Containerd vs Docker - 何が違うのか

Dockerとは

明らかに、PaaSソリューションは、コンテナ化に必要なものをすべて提供し、コンテナの管理を以前よりも簡単にするために登場しました。

これは、世界中で広く使われているオープンソースのコンテナエンジンで、開発者がコンテナを検証するのに役立ちます。さらにわかりやすく言うと、Dockerはどんなエコシステムでもコンテナが十分に活用され、管理され、最適化されているかを確認できます。

コンテナイメージを作成したり、お好みのデバイスにダウンロードしたりしたい場合は、Dockerを使います。

開発者はこれを使って、異なる環境間でコードをスムーズにやりとりできます。こうしたことから、これは以下のようにまとめられます。

• プロジェクトに最適なコンテナ数を割り当てているかどうかを確認するファシリテーター
• コードがあらゆる段階で使えるようにすることでアプリ開発を促進するエネーブラー

加えて、Dockerを利用するとソリューション開発が素早く進み、アプリはフルマネージドになり、分散ソリューションの最適化も迅速に行えます。これは、アプリ開発やコードに使われるデータ駆動型デバイスのOSを仮想化するため可能です。

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どのように動作するか

先述のとおり、Dockerはコンテナや分散アプリ関連の作業を行うための主要なリソースです。プロジェクトの要件に応じてコンテナを構築・管理・運用できる機能が備わっています。DockerのOSはコンテナ化を実行するのに役立ちます。

通常、コンテナにはデジタルソリューションを動かすために必要なすべての要素（設定データ、ライブラリデータ、依存関係など）が含まれます。すべてのコンテナは同じOSを使い、Dockerがリソースの供給や管理を行います。共有されたOSでリソースが重複するとアプリが正常に動作しなくなるため、リソース分離の仕組みが必要です。

DockerはOSカーネルのリソース分離を利用し、VM（仮想マシン）を活用します。このツール内のVMは完全なOSを備え、動作に必要なコードが格納されています。これらのコードは抽象化されたハードウェアリソース層に保存されます。

Dockerを使おうとする場合、複数のサーバーやVMを用意する必要はありません。1つのサーバーで十分です。1つのサーバーで8つのコンテナをホストすることも可能です。LinuxやWindowsだけでなく、シングルボードコンピュータのRaspberry Piでも問題なく動きます。

基盤レベルでは、軽量なコンテナを実装するための高レベルAPIが存在します。Dockerコンテナはこの標準に合致しており、カーネルと連携することで開発者がDockerコンテナを幅広くモニタリングできます。ソフトウェア、レジストリ、オブジェクトはDockerの主要な構成要素です。

メリット

Dockerは短期間で世界的な人気を得ましたが、その理由はツールとしての実用性の高さにあります。開発者にとってDockerは次のような利点があります。

• 開発時間を大幅に短縮できます。コードを複数の環境で使えるうえ、Dockerコンテナはすぐ使えるリソースです。また、このツールではプロジェクトごとに新たな環境を構築する必要がありません。Dockerイメージをダウンロードすれば、別のサーバーで直ちに開発を始められます。
• ‍コンテナを少ない労力で管理・スケールできます。 完全に分離されたアプリを複数のコンテナで同じサーバー上で実行することが可能です。この方法ではコンテナ管理のためにサーバーを切り替える必要がありません。
• ‍大幅に運用の手間を省けます。 すべてのコンテナを1つのサーバーで管理できるため、エラーが減りプロセスも迅速化し、全体がスムーズになります。
• ‍運用コストを削減できます。 Dockerコンテナはリソースを共有し、1つのサーバーで動かせるため、オーバーヘッドが抑えられます。
• ‍運用の柔軟性を高められます。DockerイメージはLinux、Windows、macOSと相性が良いです。
• ‍Dockerイメージを安全に扱えます。 このツールではロールベースのアクセスを導入でき、あらゆる段階でイメージの利用を制御できます。

特徴

Dockerはコンテナ開発に必要な機能をひと通り備えています。多彩な機能を提供するため、幅広く使われています。

• シンプルな構成

Dockerは初心者から熟練の開発者まで同じ手軽さと効率で使える、シンプルなツールとして人気があります。どのようなシステムでアプリ開発を行っていても、簡単に構成ができるため、コードの作成やデプロイがスムーズです。Dockerを使えば、時間と手間をあまりかけずに済みます。

