はじめに
コンテナとコンテナオーケストレーションツールに精通しているだけの場合は、KubernetesとDockerの違いについて考えているかもしれません。これら2つのツールは競合他社ではなく、同じ役割を持っていないため、これら2つのツールを比較することは簡単なプロセスではありません。
この記事では、DockerとKubernetes、それらの違い、およびそれらの関係について学習します。
DockerとKubernetesの説明
DockerとKubernetesの間に明確な並置があるというのはよくある誤解です。真実は、一方のソフトウェアが他方を置き換えることができないため、直接比較することはできないということです。
どちらのプラットフォームも人気のあるコンテナテクノロジーです。 Dockerはコンテナー化ツールであり、Kubernetesはコンテナーオーケストレーションツールです。したがって、Dockerコンテナなどのコンテナを使用せずにKubernetesを使用することはできません。
DockerとKubernetes、それらのアーキテクチャー、およびそれらが使用されているものについて詳しく知るために読んでください。これは、2つの間に明確な比較がない理由を理解するのに役立ちます。
Dockerとは何ですか？
Dockerは、コンテナーと呼ばれる軽量パッケージでアプリケーションを作成、デプロイ、管理するために使用されるオープンソースのコンテナー化プラットフォームです。これは、ソフトウェア開発の多くの面倒なプロセスに革命をもたらし、削除し、今日でも主要なコンテナプラットフォームであり続けています。
コンテナーは、アプリをパッケージ化するための分離された環境を提供します。基盤となるハードウェアのリソースを仮想化するため、軽量で柔軟性があり、費用対効果が高くなります。したがって、1つのサーバーで複数のコンテナーをホストでき、それぞれが異なるアプリを実行します。
コンテナは仮想マシンに似ていますが、ホストのカーネルとオペレーティングシステムを利用するため、仮想化レイヤーが追加されている点が異なります。
Dockerはどのように機能しますか
Dockerがどのように機能するかを理解するには、Dockerの主要コンポーネントとそれらがプラットフォームで果たす役割について理解する必要があります。
- Dockerデーモン（dockerd） ホスト上で実行され、DockerAPIリクエストをリッスンするサービスです。この継続的なプロセスは、Dockerオブジェクトを管理し、他のデーモンと通信します。
- Dockerクライアント Dockerと対話し、どのコマンドを実行するかをdockerdに指示するためのコマンドラインインターフェイス（CLI）を提供するコンポーネントです。
- Dockerオブジェクト アプリケーションを構築するために必要な要素です。 Dockerイメージ、コンテナー、ボリューム、ネットワーク、その他のオブジェクトが含まれます。
- Dockerレジストリ Dockerイメージを保存するコンテンツ配信システムです。プライベートレジストリを設定して使用することも、DockerがデフォルトでイメージをプルするパブリックレジストリであるDockerHubを使用することもできます。
このプロセスは、 Dockerfileと呼ばれる命令のスクリプトから始まります。 。このファイルには、Dockerイメージを作成する方法の概要が記載されており、概要のコマンドが自動的に実行されます。
すべてのDockerコンテナは、Dockerイメージから作成されます 特定の時点でのアプリケーションのテンプレートを表します。アプリケーションの実行に必要なソースコード、依存関係、ライブラリ、ツール、およびその他のファイルは、イメージへのパッケージです。
Dockerコンテナを起動したら 指定されたDockerイメージから、ソフトウェアを開発およびテストするための安定した環境として使用できます。コンテナは、簡単に起動できる、ポータブルでコンパクトな分離されたランタイム環境を表します。新しいコンテナを起動するのと同じくらい早く、古いコンテナを削除することもできます。
Dockerの用途
Dockerは、アプリケーションを軽量でポータブルなユニット（コンテナー）にパッケージ化するための実用的なツールとして使用されます。コンテナは特定のアプリケーションに必要なすべてのライブラリと依存関係で構成されているため、開発者は新しいアプリインスタンスを好きな場所に簡単にパック、転送、実行できます。
さらに、Dockerおよびその他の仮想化ソリューションはDevOpsで非常に重要であり、開発者はコードをより迅速かつ効率的にテストおよびデプロイできます。コンテナを利用すると、ソフトウェアを本番環境に継続的に配信できるため、DevOpsが簡素化されます。
コンテナーは分離された環境です。つまり、開発者はアプリをセットアップし、ホストや基盤となるハードウェアに関係なく、プログラムどおりに実行できるようにすることができます。これは、新しい機能をテストして環境の安定性を確保できるため、さまざまなサーバーで作業する場合に特に便利です。
Dockerの利点と欠点
Dockerを使用する主な長所と短所を見てください。
利点：
- 新しいコンテナインスタンスを起動するのは簡単で高速です。
- 複数の環境にわたる一貫性。
- 分離された環境はデバッグを簡素化します。
- 大規模なコミュニティサポート。
- コンテナは仮想マシンよりも軽量で、使用するリソースも少なくて済みます。
- プラットフォームはCI/CDをサポートしています。
- 反復的なタスクを自動化する機能。
短所：
- コンテナが適切に保護されていない場合、セキュリティの問題が発生する可能性があります。
- 非ネイティブ環境での潜在的なパフォーマンスの問題。
- コンテナはホストカーネルを共有するため、完全に分離された環境ではありません。
- クロスプラットフォームの互換性の制限。
