Dockerレジストリとは？

コンテナ内でアプリケーションを展開される場合、Dockerレジストリもご利用になる可能性が高いでしょう。Dockerレジストリは、開発者がコンテナ化されたアプリケーションを配布し、ユーザーがそれらを検索・ダウンロードするための、シンプルで安全かつスケーラブルな方法を提供します。

現代のDockerレジストリに関するすべて、その仕組み、利用可能な選択肢、設定方法、そして使用開始方法について詳しく解説いたします。ぜひ読み進めてください。

Dockerレジストリとは？

「Dockerレジストリ」という用語は、二つの異なる意味を持つため、やや曖昧です。

狭義では、Docker Registry（Rは大文字）は、コンテナイメージの保存と配布を目的としたDockerプロジェクトの公式ツールです。Docker Registryはオープンソースであり、誰でもソフトウェアをダウンロードして実行し、独自のコンテナイメージレジストリを構築することが可能です。

広義においては、コンテナイメージをホストおよび配布できるあらゆるツールやサービスを指します。公式のDocker Registryはこの種のソリューションの一例ですが、他にも以下のような多くの選択肢が存在します：

• Harbor：別のオープンソースオプションです。
• Docker Hub：Dockerが提供する公式のクラウドベースレジストリです。オープンソースのDocker Registryとは異なり、Docker HubはDockerからのみ利用可能な完全管理型サービスです。
• JFrog Artifactory：オンプレミスとクラウドの両方でコンテナイメージをホストできるバイナリマネージャーです。
• Amazon Elastic Container Registry：AWSクラウド上のDockerレジストリサービスです。
• Azure Container Registry：Azureにおける主要なホスト型コンテナレジストリソリューションです。
• Google Cloud Container Registry：Google Cloudのコンテナレジストリです。

本記事では公式のDocker Registryに焦点を当てますが、多くのポイントはあらゆるタイプのレジストリソリューションに適用されます。

Docker Registryのメリット

Docker Registryをご利用いただく主な利点は以下の通りです：

• コンテナイメージを保存するための一元化された場所：一元化されたストレージにより、企業様は複数のリポジトリに分散したイメージを管理する必要なく、効率的に使用するコンテナイメージを追跡できます。
• ユーザーがコンテナイメージを検索できる中央の場所： ユーザーが、自社内で開発したアプリケーションにアクセスする必要がある御社の従業員、外部のお客様、あるいはその両方である場合でも、Docker Registryは、コンテナイメージを検索・ダウンロードできる、アクセスしやすい場所を提供します。
• アクセス制御：ほとんどのレジストリは、どのコンテナイメージに誰がアクセスできるかをチームが管理できるアクセス制御機能を提供します。例えば、多くの場合、一部のイメージは一般公開してダウンロードを許可し、他のイメージは特定の認証済みユーザーのみが利用できるように設定できます。
• イメージのバージョン管理：Docker Registryでは、ユーザーがイメージをダウンロードし、DockerやKubernetesなどのツールで実行する際にバージョンを指定できます。バージョン管理は、特定のユーザーが特定のバージョンのアプリケーション（最新バージョンではない場合もあります）を必要とする場合や、開発者がベータ版やアルファ版を提供しつつ安定版も同時に提供したい場合に有用です。
• DockerとKubernetesの統合: Docker Registryは、Dockerの他のツールやKubernetesとネイティブに統合されるよう設計されています。これにより、レジストリからコンテナイメージをダウンロードし、単一のコマンドで実行することが可能です。この統合により、ユーザーはイメージをダウンロードした後、DockerやKubernetes環境にアップロードして使用する必要がなくなります。特定のイメージに基づくコンテナを起動するためにコンテナを実行すれば、プロセスの大部分が自動化されます。

厳密に申し上げますと、Docker Registryはコンテナイメージをホストまたは共有する唯一の方法ではありません。ネットワーク共有ファイルを使用してコンテナイメージを保存することも可能です。ただし、この方法ではユーザーがコンテナイメージを検索・発見することがより困難になります。また、DockerやKubernetes内でコンテナイメージを実行する際に特定のバージョンを要求するといった機能もサポートされません。

別の選択肢として、GitHubのようなソースコードリポジトリプラットフォーム上でコンテナイメージをホストする方法があります。これらはDockerレジストリと同等のアクセス制御やバージョン管理機能を提供します。しかしながら、GitHubなどのプラットフォームは主にソースコードのホスティングを目的として設計されており、コンテナイメージやその他のアプリケーションバイナリを扱うことを想定していません。また、コンテナレジストリが提供するDockerやKubernetesとの連携機能も備えていません。（GitHubが提供するDockerレジストリサービスであるGitHub Packagesはコンテナイメージのホスティングを目的としていますが、ソースコードリポジトリが主体のGitHub本サービスとは別個のものです。）

したがって、Docker Registryやその他のDockerコンテナホスティングサービスは、コンテナイメージの管理や共有を他の種類のツールに依存した場合では得られない、独自の利点を提供します。

仕組みについて

Dockerレジストリの仕組みを理解するには、まずDockerレジストリのユーザーが主に2つのグループに分かれることをご認識ください。

一つ目は、コンテナ化されたアプリケーションを作成し、そのイメージを共有したい開発者です。これらの開発者は通常、Dockerレジストリをコンテナイメージとしてデプロイすることで設定します。その後、Dockerレジストリインスタンス内にリポジトリ（基本的には異なるコンテナイメージをホストできる仮想ディレクトリ）を作成します。そこから、構築したアプリケーションのイメージをレジストリにプッシュし、それらのイメージにアクセスできるユーザーを管理するアクセスポリシーを定義します。