これはデプロイ環境間でのコード再利用が容易なことが大きいです。開発したコードを別の環境に移行して異なる状況で使う際、基盤部分を変更する必要はありません。

• 開発規模の削減

コンテナによってOSのフットプリントが抑えられるため、Dockerを使うと開発を大幅に短縮できます。特に納期が厳しいプロジェクトで重宝されます。

• 生産性の向上

Dockerはチームや開発自体の生産性を高めます。なぜなら、構成や開発の複雑さを取り除いてくれるからです。その分、取り組める作業が増え、ワークフローもより多く対応できます。

従来型のアプリケーションは完全に分離された環境で管理・監視されるため、他のアプリで発生したエラーや問題の影響を受けません。その分、チームが再作業に多大なリソースを割く必要がなくなります。

さらに、Dockerのフルマネージドなコンテナレジストリによって、開発者は独自でレジストリを維持する手間から解放されます。

• 運用コストの削減

このツールを使えば、アプリのポートフォリオ管理を即時で行えるため、運用のオーバーヘッドを抑えやすいです。開発段階でイノベーションを取り入れる際にも、Dockerは状況を制御しやすく、フルマネージドで対応できます。

• 容易な分離

コードの実行が求められる開発では、アプリやサービスを分離して対応することが容易です。開発者はアプリを分離し、完全に独立した環境でコードを管理できます。分離を行っても、関係するコンテナは自律性を保ちながら正常に動作します。

• IaCを使う

マイクロサービスを扱う開発のスケーラビリティは簡単ではありません。管理・監視すべきサービスが大量にあるからです。そこで有効なのがIaC（Infrastructure as Code）で、インフラをコードとして扱えます。

Dockerを使うと、IaCの導入が非常に簡単になります。CI/CDパイプラインに直接IaCを組み込めます。

さらに、Docker-composeを利用して、複数のサービス間で構成される複合アプリを構築できます。

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Containerdとは

簡単に言えば、containerdはコンテナランタイムです。物理・仮想いずれの環境でもコンテナのライフサイクルを管理・制御できます。つまり、このデーモンプロセスはプロジェクトに応じてコンテナを生成、実行、破棄します。

コンテナのライフサイクル管理に加え、コンテナイメージの取得やコンテナのネットワーク設定、マウントストレージの処理なども行います。containerdは元々DockerがDocker-Engineの一部として開発し、その後CNCに寄付されました。

当初は主にrunc向けのOCIランタイム連携として提供されていましたが、時を経て進化するにつれ機能が増え、今ではDockerを上回る地位を得ています。

containerdさえあれば、コンテナを扱うのにほかのリソースやツールは不要です。なぜなら、containerdはコンテナイメージのダウンロード/アップロード、複数コンテナ間の柔軟なネットワーク設定、コンテナデータの完全管理、コンテナの使用を包括的に制御できるからです。

この拡張性の高さから、containerdは最先端のランタイムとも呼ばれ、普通では実現できないコンテナの可能性を提供しています。

containerdを使う場合、必ずしもcontainerd単独で動作しているとは限りません。ときにはruncのような低レベルのコンテナランタイムと併用されることもあります。

runcだけでコンテナを管理・起動することはできますが、その場合でも最終的な指示はcontainerdが行います。

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どのように動作するか

containerdはバックグラウンドで動くデーモンであり、ユーザーと直接やり取りするわけではありません。ただし、コンテナ化に必要な重要なワークフローを担っています。WindowsとLinuxの両方でスムーズに動作します。

機能的には、containerdはホスト上のコンテナにおけるライフサイクル管理を一手に引き受けます。主にイメージの転送やイメージの保管を担当し、低レベルのストレージシステム上でコンテナを実行できるようにします。

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containerd vs CRI-O

コンテナランタイムはcontainerdだけではありません。CRI-Oという別の選択肢も存在します。これは、主に高レベルなCRIを実装するために使われます。CRI-Oはレジストリからコンテナイメージを直接取得できるため、containerdより優位に立つ面があります。さらに、コンテナイメージをディスク上で完全に管理し、最適化された低レベルランタイムを自動で提供します。

CRI-Oとcontainerdの大きな違いとして、CRI-OはKubernetesとの親和性が高く、containerdよりも安定しているという点があります。また、containerdはDocker CLIとスムーズに連携しますが、CRI-OはこのCLIをサポートしていません。

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メリット

containerdを使いこなすと、多くの利点が得られます。具体的には、開発者は以下のような恩恵を受けられます。

• コンテナの機能的な制約を解消できる
• コミュニティが決定するグローバル標準のリリース方式を利用できる
• インフラ開発に合ったLTSポリシーを活用できる
• コミュニティ主導のコラボレーションを気軽に利用できる
• Docker由来の不要なコストを巧みに回避し、運用費を抑えられる
• 主要なコンテナオーケストレーターで幅広く利用できる