- 豊富なインターフェースを必要とするアプリケーションには適していません。
Kubernetesとは何ですか？
複数の環境にわたって多数のコンテナーを管理することは、手動で行う場合は面倒な作業です。 Kubernetes（k8sとも呼ばれます）は、アプリケーションのスケーリング、デプロイ、管理を自動化します。これは、コンテナ管理を自動化するためのオープンソースのコンテナオーケストレーションシステムです。
Kubernetesなどのフレームワークを使用すると、ダウンタイムを気にせずにコンテナーの分散システムを実行できます。マルチコンテナアプリをデプロイして、コンテナが同期され、リソース効率が高いことを確認できます。
Kubernetesはどのように機能しますか？
基本的なKubernetesコンポーネントと、このオーケストレーションツールでのそれらの役割は次のとおりです。
- Kubernetesクラスター コンテナ化されたアプリケーションを実行するためのノードマシンのセットです。クラスタは、コントロールプレーンと1台以上のコンピューティングマシンで構成されています。
- マニフェストファイル は、特定のKubernetesクラスタの一般的なフレームワークを定義し、クラスタをどのように表示するかをソフトウェアに指示する基本的なファイルです。
- Kubectl APIサーバーとの通信に使用されるコマンドラインインターフェイスです。サーバーに指示を提供し、リソースを直接管理し、必要に応じてコンテナーを追加および削除します。
- マスターノード ワークロードの負荷分散と、クラスター内の通信の確立と維持を担当します。さらに、ワーカーノードにタスクを割り当てて管理します。
- ワーカーノード コンテナ化されたワークロードとストレージボリュームを展開するためのマシンです。 Kubernetesクラスターは、単一のマスターノードと複数のワーカーノードで構成され、それぞれにタスクがあります。
- ポッド は、同じノードに属する複数のコンテナで構成される最も単純なKubernetesオブジェクトです。同じポッド内にデプロイされたコンテナは、ホスト名、IPアドレス、IPCなどのリソースを共有します。
各Kubernetesクラスタには、コントロールプレーンという2つの部分があります。 およびノード （物理マシンまたは仮想マシン）。コントロールプレーンがクラスターを管理して所定の状態にあることを確認している間、ノードはアプリケーションを実行する複数のコンテナーで構成されるポッドを実行します。
開発者は、ノードで実行するコマンドをコントロールプレーンに指示します。次に、コントロールプレーンは、タスクを特定のノードに割り当てます。最後に、ノード内のポッドが自動的に選択され、必要なワークロードとリソースに基づいてタスクを実行します。
Kubernetesアーキテクチャの概要で、クラスタ、ノード、コンテナプロセスの自動化の詳細をご覧ください。
Kubernetesの用途
このプラットフォームは、同期と保守が必要な複数のコンテナーで構成されるアプリケーションを管理するために使用されます。したがって、その中心的な役割は、反復的な手動機能を、オーケストレーションプラットフォームによって管理される自動化されたプロセスに置き換えることです。
さらに、k8sを使用すると、複数のプラットフォームでアプリケーションを作成して実行できます。したがって、開発者はこれを使用してインフラストラクチャのロックインを回避します。オーケストレーションツールは、オンプレミスまたはクラウドで物理コンテナまたは仮想コンテナを管理および実行できるため、リソースの柔軟性がさらに高まります。
展開とスケーリングを自動化し、配信とテストの高速化に貢献し、ソフトウェア開発ライフサイクルを短縮することで継続的インテグレーションと継続的配信をサポートします。このため、マイクロサービスアーキテクチャを使用するDevOpsチームによってよく使用されます。
Kubernetesの利点と欠点
Kubernetesの主な長所と短所を見てみましょう。
利点：
- ローリングアップデート、カナリア展開、水平方向の自動スケーリング、およびその他の展開操作を簡素化します。
- 自動化されたプロセスは、納品のスピードアップと一般的な生産性の向上に役立ちます。
- 複数の環境で実行できるため、インフラストラクチャのロックインが不要になります。
- クラウドネイティブアプリを操作するための基盤を提供します。
- その機能は、高可用性、低ダウンタイム、および全体的により安定したアプリケーションをサポートします。
短所：
- プラットフォームの複雑さは、小規模なアプリケーションには効率的ではありません。
- コンテナ化されていないアプリケーションをKubernetesプラットフォームに移行するのは非常に難しい場合があります。
- その複雑さのために、最初は生産性を低下させる可能性のある急な学習曲線があります。
DockerとKubernetesはどのように連携しますか？
両方のコンテナツールがどのように機能するかを読んだ後、それらを比較できない理由を理解できます。機能を対比する代わりに、それらを補完的なものとして見る必要があります。 DockerとKubernetesは連携して、アプリケーションを開発および実行するための効率的な方法を提供します。
最終的には、Dockerを使用してアプリケーションをコンテナー内にパックして出荷し、Kubernetesを使用してそれらをデプロイおよびスケーリングします。両方のテクノロジーを利用することで、よりスケーラブルで環境に依存せず、堅牢なアプリケーションを実行できます。
重要な注意事項 ：Dockerランタイムのサポートは、2021年後半にリリースされるKubernetesの将来のバージョンで削除されます。ただし、すべてのDockerイメージは、サポートされている他のコンテナランタイムで引き続き機能します。