Kubernetes と Docker: どちらがより優れたオーケストレーション ツールですか?

コンテナの世界に慣れていない方は、Kubernetes と Docker という 2 つの用語はおそらく聞いたことはあっても、その違いについてはまだ認識していないかもしれません。

Kubernetes と Docker を使用する必要がありますか? これは 2 つのテクノロジ間で共通の議論です。 しかし、これはリンゴとアップルパイのどちらかを選択しなければならないと言っているようなものです。

Docker と Kubernetes は、「両方」として表すと理解しやすくなります。 Kubernetes と Docker は、基本的には異なりますが、コンテナ化されたプログラムの開発、デプロイ、スケーリングのための補完的なコンテナ オーケストレーション プラットフォームであるため、どちらかを選択する必要はありません。

2013 年に Docker が導入されたとき、コンテナとマイクロサービス ベースのコンピューティング モデルの現代の時代が到来しました。 コンテナーは、チームのアプリケーション開発、依存関係、構成を可能にすることで、疎結合でスケーラブルなマイクロサービスの開発を促進します。

複数のサーバーに分散されたコンテナに対応するためにアプリケーションが複雑になるにつれて、メトリクスの調整や複数のコンテナのスケジュール設定、コンテナ間の通信の促進、コンテナ インスタンスのスケーリングなど、新たな課題が浮上しました。 これらの問題を解決するために Kubernetes が導入されました。 Kubernetes は、Docker を含むさまざまなコンテナ ランタイムで動作します。

ドッカーとは何ですか?

Docker は、コンテナーの作成、デプロイ、管理を支援するオープンソースのコンテナー化テクノロジーです。 Docker を使用すると、開発者は、緩やかに分離された環境であるコンテナ内の依存関係とともにアプリをバンドルして実行できます。 パッケージ アプリケーションの配信をインフラストラクチャから分離することで簡素化します。 コードを迅速にリリース、テスト、デプロイするための Docker の技術により、実稼働環境でコードを開発してから運用するまでの時間が短縮されます。

オープンソースの Docker テクノロジーを開発している企業の 1 つが Docker, Inc. です。同社は Microsoft などのクラウド プロバイダーと協力して Linux および Windows 上で動作します。

Dockerコンテナはどのように機能するのでしょうか?

Docker コンテナは、開発者が必要な依存関係をすべてバンドルしてプログラムを実行できるようにする軽量でポータブルなエコシステムです。 各コンテナーは単一のプロセスを実行するため、複数のアプリケーションを単一のホスト コンピューター上で分離して管理できます。

Docker には、ランタイム環境である Docker Engine が必要です。 これにより、Docker Hub や Azure Container Registry などのコンテナー レジストリを介してコンテナー イメージを保存または共有する前に、任意の開発コンピューター上でパイプラインを構築し、コンテナーを実行できます。

Docker を使用する利点

Docker を使用することには多くの利点があります。 それらについては以下で説明します。

一貫性のある隔離された環境

Docker コンテナは、開発者が分離された予測可能な環境を作成するのを支援し、一貫した効率的なスケーラビリティをもたらします。 その結果、トラブルシューティングに費やす時間が減り、消費者向けの新しい機能の導入により多くの時間が費やされるため、生産性が向上します。

Docker はすべての設定と依存関係を内部で管理し、デプロイメントから運用までの一貫性を保証します。 需要が高い場合はスケールアップするとリソースを追加でき、需要が低い場合はスケールダウンするとコストとリソースを節約できます。

費用対効果の高い

Docker を使用すると、イメージのデプロイ時間を数秒に短縮でき、生産性が大幅に向上する可能性があります。 イメージはすべての Docker コンテナの基盤として機能します。 サーバーとリソースの割り当て、インフラストラクチャのセットアップを含むプロビジョニングには、従来、長い時間がかかりました。

各プロセスをコンテナーに配置することで、各プロセスを新しいプログラムと共有できるようになりました。 その結果、導入手順が迅速化されます。

携帯性

Docker を利用するもう 1 つの利点は、移植性です。 実績のあるコンテナ化プログラムを Docker が動作しているシステムにデプロイすると、アプリケーションが正常に機能することを確信できます。

スケーラビリティ

Docker を使用すると、アプリケーションの要求に合わせたコンテナを構築できます。 Docker は軽量でポータブルな性質を備えているため、組織の要求やニーズに基づいてアプリをスケールアップまたはスケールダウンできます。 これでワークロードを簡単に管理できます。 複数のコンテナを使用する場合に利用できる他のコンテナ管理ソリューションもあります。

Kubernetesとは何ですか?

