クラウドネイティブ開発

コンテナ化とは?

公開日: 2024年11月4日

最終更新日: 2025年2月5日

コンテナ化とは何か、どのように機能するのか? コンテナ化されたアプリケーションの利点、Docker と Kubernetes の使用、実装における課題を探索します。

コンテナ化とは?

最も単純な言葉で言うと、コンテナ化とは、アプリケーションとその必要なすべてのライブラリ、依存関係、構成ファイルを、コンテナと呼ばれる単一のエンティティにバンドルすることです。このコンテナは、開発者のラップトップやクラウドサーバーなど、あらゆる環境で同様に実行されるように設計されており、互換性の問題を最小限に抑えます。

仮想マシンは別個のゲストオペレーティングシステムカーネルを使用するのに対し、コンテナはホストのカーネル上で動作するため、より軽量で効率的なアプローチが可能になります。全体的なスループットを向上させるには、スタートアップシェルの高速な起動時間、リソースの利用、ホストあたりのコンテナ密度など、いくつかの側面を改善する必要があります。

コンテナと仮想マシンの包括的な比較
機能 コンテナ 仮想マシン
アーキテクチャとリソース
オペレーティングシステム ホストOSカーネルを共有する 個別のゲストOSが必要
リソースオーバーヘッド 軽量、最小限のオーバーヘッド 高いリソース消費
サイズ 通常はメガバイト 通常はギガバイト
パフォーマンスと運用
起動時間 数秒以下 通常は数分
密度 ホストあたりのコンテナ密度が高い ホストあたりのVM密度が低い
リソース使用率 非常に効率的 より多くのリソースを消費する
デプロイと管理
移植性 環境間の移植性が高い 追加の設定が必要な場合があります
分離レベル プロセスレベルの分離 完全なハードウェアレベルの分離
開発ワークフロー 環境間で一貫性がある 環境によって異なる場合があります

Dockerはコンテナ化をどのように効率化しますか?

Dockerは、コンテナの構築、出荷、実行のプロセスを効果的に確保するために一般的に使用されるオープンソースプラットフォームです。このツールの特徴は、コンテナのライフサイクルの各段階で発生する課題に対処することです。

Dockerの人気の理由は、次のようないくつかの重要な機能に起因します。

  • イメージの作成: Dockerは、コンテナを実行するためのフレームワークを設定するコンテナイメージの設計図を構築することを可能にします。これらのイメージは、1つまたは複数のバージョンで共有および作成できます。 
  • コンテナランタイム: Dockerは、コンテナを実行し、プラットフォームに関係なく、それらの通信の一貫性を確保する実装レイヤーを提供します。
  • レジストリ: Docker Hubは、コラボレーションと再利用を保証するためにコンテナイメージを格納および共有するための集中リポジトリです。

クラウドネイティブ開発のコンテキストにおけるコンテナ化の具体的な利点は何ですか?

コンテナ化は、クラウドが提供するすべての機能を活用するアプリケーションを作成してデプロイすることを含む、クラウドネイティブアプリケーションアプローチに完全に沿っています。これらの潜在的な利点は、以下を含むいくつかの具体的な例に関連付けられる可能性があります。

  • スケーラビリティ: コンテナは、ワークロードを使用してコスト管理を考慮することで、コンテナの数を増減させて管理できます。
  •  移植性: コンテナ化されたアプリケーションは移植性があり、単一のクラウドサービスプロバイダー環境でのみ実行したり、オンプレミスで組み合わせたりすることに制約されません。
  • リソース管理: コンテナはエンドポイントのOSカーネル上で直接実行され、VMよりも多くのアプリケーションをホストできます。これにより、リソースの利用率が低下する可能性があります。

Kubernetesとは?

コンテナ化されたアプリケーションは、成長するにつれて複雑になり、手動プロセスで管理することが困難になります。Kubernetesは オープンソース コンテナオーケストレーションは、アプリケーションのデプロイメント、スケーリング、および実行時の管理を処理するために登場しました。この機能には、以下のような機能が含まれます。

  • ロード 調整: Kubernetesは、着信ネットワークトラフィックを複数のコンテナに送信し、コンテナ化を活用して効率と可用性を向上させます。
  • 自己修復: Kubernetesは、アプリケーションが常に利用できるように、障害が発生したコンテナを再起動または置き換えます。
  • サービスディスカバリ: Kubernetesは、コンテナが互いに位置を特定し、環境の管理のためのスケーラビリティを考慮しながら相互作用するためのメカニズムを提供します。

クラウドネイティブ開発におけるコンテナ化に関連する一般的な課題と考慮事項にはどのようなものがありますか?

クラウドネイティブ開発におけるコンテナ化には多くの利点がありますが、次のような欠点もあります。 

  • セキュリティ: コンテナは、システムに関連するさまざまな脅威を防ぐために効果的に構成する必要があります。開発者は、イメージスキャンや脆弱性管理など、いくつかのセキュリティのベストプラクティスに従う必要があります。 クラウドセキュリティ 脅威。開発者は、イメージスキャンや脆弱性管理など、いくつかのセキュリティのベストプラクティスに従う必要があります。
  • ネットワーキング:  複雑なネットワークにおけるコンテナ間の相互作用の処理は、指定された方法でのみ体系的に行うことができます。
  • ストレージ:  コンテナ化されたアプリケーションをパフォーマンス、永続性、データ共有についてどのように格納するかを決定することは非常に重要です。

開発者は適切なセキュリティ指向のアプローチを検討し、準拠したコンテナネットワーキングシステムを使用し、アプリケーションに応じて効率的なストレージタイプを選択する必要があります。

結論

コンテナ化はソフトウェア開発に大きな影響を与え、クラウドネイティブ設定でソフトウェアを構築、移行、実行するための堅固な基盤を確立します。 

コンテナに関連する制限や課題を含め、DockerとKubernetesの使用を理解することで、開発者はこれらのテクノロジーを効果的に活用し、クラウドネイティブ環境への移行をナビゲートできます。

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