Kubernetesとは何か？どのように機能するのか？ - 2022年版完全ガイド

Kubernetesとは？

Kubernetesは、コンテナオーケストレーションツールとして広く利用されているオープンソースプロジェクトです。複数のコンテナで構成されるアプリケーションの大規模な導入と管理を可能にします。Kubernetesは、主要なコンテナ化プラットフォームであるDockerでよく使用されますが、コンテナイメージフォーマットとランタイムに関するOpen Container Initiative（OCI）標準に準拠するあらゆるコンテナシステムと互換性があります。オープンソースであり、使用制限が最小限であるため、オンプレミス、パブリッククラウド、またはその両方の組み合わせなど、あらゆる場所でコンテナを実行したい人が自由に利用できます。

Kubernetesのメリットとは？

自動化された運用：

Kubernetesには、アプリケーション管理に必要な作業の大部分を処理する組み込みコマンドが用意されており、日常的な運用を自動化し、アプリケーションが意図したとおりに実行されることを保証します。

インフラストラクチャの抽象化：

Kubernetesはワークロードのコンピューティング、ネットワーク、ストレージを管理するため、開発者は基盤となる環境を気にすることなくアプリケーションに集中できます。

サービスヘルスモニタリング：

Kubernetes はサービスのヘルスを常時監視し、障害が発生したり停止したりしたコンテナを再起動し、サービスが実行中であることが確認できた場合にのみユーザーにサービスを提供します。

Google と Kubernetes

Kubernetes は Google のプロジェクトとして始まり、以前は社内で使用されていたコンテナ管理ツールである Google Borg の後継です。Google は、Kubernetes によって実現される分散マイクロサービスアーキテクチャによってクラウド上でのアプリケーションの実行が容易になることから、2014 年に Kubernetes をオープンソース化しました。Google は、コンテナ、マイクロサービス、そして Kubernetes の採用が、顧客が自社のクラウドサービスを利用する潜在的な動機になると考えています。また、Kubernetes は Azure や AWS でも動作します。Kubernetes は現在、Linux Foundation 傘下の Cloud Native Computing Foundation によってメンテナンスされています。

Kubernetes と Docker

Kubernetes と Docker は、コンテナ化されたアプリケーションを実行するための異なる技術でありながら互いに補完し合うものであるにもかかわらず、しばしば互いに排他的な選択肢であると誤解されています。

Docker を使用すると、アプリケーションの実行に必要なすべてのものを、保存して開くことができるコンテナにパッケージ化できます。アプリケーションのパッケージ化を始めたら、それらを管理する手段が必要になります。そこでKubernetesの出番です。

Kubernetesはギリシャ語で「船長」を意味し、船長のような役割を果たし、コンテナを安全に輸送し、必要な場所に届ける責任を負います。

• Kubernetesは単独でも、Dockerと併用しても使用できます。
• Dockerは代替手段としてではなく、通常はKubernetesと組み合わせて、大規模なアプリケーションをコンテナ化して実行するために使用されます。そのため、「Kubernetes vs Docker」という単純な比較は一般的ではありません。
• DockerとKubernetesの違いは、アプリケーションのコンテナ化と実行におけるそれぞれの役割にあります。
• Dockerは、アプリケーションをコンテナにパッケージ化して配布するための業界標準です。
• Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、管理、スケーリングにDockerを採用しています。

Kubernetesの用途

Kubernetesは、どこにでもデプロイできる管理しやすいアプリケーションを作成するために使用されます。 Kubernetesは、マネージドサービスとして提供される際に、お客様のニーズに合わせてさまざまなオプションを提供します。一般的なユースケースには以下が含まれます。

開発速度の向上

Kubernetes は、クラウドネイティブなマイクロサービスベースのアプリの構築を支援し、既存アプリのコンテナ化をサポートします。これにより、アプリケーションのモダナイズと開発の迅速化の基盤となります。

あらゆる場所へのアプリケーションのデプロイ

Kubernetes はあらゆる場所で使用できるように設計されており、オンプレミス、パブリッククラウド、ハイブリッド環境を問わずアプリケーションを実行できるため、必要な場所でアプリケーションを実行できます。

効率的なサービスの実行

Kubernetes は、サービスの実行に必要なクラスターのサイズを自動的に調整できるため、需要に応じてアプリケーションを自動的にスケーリングし、効率的に実行できます。

Kubernetes のアーキテクチャとその仕組み

コンテナは、アプリケーションを、簡単にデプロイでき、どこにでも移植可能な形式でカプセル化します。Kubernetes アーキテクチャは、コンテナ化されたアプリケーションを実行するために構築されています。Kubernetes クラスターは、少なくとも 1 つのコントロールプレーンと少なくとも 1 つのワーカーノード（通常は物理サーバーまたは仮想サーバー）で構成されます。

コントロールプレーンの主な役割は、APIサーバーを介してKubernetes APIを公開し、クラスターを構成するノードを管理することです。コントロールプレーンはクラスター管理に関する決定を下し、クラスターイベントを検出して応答します。Kubernetesで実行されるアプリケーションの最小実行単位はKubernetes Podであり、1つ以上のコンテナで構成されます。Kubernetes Podはワーカーノード上で実行されます。