一般に K8s として知られる Kubernetes は、コンテナ 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 コンテナ テクノロジです。 ユーザーは、基盤となるインフラストラクチャに関係なく、Kubernetes を使用して、高度なコンテナ化されたアプリとサービスを簡単に管理できます。

Kubernetes はどのように機能しますか?

Kubernetes はクライアント/サーバー設計を採用しており、システム全体の状態を制御するコントロール プレーンと、コンテナーを実行する単一ノードの集合を備えています。

コントロール プレーン、ノード、ポッドは、Kubernetes アーキテクチャの 3 つの基本コンポーネントです。 アプリケーション プログラミング インターフェイス (API) サーバー、etcd、スケジューラー、およびコントローラー マネージャーはすべてコントロール プレーン要素です。 これらのコンポーネントは連携して、Kubernetes ベースのアプリケーションの存続期間を管理します。

Kubernetes はコンテナをポッドと呼ばれる論理ユニットにグループ化し、1 つ以上のコンテナを同時に実行します。 ポッドは、関連するコンテナーをグループ化し、ネットワークやストレージなどのリソースを共有するのに役立ちます。 Kubernetes には、システムの意図した状態を表現するための宣言型アプローチもあり、ユーザーはアプリケーションの構成と展開のニーズを簡単かつスケーラブルな方法で定義できます。

Kubernetes の利点

Kubernetes を採用することのさまざまな利点を見てみましょう。

スケーラビリティ

ユーザーは、リソースの使用状況とユーザーの需要に基づいて、Kubernetes サービス アプリケーションを水平方向および垂直方向に拡張できます。 スケーラビリティと弾力性は、本質的に、Kubernetes クラスターの重要な側面です。

可用性

Kubernetes は可用性が高いため、アプリケーションの単一障害点のリスクが軽減されます。 Kubernetes を使用して複数のコントロール プレーン ノードを構築できます。つまり、マスターの 1 つに障害が発生しても、他のマスターがクラスターの機能を維持します。

複数のクラウド機能

Kubernetes はいくつかのクラウド機能を提供します。 その機動性により、単一のクラウド上のワークロードや、多くのクラウドにまたがるアプリケーションを処理できます。 また、環境をあるクラウドから別のクラウドに拡張することもできます。

柔軟性

Kubernetes は適応性があるため、ほぼすべてのコンテナー ランタイムで動作できます。 コンテナ ランタイム ソフトウェアを使用すると、ホスト オペレーティング システム上でコンテナを実行できます。 さらに、パブリック クラウド、プライベート クラウド、オンプレミス サーバーなど、あらゆる基盤インフラストラクチャと互換性があります。

Kubernetes と Docker の比較

Kubernetes と Docker の利点と課題について説明したので、次にそれらが互いにどのように異なるかを見てみましょう。

特徴	Kubernetes	ドッカー
コンテナ化	コンテナの実行と管理が可能	コンテナの作成と管理が可能
オーケストレーション	コンテナーのデプロイメントの管理とホストクラスター全体の自動スケーリングが可能になります。	ネイティブのオーケストレーション機能はありません。 Docker Swarm などのサードパーティ テクノロジーを利用します。
自己修復	障害が発生したコンテナを新しいコンテナに自動的に置き換えます	生まれ持った自己治癒能力が欠けています。 Docker Compose や Docker Swarm などのサードパーティ テクノロジーを使用します。
負荷分散	負荷分散を提供します	負荷分散機能は含まれていません。 Docker Swarm などのサードパーティ テクノロジーを使用します。
ストレージオーケストレーション	ホスト クラスター全体にわたるストレージ オーケストレーションの基盤を提供します。	ネイティブではストレージをオーケストレーションする機能がありません。 Flocker などのサードパーティのリソースを利用します。

