Docker のインストールと、動作確認（for Windows）

Docker の特徴
インストール・動作確認の概要
【Docker Desktop のインストール】
【イメージの作成】
【コンテナの作成】
【動作確認】
Docker 学習のための参考動画【追記】

Docker の特徴

　今回、コンテナ仮想化技術の「Docker」のインストール、並びに、動作確認にチャレンジしてみました。インストールにあたっては、以下に示す動画や記事を拝見させていただきました。

・理屈はさておき、Dockerを使って、あっという間にPythonのデータ分析の環境構築をする｜WindowsとMacの説明あり
（キノコード / プログラミング学習動画のYouTuberさんの動画）

・WSL2導入｜WinアップデートからWSL2を既定にするまでのスクショ
（Qiita @tomokei5634さんの記事）

Docker を使う理由

　先日、MacBookProを注文しました。MacBookProが届いたら、直ぐに、機械学習を行うための環境構築をしたいと思います。ただし、これには試行錯誤が予想されます。その過程で、OSを改変して、その後に影響が出る可能性があります。

　このDockerは、仮想のパソコンにシステムを構築するため、実際のOSには影響なく、何度でもやり直しが可能です。他にも数多くのメリットがあります。詳細については、上記の動画をご覧いただきたいと思います。

　今回、Dockerとはどのようなもので、どのように使うかを知るために、Windowsで試してみたいと思います。MacBookProが届いたら、M1チップのMac OS（Big Sur）にインストールしたいと考えています。しかし、その他のソフトウェア同様に、Dockerは、まだ、M1には対応していない可能性があります。

　早速、動画や記事を見ながらインストールを行いました。予想通り、苦難の連続でした。その過程を、このページに記録しておきたいと思います。私のパソコンのスペックや、人工知能との関わり合いは、親ブログに記載されています。

・「Python による学習環境の構築」
（初めて、機械学習（人工知能）の勉強を始める人のためのブログ）

インストール・動作確認の概要

　以下の流れで、作業を進めたいと思います。

【Docker Desktop のインストール】

【イメージの作成】（ビルド）

「DokerFile」からイメージを作成する（Ubuntsu、Anacondano、Jupyter Notebook）

【コンテナの作成】

【動作確認】

【Docker Desktop のインストール】

　こちらの記事を書くのは２回目です。１回目の失敗の記録は、【こちら】です。

　２回目を書いたのには、訳があります。この通りにやったら「うまくいく」を、示したかったからです。もちろん、失敗から得られるものは少なくないです。しかし、大部分の方には必要のない情報だと思います。ご覧になりたい方は「こちら」をどうぞ！

　今回、説明するのは、Windows10Pro に、Docker Desktop をインストールする方法です。一部の操作は、不要な場合もあると思います。各自の判断で行ってください。作業の大まかな流れを示します。

１　最新の Windows10 への Update／仮想化のサポート
２　カーネルコンポーネントの更新／WSL2をデフォルトに設定
３　Docker for Windows による Docker Desktop のインストールと再起動
４　Docker Desktop の初期設定（チュートリアルのインストール）
５　Docker Hub の登録（必要に応じて）

１　最新の Windows10 への Update／仮想化のサポート

最新の Windows10 への Update

・ストレージの空き容量（数10GB必要）を確認します。
　「スタート」アイコンの右横の「検索」で「ストレージ」を検索し、「ストレージの設定」を選択します

・Windows10 のダウンロードサイトへ移動し、最新版をインストールします。
　Windows 10 のダウンロード

・再起動後に、Windows のバージョンを確認します。
　ショートカットキー　Win＋R　→　「winver」と入力する
（ｏｌｄ）　Ver.2004（OS bild 19041.685）［2021/1/ 8時点］
（ｎｅｗ）　Ver.20H2（OS ビルド 19042.685）［2021/1/10時点］

仮想化のサポート

　管理者の権限で、Powershellを使って以下のコマンドを実行します。
　「管理者の権限」にするには、アプリを右クリックして「管理者として実行」を選択します。

dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

２　カーネルコンポーネントの更新／WSL2をデフォルトに設定

　カーネルコンポーネントの更新のためのパッケージを、以下のリンクからダウンロードします。

・x64 マシン用 WSL2 Linux カーネル更新プログラムパッケージ

　ダウンロードしたパッケージ「wsl_update_x64.msi」を実行します。これで、「カーネルコンポーネントの更新」が終了します。

　正常に更新されたら、以下のコマンドを実行して、WSL2をデフォルトにします。
管理者の権限で、Powershell を使って以下のコマンドを実行します。

wsl –set-default-version 2

３　Docker for Windows による Docker Desktop のインストールと再起動

　下記のサイトから、「Docker for Windows」をダウンロードして、「Docker Desktop 3.0.4（51218）」をインストールします。

・Get Started with Docker

　ダウンロードしたファイル「Docker Desktop Installer.exe」を実行して、終了後にパソコンを再起動します。

４　Docker Desktop の初期設定

　再起動すると、Docker Desktop が自動で起動して（自動で起動しない場合は、自分で起動してください）、初期設定画面（チュートリアルをインストールするための）が表れます。
中央部の「START」ボタンを押してください。