もう一つのユーザー層は、アプリケーションを実行したいと考えているアプリケーション利用者、つまりアプリケーション消費者です。この層にとって、Docker Registryはコンテナイメージを検索・ダウンロードできる中央プラットフォームとして機能します。ユーザーは通常、イメージをダウンロードする際にネットワーク上のレジストリの場所とポートを指定することで、Docker または Kubernetes 環境をレジストリと統合するよう設定する必要があります。

Docker Registry の使用方法

Docker Registry の動作説明を具体化するため、コマンドライン経由で Docker Registry インスタンスとやり取りする方法をいくつか例示します：

Alpine Linux のコンテナイメージをダウンロードするには、次のようなコマンドを使用します：

docker pull alpine

特定のイメージバージョンを指定するには、次のように記述することも可能です：

docker pull alpine:3.14

上記のdocker pullコマンドは、コンテナイメージをローカルシステムにダウンロードしますが、そのイメージに基づくコンテナを起動するものではありません。コンテナのダウンロードと実行を一括で行いたい場合は、次のようなコマンドをご利用ください：

docker run alpine

docker run コマンドは、コンテナイメージをレジストリから自動的にダウンロードします（ローカルにコピーが存在しない場合）。その後、そのイメージに基づいてコンテナを起動します。

コンテナイメージをレジストリに追加するには、まずイメージにタグを付けます。タグには、Docker レジストリのネットワークアドレスとポート、およびイメージ名を指定します。例：

docker image tag my-image:latest myregistryserver.com:1234/repo/my-image:latest

次に、docker push コマンドを使用して、イメージをレジストリに追加します：

docker image push myregistryserver.com:1234/repo/my-image:latest

この例では、Dockerのネイティブツールを使用してレジストリを操作する方法を示しています。本番環境では、CI/CDツールをDockerレジストリと連携させ、新しいイメージが利用可能になった際に自動的にレジストリへプッシュする方が一般的です。

Dockerレジストリサーバーの設定方法

公式のDocker Registryツールを使用して自社サーバー上でレジストリを実行するには、以下のようなシンプルなコマンドで起動できます：

docker run -d -p 1234:1235 --name registry-server registry:2

このコマンドは、オープンソースのDocker Registryの公式イメージをDocker Hubから取得し、ポート1234で動作するコンテナとして起動します。コンテナが停止するとレジストリサーバーも停止するため、本番環境での運用には適していませんが、Docker Registryの操作を試しに体験したり、ローカル開発環境内でテスト目的のレジストリを迅速に展開したりする際に便利な方法です。

Docker Registryを永続的にホストするには、以下のようにPodとServiceを作成し、Kubernetes環境内で実行することができます：

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

name: my-docker-registry-pod

labels:

app: registry

spec:

containers:

- name: registry

image: registry:2.8.1

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

name: docker-registry

spec:

selector:

app: registry

ports:

- port: 1234

targetPort: 1234

これは、Docker Registry コンテナイメージバージョン 2.8.1 に基づいて Pod を実行し、ポート 1234 で公開するよう Kubernetes に指示します。

Docker Registry のセキュリティ

すべての主流の Docker Registry ソリューションはデフォルトで安全であることを目指していますが、セキュリティを意識したユーザーは、Docker Registry 環境を強化するための追加措置を講じることができます。以下の実践例をご検討ください：

• 一般公開を意図しない場合は、Docker Registryのイメージを閲覧できるユーザーを制限するアクセス制御を設定してください。
• プライベートイメージをホストする場合は、悪意のあるユーザーによる発見を困難にするため、非標準ポートでレジストリを実行してください。
• レジストリをファイアウォールの内側に配置することで、悪意のあるアクセスからプライベートレジストリを保護できます。
• セキュリティ上の脆弱性に対処するため、Docker Registryソフトウェアを定期的に更新してください。
• レジストリから不要なイメージを削除してください。ホストするイメージが少ないほど、管理が容易になり、機密性の高いアプリケーションのアクセス設定を誤って誤設定するリスクを低減できます。

Dockerレジストリのベストプラクティス

先ほど説明したDockerレジストリのセキュリティ上の考慮事項に加え、以下のベストプラクティスを実践することで、Dockerレジストリを最大限に活用いただけます：

• 適切なタイプのレジストリを選択する：ホステッドレジストリは最も導入が容易なDockerレジストリソリューションですが、オンプレミス型やローカルレジストリに比べて制御性が低くなります。
• イメージタグの明示：Docker レジストリ内でイメージを操作する際には、対象イメージのタグを明示することがベストプラクティスです。明示しない場合、レジストリは通常、最新バージョンのイメージを取得すると解釈しますが、必ずしも意図に沿わない場合があります。
• ログの活用：ほとんどの Docker レジストリは、ログ記録および監査機能を提供しています。これらはイメージの保護やセキュリティインシデントの調査に役立ちます。
• イメージサイズの制限：レジストリ内のイメージが大きくなるほど、ダウンロードに時間がかかり、帯域幅を多く消費します。一部のレジストリでは月間帯域幅に制限があったり、上限超過時に課金されたりするため、問題となる可能性があります。したがって、イメージは小さいほど望ましいです。
• レジストリをDockerイメージに限定する：Dockerレジストリに他の種類のデータを格納できる場合もありますが、ほとんどの場合これは推奨されません。レジストリ内にはコンテナイメージのみを保管すべきです。コンテナ化されていないアプリケーションバイナリなど、他の種類の情報をホストしたい場合は、その目的向けに設計されたホスティングソリューションをご利用ください。