結論として、Kubernetes と Docker はコンテナ化エコシステムの重要なコンポーネントです。 Kubernetes はホストのクラスター全体でのコンテナーのデプロイメント、スケーラビリティー、および操作を管理および自動化するために使用されますが、Docker はコンテナーの構築および操作に使用されます。 Kubernetes は自律的なコンテナーのデプロイメント、スケーラビリティ、自己修復などのより高度な機能を提供しますが、Docker はコンテナーを実行および管理するための簡単で効果的な方法を提供します。

Docker での Kubernetes の使用

Kubernetes は、Docker とともに使用すると、Docker コンテナーのオーケストレーターとして機能します。 その結果、Docker コンテナのデプロイ、スケーリング、操作が Kubernetes によって管理および自動化される可能性があります。

Docker コンテナは、Kubernetes によって作成および管理できます。Kubernetes は、適切なクラスタ ノードでの実行をスケジュールし、需要に基づいてコンテナの数を自動的に調整することもできます。 Docker コンテナのネットワークとストレージを制御する Kubernetes の機能により、複雑なコンテナ化されたアプリケーションをより簡単に作成およびデプロイできます。

両方のツールを組み合わせることで利益を得ることができます。 Kubernetes はコンテナ化されたアプリケーションの管理とスケーリングのための堅牢なインフラストラクチャを提供しますが、Docker はコンテナ化されたアプリケーションの開発とバンドルを簡素化します。 スケーラブルなコンテナ化アプリケーション管理のための総合的なソリューションを提供できます。

さらに、Virtual Private Cloud (VPC) ソリューションは、コンテナ化されたアプリケーション管理の拡張にも役立ちます。 これらにより、ワークロードがパブリック クラウド上で動作できる分離された環境が作成されます。 たとえば、相互に対話する必要があるさまざまなマイクロサービスを異なるクラスターで実行する場合など、多数のクラスターに同じ VPC を利用できます。

Kubernetes と Docker を使用する利点

DevOps メソッド、コンテナー、Kubernetes が連携して、スケーラブルなオーケストレーションとクラウドネイティブ アプリケーションの迅速な配信をサポートするマイクロサービス アーキテクチャ基盤を作成します。

Kubernetes と Docker を使用する現在のアプリケーション

Kubernetes と Docker の間には、高可用性、移植性、プログラムをコンポーネント部分に分解する機能など、いくつかの類似点があります。 Docker と Kubernetes を効果的に組み合わせた企業のユースケースには、次のようなものがあります。

• 2000 を超えるサービスを備えた Airbnb のマイクロサービス アーキテクチャは、Kubernetes と Docker によって管理されています。
• アプリケーションのデプロイと管理には、Buffer が Kubernetes を利用します。
• コンテナ化されたサービスを成長させ、管理するために、Box は Kubernetes を利用しています。

コンテナ オーケストレーション ソリューション

コンテナ オーケストレーション ツールを使用すると、開発者はアプリケーションを展開するために複数のコンテナを起動できます。 IT 管理者はこれらのプラットフォームを使用して、インスタンスの管理、ホストの調達、コンテナの接続を自動化できます。

以下に、デプロイを容易にし、失敗したコンテナ実装を特定し、アプリケーション構成を管理するための最良のコンテナ オーケストレーション ツールの一部を示します。

違うけど一緒になればもっと良くなる

DevOps 技術と Docker および Kubernetes を組み合わせることで、クラウド ネイティブ アプリケーションの迅速な配信とスケーラブルなオーケストレーションを促進するマイクロサービス アーキテクチャの基盤が提供されます。

Kubernetes と Docker はうまく連携します。 Docker は、ソフトウェアをコンテナ化して配信するためのオープン スタンダードです。 Docker を使用すると、コンテナーを構築および実行し、実行中のコンテナー イメージを保存および配布できます。 Docker ビルドは Kubernetes クラスター上で実行できますが、Kubernetes だけでは必ずしも包括的なソリューションになるとは限りません。

どちらのツールにも長所と短所があるため、どちらかを選択するか、またはそれらを組み合わせるかは、最終的には当面のジョブの要件に応じて決まります。

コンテナの世界をさらに深く掘り下げ、クラウド コンピューティングにおけるコンテナ化の関連性の高まりについて学びましょう。