Dockerでデータサイエンス向けJupyter Notebookを簡単セットアップ

Docker

データ分析や機械学習で大活躍のJupyter Notebookを、Dockerを使って手軽に始める方法を紹介します。
この記事では、データサイエンス用に最適化されたイメージを利用し、データの永続化も考慮したセットアップ手順を解説します。

必要なもの

  1. Docker Desktop：インストールされている必要があります。
  2. Docker Compose：Docker Desktopに同梱されています。

手順

ステップ1: Composeファイルを作成する

以下の内容をコピーして、新しいファイルを作成し、docker-compose.ymlという名前で保存してください。

version: "3.9"
services:
  jupyter:
    image: quay.io/jupyter/datascience-notebook:latest
    ports:
      - "10000:8888"
    volumes:
      - ./jupyter_data:/home/jovyan/work  # データ永続化用のボリューム
    stdin_open: true
    tty: true
    restart: unless-stopped

ファイルの説明

  • image: データサイエンス向けのJupyter Notebookイメージを指定しています。
  • ports: ホストのポート10000をコンテナの8888に割り当てます。ブラウザからhttp://localhost:10000でアクセスできます。
  • volumes: ./jupyter_dataディレクトリをコンテナ内の作業フォルダにマウントします。
    これにより、Notebookファイルが永続的に保存されます。
  • restart: unless-stopped: コンテナを常に再起動します（停止するまで）。

ステップ2: ディレクトリを作成する

ローカルに必要なフォルダを作成します。

mkdir my_jupyter_project
cd my_jupyter_project
mkdir jupyter_data
  • my_jupyter_project: プロジェクト全体を管理するフォルダです。
  • jupyter_data: Jupyter Notebookのデータを保存するフォルダです。

ステップ3: Jupyter Notebookを起動する

ターミナルでdocker-compose.ymlが保存されているフォルダに移動し、以下のコマンドを実行します。

docker-compose up -d

コマンドの説明

  • up -d: サービスをバックグラウンドで起動します。
  • 初回起動時は、Dockerがイメージをダウンロードするので時間がかかる場合があります。

ステップ4: ブラウザでアクセスする

ブラウザで以下のURLにアクセスします。

http://localhost:10000

起動時に以下の画面が表示されます。

以下の手順でトークンを取得して入力してください。

docker exec -it <コンテナ名> sh # Jupyter Notebookコンテナに入る

jupyter server list # 認証画面に指示されたコマンドを入力

# 以下が表示されるので、token=に続く部分がトークンです。
http://localhost:8888/?token=c8de56fa... :: /Users/you/notebooks

Jupyter Notebookの停止方法

Jupyter Notebookを停止したい場合は、以下のコマンドを実行します。

docker-compose down

よくある質問

Q. Jupyter Notebookのデータはどこに保存されますか？

A. ローカルのjupyter_dataフォルダに保存されます。
このフォルダは永続化されているため、コンテナを削除してもデータが失われません。

Q. 使用するポート番号を変更できますか？

A. Composeファイルのportsセクションでホストのポート番号（例：10000）を好きな番号に変更してください。

Q. トークンの入力を回避するには？

A. docker-compose.ymlを以下に変更します

version: "3.9"
services:
  jupyter:
    image: quay.io/jupyter/datascience-notebook:latest
    ports:
      - "10000:8888"
    volumes:
      - ./jupyter_data:/home/jovyan/work
    stdin_open: true
    tty: true
    restart: unless-stopped
    command: start-notebook.sh --NotebookApp.token=''

Dockerコンテナで書き込み時にパーミッションエラー

Dockerコンテナのworkディレクトリの所有者がrootでrootのみ読み書き可能な権限であるためパーミッションエラーが発生します。

docker exec --user root -it jupyter-jupyter-1 sh # Dockerコンテナにrootでログイン

# id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)
# ls -ld work
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Dec  1 21:47 work

Dockerコンテナで、workのパーミッションを変更します。

# chmod 777 work # パーミッションを変更

まとめ

これでDockerを使ったJupyter Notebookのセットアップが完了です！データサイエンス向けのツールがすぐに使える環境が整います。
プロジェクトごとにデータを整理し、効率的に分析を進めていきましょう。

この記事を参考に、ぜひJupyter Notebookを活用してみてください！

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