スマホアプリや動画配信、オンラインゲームなど、私たちが毎日使っているサービスの裏側では、たくさんのサーバーが休みなく動いています。利用者が一気に増えても止まらず、アップデートもいつの間にか終わっているという、そんな「当たり前」を支えている技術のひとつが「Kubernetes（クバネティス）」です。

 

KubernetesはDockerとセットで語られることが多く、「何が違うの？」「どちらを覚えればいいの？」と迷う初心者も少なくありません。実はこの2つはライバルではなく、役割の異なる相棒のような関係です。

 

本記事では、Kubernetesの基本からDockerとの違い、導入する7つのメリット、知っておきたい注意点、これから学ぶためのステップまでを、身近なたとえを使ってやさしく解説します。

 

Kubernetesとは何か 

 

Kubernetesは、「コンテナ」と呼ばれる単位で動くアプリケーションを、たくさんのサーバーの上でまとめて管理し、自動で運用するためのオープンソースソフトウェアです。もともとはGoogleが社内で長年使ってきた仕組みの経験をもとに開発され、2014年に公開されました。

 

現在はCNCF（Cloud Native Computing Foundation）という団体のもとで、世界中の企業やエンジニアによって開発が続けられています。名前はギリシャ語で「船の操舵手」を意味します。「K」と「s」の間に8文字あることから、「K8s（ケーエイツ）」と略して呼ばれることもあります。

 

Kubernetesの役割をひと言でいえば「オーケストラの指揮者」です。演奏者（コンテナ）が何十人いても、指揮者がいれば全体がそろって一つの曲を奏でられます。

 

同じようにKubernetesは、「どのサーバーでどのアプリを何個動かすか」「止まったら誰が代わりに入るか」を判断し、システム全体が狂いなく動き続けるよう指示を出します。こうしてコンテナの集まりを統率する仕組みは「コンテナオーケストレーション」と呼ばれ、Kubernetesはその事実上の標準となっています。

 

コンテナとDockerとは

 

Kubernetesを理解するには、まず、コンテナとDockerを知っておく必要があります。ここで基本を押さえておきましょう。

 

コンテナはアプリの引っ越し用の箱

「自分のパソコンでは動いたのに、サーバーに載せたら動かない」というような話は、開発の現場では昔からよくあるトラブルです。原因の多くは、OSの設定やライブラリのバージョンといった、動作環境のちょっとした違いにあります。

 

コンテナは、アプリ本体と、動かすのに必要なライブラリや設定をひとまとめに詰め込んだ箱のようなものです。引っ越しで荷物を段ボールに詰めれば新居でもそのまま取り出して使えるのと同じで、コンテナに入れたアプリはどのコンピューターでも同じように動きます。

 

また、OSの中核部分（カーネル）を共有するため、パソコンを丸ごと再現する仮想マシンよりも軽く、数秒で起動できるのも特徴です。

 

Dockerはコンテナを作って動かす道具

Dockerは、このコンテナを手軽に作成・実行するためのツールです。2013年に登場し、コンテナ技術が一気に広まるきっかけになりました。

 

「Dockerfile」という設計書にアプリの材料や手順を書いておけば、誰でも同じコンテナを何度でも再現できます。コンテナの元になるイメージは、Docker Hubなどで共有できるため、チーム開発でも環境のズレが起きにくくなります。

 

KubernetesとDockerの違い

 

「KubernetesとDockerはどちらを使うべき？」という疑問をよく見かけますが、両者は担当する仕事がまったく異なります。3つの視点で整理してみましょう。

 

役割の違い：つくる係とまとめる係

お弁当チェーンに例えると、Dockerは料理を同じ味・同じ盛り付けで仕上げ、お弁当箱に詰める調理担当です。

 

一方のKubernetesは、注文数に合わせてどの店舗で何個つくるかを決め、足りなければ追加し、問題が起きれば別の店舗に振り替える本部の役割を担います。

 

Dockerはコンテナを作って動かすことが得意で、Kubernetesはそのコンテナを大量に、安定して運用することが得意なのです。

 

規模の違い：1台とたくさんのサーバー

Dockerは基本的に1台のコンピューターの上でコンテナを動かします。個人の開発や小さなサービスなら、これで十分です。

 

利用者が数万人、数百万人と増えると、何十台ものサーバーに何百ものコンテナを配置しなければなりません。これを人の手で管理するのは現実的ではないでしょう。

 

Kubernetesは複数のサーバーを「クラスター」という一つのまとまりとして扱い、その上でコンテナを自動的に配置・管理します。

 

対立ではなく、組み合わせて使う関係

よくある使い方は、開発者がDockerでコンテナイメージを作り、本番環境ではKubernetesがそれを大量に動かすという分担です。

 

なお、Kubernetesは2022年のバージョン1.24でDocker Engineを直接呼び出す仕組み（dockershim）を廃止し、現在はcontainerdなどの実行環境を使うのが一般的です。

 

ただし、Dockerで作ったイメージは業界標準の形式に沿っているため、そのままKubernetesで動かせます。「Dockerで作り、Kubernetesで動かす」という関係は今も変わりません。

 

Kubernetesを導入する7つのメリット

 

では、Kubernetesを導入すると具体的に何がうれしいのでしょうか。サービスを使う人・つくる人の両方の目線から、代表的な7つのメリットを紹介します。 

 

壊れても自動で立ち直る「自己修復」

コンテナが何らかの理由で停止すると、Kubernetesはそれを検知して自動で再起動したり、新しいコンテナに置き換えたりします。サーバーそのものが故障した場合も、別のサーバーでコンテナを動かし直してくれます。

