Kubernetes

Kubernetes くーばねてぃす

コンテナオーケストレーションPodクラスターDockerマイクロサービスデプロイメント

Kubernetesについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

大量のコンテナ（アプリの入れ物）を自動で管理してくれる「統括マネージャー」だよ！「このサーバーが壊れたら別のサーバーで動かして」「アクセスが増えたら台数を増やして」みたいな面倒な調整を全部自動でやってくれるんだ！

Kubernetesとは

Kubernetes（クーバネティス）は、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイ・スケーリング・管理を自動化するオープンソースのプラットフォームです。「K8s」と略されることも多く、「K」と「s」の間に8文字あることからきています。Googleが社内で使っていた「Borg」というシステムをベースに開発し、2014年にオープンソースとして公開しました。

コンテナとは、アプリケーションとその動作に必要な環境をまとめて梱包した軽量な実行単位です（Dockerが有名）。しかし本番環境では数十〜数百のコンテナを同時に動かすことが当たり前になり、「どのサーバーで動かすか」「障害が起きたら自動で復旧させる」「トラフィックに応じて台数を増減する」といった管理が人手では追いつかなくなってきました。そこで登場したのがKubernetesです。

現在はクラウドネイティブな開発の事実上の標準として定着しており、AWS・Google Cloud・Azureの主要クラウドすべてがマネージドサービス（EKS・GKE・AKS）として提供しています。

Kubernetesの構造と主要コンポーネント

Kubernetesはクラスターと呼ばれる単位で管理されます。クラスターは「コントロールプレーン（司令塔）」と「ワーカーノード（作業員）」で構成されます。

コンポーネント	役割	たとえるなら
コントロールプレーン	クラスター全体の管理・調整	工場の管理部門
API Server	外部からの命令を受け付ける窓口	受付カウンター
etcd	クラスターの状態を保存するデータベース	台帳
Scheduler	Podをどのノードで動かすか決める	シフト管理者
Controller Manager	「あるべき姿」を維持し続ける	品質管理担当
ワーカーノード	実際にコンテナが動くサーバー	作業員
kubelet	ノード上でPodの管理をするエージェント	現場リーダー
kube-proxy	ネットワーク通信をルーティング	社内交換手

主要なKubernetesオブジェクト

Kubernetesでは「オブジェクト」という設定単位でアプリを管理します。

オブジェクト名	意味	使いどころ
Pod	コンテナの最小単位（1〜複数のコンテナをまとめたもの）	基本の実行単位
Deployment	Podの数や更新方法を管理する	ステートレスなWebアプリ
Service	Podへの安定したネットワーク窓口を提供	ロードバランサー的な役割
ConfigMap	設定値をコンテナに渡す仕組み	環境変数の管理
Secret	パスワードなど機密情報を扱う	DBパスワードなど
Namespace	クラスターを論理的に分割する	開発・本番環境の分離
Ingress	外部からのHTTPトラフィックを制御	URLベースのルーティング

「K8s」の覚え方

Kubernetes → K と s の間に「ubernete」の8文字 → K8s！数字が文字数を表すこのような省略を「numeronym（ニューメロニム）」と呼びます。同じく「i18n」（internationalization）「l10n」（localization）も同じルールです。

歴史と背景

2003年 — Googleが社内システム「Borg」を開発。数十億のコンテナを管理するシステムの原型が誕生
2013年 — Docker登場でコンテナ技術が一般普及。しかし大量管理の課題が浮上
2014年6月 — GoogleがKubernetesをオープンソースとして公開。Borgの知見をベースに設計
2015年7月 — バージョン1.0リリース。同時にCNCF（Cloud Native Computing Foundation）に寄贈
2016年〜 — AWS・Azure・Google Cloudが相次いでマネージドKubernetesサービスを発表
2017年〜 — Docker SwarmやMesosとの競合に勝利し、コンテナオーケストレーションの標準に
2020年〜 — Dockershimの廃止（v1.20）→ コンテナランタイムインターフェース（CRI）へ移行が進む
現在 — CNCFのエコシステムは数百のプロジェクトが周辺ツールとして連携する巨大なプラットフォームに成長

Kubernetes・Docker・関連技術の関係

よく混同される技術の整理をしましょう。

Kubernetesとよく比較される技術

技術	種別	特徴	向いているケース
Kubernetes	コンテナオーケストレーション	高機能・高い拡張性	大規模・本番環境
Docker Compose	複数コンテナ管理ツール	シンプル・設定が少ない	ローカル開発・小規模
Docker Swarm	Dockerネイティブのオーケストレーション	学習コスト低い	小〜中規模
Amazon ECS	AWSのコンテナ管理サービス	AWSに最適化済み	AWS中心の構成
Nomad	HashiCorpのオーケストレーター	コンテナ以外も管理可	多様なワークロード

マネージドKubernetes比較（主要クラウド）

サービス名	クラウド	略称	特徴
Elastic Kubernetes Service	AWS	EKS	AWSサービスとの連携が強力
Google Kubernetes Engine	Google Cloud	GKE	Kubernetes発祥の地・機能が最先端
Azure Kubernetes Service	Microsoft Azure	AKS	Windows対応・Entra ID連携

規格・団体	内容
OCI（Open Container Initiative）	コンテナイメージ・ランタイムの標準仕様。Kubernetesが準拠
CRI（Container Runtime Interface）	KubernetesとコンテナランタイムをつなぐAPI仕様
CNI（Container Network Interface）	コンテナのネットワーク設定プラグイン仕様
CSI（Container Storage Interface）	コンテナのストレージプラグイン仕様