完全な.NET SDKが含まれています。

このステージでは .csproj ファイルをbuildイメージにコピーし、その後 dotnet restore を使用してアプリケーションが使用する依存関係をダウンロードします。

次に、アプリケーションコードをbuildイメージにコピーし、 dotnet build を使用してプロジェクトとその依存関係を .dll バイナリのセットにビルドします

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:8.0 AS build
ARG BUILD_CONFIGURATION=Release
WORKDIR /src
COPY ["helloworld.csproj", "helloworld/"]
RUN dotnet restore "./helloworld/./helloworld.csproj"
WORKDIR "/src/helloworld"
COPY . .
RUN dotnet build "./helloworld.csproj" -c $BUILD_CONFIGURATION -o /app/build

Publish ステージ

3番目のステージはpublishで、これはMicrosoftイメージではなくbuildステージイメージをベースにしています。このステージでは、dotnet publish を使用してアプリケーションとその依存関係をdeployment用にパッケージ化します

FROM build AS publish
ARG BUILD_CONFIGURATION=Release
RUN dotnet publish "./helloworld.csproj" -c $BUILD_CONFIGURATION -o /app/publish /p:UseAppHost=false

Final ステージ

4番目のステージは最終ステージで、これはbase ステージイメージをベースにしています（buildとpublishステージよりも軽量）。publishステージイメージからの出力をコピーし、アプリケーションのentry pointを定義します

FROM base AS final
WORKDIR /app
COPY --from=publish /app/publish .

ENTRYPOINT ["dotnet", "helloworld.dll"]

Docker イメージのビルド

Dockerfile ができたので、これを使用してアプリケーションを含むDockerイメージをビルドできます

docker build -t helloworld:1.0 .

DEPRECATED: The legacy builder is deprecated and will be removed in a future release.
            Install the buildx component to build images with BuildKit:
            https://docs.docker.com/go/buildx/

Sending build context to Docker daemon  281.1kB
Step 1/19 : FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 AS base
8.0: Pulling from dotnet/aspnet
af302e5c37e9: Pull complete
91ab5e0aabf0: Pull complete
1c1e4530721e: Pull complete
1f39ca6dcc3a: Pull complete
ea20083aa801: Pull complete
64c242a4f561: Pull complete
Digest: sha256:587c1dd115e4d6707ff656d30ace5da9f49cec48e627a40bbe5d5b249adc3549
Status: Downloaded newer image for mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0
 ---> 0ee5d7ddbc3b
Step 2/19 : USER app
etc,

これは、現在のディレクトリの Dockerfile を使用して helloworld:1.0 のタグでイメージをビルドするようDockerに指示します。

以下のコマンドで正常に作成されたことを確認できます

docker images

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
helloworld   1.0       db19077b9445   20 seconds ago   217MB

Docker イメージのテスト

続行する前に、以前に開始したアプリケーションがインスタンス上で実行されていないことを確認してください。

Dockerイメージを使用して以下のようにアプリケーションを実行できます

docker run --name helloworld \
--detach \
--expose 8080 \
--network=host \
helloworld:1.0

注意：--network=host パラメータを含めて、Docker コンテナがインスタンス上のリソースにアクセスできるようにしています。これは後でアプリケーションが localhost 上で実行されているコレクターにデータを送信する必要がある場合に重要です。

Dockerコンテナが実行されていることを確認しましょう

docker ps

$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE            COMMAND                  CREATED       STATUS       PORTS     NAMES
5f5b9cd56ac5   helloworld:1.0   "dotnet helloworld.d…"   2 mins ago    Up 2 mins              helloworld

以前と同様にアプリケーションにアクセスできます

curl http://localhost:8080/hello/Docker

Hello, Docker!

おめでとうございます。ここまで到達したということは、.NETアプリケーションのDocker化に成功したということです。