 

夜中にトラブルが起きても、担当者が対応する前にサービスが復旧していることも珍しくありません。

 

アクセス集中にあわせて自動で増減「オートスケーリング」

人気ゲームのイベント開始直後やネットショップのセールの瞬間には、アクセスが一気に押し寄せます。Kubernetesは負荷の状況を見ながら、コンテナの数を自動で増やしたり減らしたりできます。

 

混雑時にはレジを増やし、空いてきたら減らすスーパーのような対応が、自動で行われるイメージです。

 

サービスを止めずに更新できる「ローリングアップデート」

新しいバージョンを公開するとき、Kubernetesは古いコンテナを少しずつ新しいものに入れ替えます。全部を一度に止めないため、利用者はサービスが止まったことに気づかないまま新機能を使い始められます。

 

「メンテナンスのため深夜に停止します」というお知らせを減らせるのは大きな利点です。

 

失敗してもすぐ戻せる「ロールバック」

更新した新バージョンに不具合が見つかった場合も、コマンド一つで直前の状態に戻せます。すぐに元に戻せる安心感があるからこそ、新しい機能を素早くリリースする挑戦がしやすくなるのです。

 

あるべき姿を書くだけで保ってくれる「宣言的な管理」

Kubernetesでは、「このアプリを常に3つ動かしておく」といった理想の状態を、YAMLという形式の設定ファイルに書いておきます。Kubernetesは、現実の状態が設計図とズレていないかを常にチェックし、違っていれば自動で合わせてくれます。

 

手順を一つひとつ指示するのではなく、ゴールだけを伝えればよいのです。設定ファイルはGitなどで管理できるため、誰がいつ何を変えたのかも追いやすくなります。

 

どこでも同じように動かせる「ポータビリティ」 

Kubernetesは自社のサーバー（オンプレミス）でも、AWS・Google Cloud・Microsoft Azureといった主要なクラウドでも利用できます。同じ設定ファイルを使い回せるため特定のサービスに縛られにくく、将来クラウドを乗り換えたり、複数のクラウドを組み合わせたりする選択肢も広がります。

 

サーバーを無駄なく使えて「コスト削減」

Kubernetesは各サーバーの空き容量を見ながら、パズルのようにコンテナを効率よく詰め込みます。さらにオートスケーリングと組み合わせれば、利用者の少ない時間帯はコンテナを減らせるため、使っていないサーバーの費用を払い続ける無駄を抑えられます。

 

導入前に知っておきたい注意点

 

便利なKubernetesですが、どんな場面でも最適というわけではありません。導入を検討する前に、次の2つのポイントも押さえておきましょう。

 

覚えることが多く学習コストが高い 

Kubernetesには、Pod（コンテナをまとめる最小単位）、Deployment、Serviceといった独自の用語や概念が数多く登場します。

 

さらにネットワークやセキュリティ、監視の知識も求められるため、使いこなせるようになるまでには時間がかかります。チームで導入する場合は、学習の時間や運用を担当する人員をあらかじめ確保しておくことが大切です。

 

小規模なサービスではオーバースペックになりやすい

アクセスの少ない個人サイトや、コンテナが数個しかないサービスにKubernetesを導入すると、管理の手間のほうが大きくなりがちです。その場合は、Docker Composeで複数のコンテナをまとめて動かしたり、クラウドのシンプルなコンテナ実行サービスを使ったりするほうが効率的です。

 

Kubernetesを使う場合も、GKE・Amazon EKS・Azure AKSといったマネージドサービスを選べば、土台部分の構築や保守の負担を大きく減らせます。

 

初心者がKubernetesを学ぶための3ステップ

 

Kubernetesはいきなり触ると難しく感じますが、順番を守って学べば決して手の届かない技術ではありません。これから学ぶ人におすすめのステップを紹介します。

 

Linuxとネットワークの基礎を身につける 

Kubernetesの多くはLinux上で動いています。ファイル操作などの基本コマンドや、IPアドレス・ポート番号といったネットワークの基礎を理解しておくと、その後の学習がぐっとスムーズになります。

 

Dockerでコンテナに触れてみる

次に、Dockerで実際にコンテナを作って動かしてみましょう。簡単なWebアプリをコンテナにして起動するだけでも、「イメージ」と「コンテナ」の関係がよく分かります。

 

Docker Composeで複数のコンテナを連携させる経験も、Kubernetesの理解につながります。

 

手元のパソコンでKubernetesを動かす

基礎がそろったら、minikubeやkindといったツールを使って、自分のパソコンに小さなKubernetes環境を作ってみましょう。Docker Desktopの設定からKubernetesを有効にする方法もあります。

 

アプリを動かしたあと、わざとコンテナを削除して自動で復活する様子を確かめると、自己修復の便利さを実感できるはずです。

 

まとめ

Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションを複数のサーバーにまたがって自動で管理する仕組みです。コンテナを作って動かすDockerに対し、Kubernetesはそれらを大規模かつ安定して運用する役割を担っており、両者は組み合わせて使うのが基本です。

 

自己修復やオートスケーリング、止めずに更新できるローリングアップデートなど、Kubernetesには私たちが快適にサービスを使い続けるための工夫が詰まっています。一方で学習コストは高めなので、Linux、Docker、Kubernetesと段階を踏んで学ぶのが近道です。

 

クラウドやWebサービスの裏側を支える技術を知ることは、将来ITの世界で活躍するための大きな一歩になります。まずは普段使っているアプリの裏側に、どんな仕組みが隠れているのかを想像するところから始めてみてはいかがでしょうか。