　その後は、① Clone、② Build、③ Run、④ Share の順番で作業を行います。作業の方法は簡単です。画面中央部に表示される、「青地に白色文字の四角形のウインドウ」をクリックするだけです。自動で、右側にある「PowerShell」のウインドウで、四角形内に表示されたコマンドが実行されます。

　「PowerShell」上でコマンドの終了を確認したら、「Next Step」をクリックします。以後は、④ Share まで同じ事を繰り返します。以上で、初期設定は終了です。

＜補足＞

　先ほどの初期設定の結果を確認します。左側のメニューから「Images」を選択して、「Images on disk」画面を開きます。なお、下記の user は、「Docker HUB」（５で説明）のユーザIDのことです。

(IMAGE NAME)	(USE)	TAG	IMAGE ID	CREATE	SIZE
user/docker101tutorial	IN USE	latest	12桁の16進数	作られた時刻	27.69MB
docker101tutorial	IN USE	latest	〃	〃	27.69MB
alpine/git	IN USE	latest	〃	〃	28.41MB

５　Docker Hub の登録

　最後に、「Docker Hub」のユーザー登録を行います（必要に応じて）。アカウント情報（ID、E-mail、Pass）を入力し、メールアドレスの確認を経て「アカウント」が有効になります。これで、「Docker」の準備は終了です。Docker 起動後、右上の「Sign in」でログインしてください。

【イメージの作成】

　ここで、簡単に、「Docker」での作業手順を説明します。（誤りがありましたらご指摘願います）

　①　イメージの作成　「DockerFile」から、イメージを作ります。

　②　コンテナの作成　①で作成したイメージをもとに、実際に動作するコンテナを作ります。

　③　コンテナの実行　②で作成したコンテナを実行します。ここでいう実行とは、１つの仮想パソコンを起動させる意味です。起動させた仮想パソコンで、目的の作業を行います。

　それでは、イメージを作成します。イメージの作成のための情報は、「DockerFile」に書き込んでおきます。今回は、kino-code さんが作成した「DockerFile」を使わせていただきます。ダウンロードしたファイルは、デスクトップの「mydocker」（必要に応じて作成）に保存してください。

　この「DockerFile」からイメージを作る（これを「ビルド」という）ために、コマンドプロンプトで以下のコマンドを実行します。

docker build -t kino-code:latest \users\user\desktop\mydocker

kino-code	イメージ名	これから作成するイメージの名前
user	ユーザ名	Windowsを使っているユーザの名前
mydoker	フォルダ名	DockerFileが入っているフォルダの名前

実行後、Docker Desktop の「Images on disk」画面を開きます。

(IMAGE NAME)	(USE)	TAG	IMAGE ID	CREATE	SIZE
kino-code		latest	12桁の16進数	作られた時刻	3.8GB

このように、新しいイメージが追加されます。

【コンテナの作成】

　次に、先ほど作った「kino-code」というイメージから、「kino-code」というコンテナを作成します。最初に、コマンドで試したところ、コンテナを作成できませんでした。従って、「Docker Desktop」を使ってコンテナを作成しました。

・Docker Desktop の「Images on disk」画面を開きます
・「kino-code」イメージの右端に表れる「RUN▷」をクリックします
・「Optional Settings ∨」をクリックします
・「Container Name」に「kino-code」を入力します
・Volumes の「Host Path」の「…」で「デスクトップのmydoker」を選択します。なお、「Container Path」については、まだ、入力形式が分かりません。

＜補足＞　以下に示す方法では、コンテナを作成できませんでした。

コマンドプロンプトで、以下のコマンドを実行します。

docker run -p 8888:8888 -v \users\user\desktop\mydocker:\workspace –name kino-code IMAGE ID

【動作確認】

　前節で作った、「kino-code」というコンテナを実行したいと思います。

・Docker Desktop の「Containers / Apps」画面を開きます。
　開くには、左側のメニューから「Containers / Apps」を選択します。
・「kino-code」コンテナの右端に表れる「>_」（CLI）をクリックします。
・「コンソールウインドウ」が開くので、そこで作業を行います。しかし、「Jupyter Notebook」が正常に動作しません。

※　チュートリアルにおいては、上記の方法で正常に動作しました。従って、システムそのものは、全て正常に動作しているようです。

「Kino-code」さんの場合は、ポートが衝突していて、正常に動作しないようです。ポートを変更したいと思います。

　「DockerFile」の中のポートの記述を変更して、ポートの衝突は回避できましたが、他の理由で「Jupyter Notebook」の起動はできませんでした。ここまでくると、インストールや動作確認の問題を超えるので、一度、終了したいと思います。

　これから、本格的に、「Docker」の勉強をしていきたいと思います。