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特徴

containerdは今やDockerよりも進んだ部分が多く、多彩な機能を備えています。以下のような特徴があります。

• クライアント

開発環境にcontainerdを直接組み込むために使う、完全機能のライブラリです。開発者はローカルでもクラウドでも、このクライアントを実行できます。

• ネームスペース

1つのプラットフォーム上で複数のコンテナを分離するために活用します。たとえば、テストと本番のデータやアプリを同じ環境でホストする場合、それぞれに異なる名前を付けてネームスペースを作ることで区別できます。

• コンテナ

containerdでは、コンテナはメタデータオブジェクトとして扱われます。コンテナにはファイルシステムやコンテナイメージ、OCIランタイムなどが関係するリソースとして含まれています。

• OCIランタイム仕様

containerdにおけるOCIランタイムは、Dockerイメージから取得したコンテナの生成要件を定義するランタイム動作です。

• ルートファイルシステム

これは、コンテナ上にファイルシステム層を構築できるようにする重要な機能です。また、コンテナで使用するファイルシステムのスナップショットを作るためにも利用されます。

• クローンとリストア

この機能を使えば、criuプログラムを用いてコンテナをライブのまま複製することが可能です。それだけではなく、任意のマシンへコンテナを移動し、チェックポイントから直接リストアするという操作もできます。

Docker vs. Containerd: 何が違うのか

開発者が両方を同じようなリソースと見なし、どちらを使えばいいのか混乱することは不思議ではありません。両者には似た点もありますが、利用分野は大きく異なります。混同を避けるために、次のポイントをご覧ください。

• Dockerはcontainerdよりも人間向けに設計されています。実際にDockerは人間が使うためのもので、containerdは主にデバイス寄りです。
• Dockerは開発者が望むことと、アプリや開発環境が必要とすることを橋渡しするトランスレータのような存在です。
• Dockerは開発者の意図をDocker CLIに渡し、コンテナに伝えます。containerdはその一部であり、CLIからのコマンドを受け取って動作します。
• これは開発において重要です。たとえば、nginxイメージをダウンロードして利用するタイミングや方法を決めるのはcontainerdであり、runcを呼び出してコンテナを起動するよう指示します。
• ここで重要なのは、containerdはDocker CLIがなくてもコンテナを起動できるという点です。しかし逆は不可能です。Dockerを使う場合、containerdは必須で、加えてruncも必要です。これらがなければコンテナは動きません。
• DockerはDocker EngineやCLIなど複数のリソースの集合体ですが、containerdはランタイムであり、Dockerを使わずにコンテナを実行できる場合があります。
• containerdは軽量でリソースが限られています。一方、Dockerは幅広いリソースを備え、あらゆる環境で使える包括的なツールです。
• DockerはCLIを介して「nginxを使ってコンテナイメージを作る」といった処理を先導し、ユーザーと直接対話します。一方でcontainerdは裏方に回り、イメージの作成を実際に処理します。Dockerはリクエストを受け、containerdがそれを実行する形です。

containerdはDockerの代わりになれますが、Dockerはcontainerdの代わりにはなれません。前述のようにcontainerdはファイルシステムやネームスペース、cgroupなどの機能を備え、追加の支援なしにコンテナを生成できます。ただし、ホストOSと連携するための低レベルランタイム（runcなど）は必要です。

最後に「containerd vs Docker Kubernetes」に関して付け加えると、containerdはその根本がシンプルなインターフェースのため、どんな開発プロジェクトにも向くとは限りません。一方でDockerはどんなプロジェクトにも応用しやすいです。

たとえば、本番ワークロードを扱う開発ではDockerが好まれます。また、初心者の開発者で必要なものをひと通り簡単に使いたい場合もDockerが向いています。

結論として、両者を比較する機会を探すより、それぞれの長所を上手く組み合わせて使うほうが良いでしょう。

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結論

コンテナベースまたは分散型のアプリ開発はますます盛んです。このような開発を進める中で、Dockerとcontainerdは頻繁に使われます。Dockerはあくまでオプションですが、containerdはランタイムとして必須で、これがないとサービスは動きません。

両リソースのユースケースやメリット・デメリット、主要な機能を把握することで、より効率的に活用できます。本記事ではそれらを詳しく紹介しました。Dockerとcontainerdの違いを理解し、プロジェクトのニーズに合わせて使い分けてください。