コンテナ・ Kubernetes ・ Docker の違いや関係性を徹底解説！

近年、クラウドの普及とともにコンテナ技術の重要性が高まっており、コンテナの運用・開発を効率化するためのシステムとして Kubernetes が注目を集めています。また、最近では Docker のようなコンテナ型仮想化を使ってアプリケーションを実行するためのソフトウェアも一般的に活用されています。

しかし、コンテナや Kubernetes 、 Docker というキーワードを聞いたことがあっても「具体的にどのようなものか？」を理解している方は少ないのではないでしょうか？そこで本記事では、これらの概要をご紹介しつつ、それぞれの違いや関係性についてわかりやすく解説します。

コンテナとは？

コンテナとは、ホスト OS 上にアプリケーション、ライブラリ、設定ファイルなどをひとまとめにしたものであり、アプリケーションの動作環境を仮想的に構築する技術の一種です。

従来の仮想化では 1 つの仮想環境の中に OS を含めたすべてのリソースを一から構築していました。しかし、開発現場においては同一の OS を利用するシーンが多く、開発する度にすべての環境を一から構築するのは非効率な場面もありました。

このような課題を解決したのがコンテナ技術です。コンテナ環境では、アプリケーションを動かすための CPU やメモリをそれぞれ独立した「コンテナ」の単位で管理するため、独立した仮想環境を実現しながらも OS 関連のリソースを無駄に使うことはありません。

つまり、コンテナは仮想マシンと比較して少ないリソースでアプリケーションを構築・実行できるため、自社リソースの最適化に繋がるだけでなく、よりスピーディーに仮想環境を構築することが可能になります。

その一方で、コンテナはホスト OS ごとに独立したコンテナ環境を構築するため、複数ホストで運用する場合は管理が煩雑になります。そこで有効なソリューションとなるのが、次章でご紹介する Kubernetes というツールです。

コンテナに関心のある方は以下の記事が参考になります。

コンテナ化とは？仮想化との違いやメリット、デメリット、ユースケースまで詳しく紹介！

Kubernetes とは？

Kubernetes とは、コンテナの運用管理および自動化を実現するためのオープンソースソフトウェア（OSS）であり、一般的には「コンテナオーケストレーションシステム（ツール）」と呼ばれています。

コンテナにはアプリケーションを実行する機能が備わっていますが、コンテナの管理や別サーバーとの連携はできません。 Kubernetes はこれらの課題を解決するためのツールです。

例えば 2 つ以上のコンテナを運用する場合、ネットワークやストレージなどの連携管理が必要になりますが、 Kubernetes はこれらの管理を行うことができ、仮にコンテナやアプリケーションにトラブルが発生したときでも慌てることなく運用を継続することが可能です。

Kubernetes に関心のある方は以下の記事が参考になります。

Kubernetes とは？概要、機能、メリット、活用事例まで徹底解説！

Docker とは？

Docker は、仮想化技術の 1 つである「コンテナ型仮想化」を使ってアプリケーションを実行するためのソフトウェアであり、 1 つの OS 上で任意の数の Docker コンテナと呼ばれる環境を作成します。

Docker は、コンテナ単位でソフトウェアをパッケージ化しますが、そのコンテナ内には、

• ライブラリ
• システムツール
• コード
• ランタイム

など、ソフトウェアを実行する上で不可欠なものがすべて内包されています。そのため、 Docker を使うことで、環境を問わずにアプリケーションを迅速にデプロイし、様々なコードを実行することが可能になります。

Docker に関心のある方は以下の記事が参考になります。

Docker とは何か？最新のコンテナ型仮想化技術でアプリケーション開発を効率化！

コンテナ / Kubernetes / Docker の違い・関係性

コンテナと Kubernetes

まずは、コンテナと Kubernetes の違い・関係性について見ていきましょう。

前述の通り、コンテナはアプリケーションの動作環境を仮想的に構築する技術の一種であり、 Kubernetes はコンテナの運用管理および自動化を実現するためのオープンソースソフトウェア（OSS）です。

つまり、 Kubernetes はコンテナと並列的に比較できるものではなく、コンテナをより効率的に利用するためのツールだと言えます。あくまでコンテナの利便性を高めるためのものであり、コンテナ利用を前提としています。

そのため、コンテナは一つの技術として確立されたものですが、 Kubernetes はそれ単体で利用することができず、コンテナが存在して初めて意味を成します。このように、両者は単純比較できるような関係性ではない点をご理解ください。

Kubernetes と Docker

次に Kubernetes と Docker の違い・関係性について見ていきましょう。

Docker はコンテナを利用してアプリケーションを実行するためのソフトウェアであり、コンテナのデファクトスタンダードとして広く活用されているものです。コンテナを扱うという意味では両者は共通していますが、実行される場所と利用用途が明確に異なります。

Kubernetes はクラスタで実行されるものであり、各コンテナを管理するために利用されますが、その一方で Docker は単一ノードで実行されるものであり、アプリケーションを各コンテナに分離するために使われます。つまり、両者は「実行場所や利用用途に応じて使い分けられる」という関係性にあります。

以下、両者の違いを表にまとめます。

このように、 Kubernetes と Docker はそれぞれ異なる特徴を持っています。混同されやすいですが、両者は明確に異なるものであるとご理解ください。そして、これらはどちらか一方を利用するのではなく、コンテナ活用のプロセスの中で連携して使われるという点も重要なポイントです。

Docker の具体的な活用イメージは以下の記事で詳しく解説しています。

【GCP入門編・第7回】知らなきゃ損！ Google Container Engine (GKE) での Dockerイメージを使ったコンテナの起動方法！

コンテナ活用は Dooker 、コンテナ管理は GKE がオススメ

コンテナを取り扱う上では、 Docker と GKE が有効なソリューションになります。

以下、それぞれのサービスについて詳しくご紹介します。

コンテナ活用に Dooker がオススメな理由

Docker は 1 つの OS 上で任意の数の Docker コンテナと呼ばれる環境を作成しますが、 Docker コンテナは、ファイルシステムやプロセスツリー、ネットワークが他のコンテナと隔離されており、直接お互いが干渉することはできません。

アプリケーションは Docker コンテナ内で動作するため、 1 つのアプリケーションを動作させるための Docker コンテナは、そのアプリケーションが必要とする依存ライブラリなどを持っておけばよいことになります。また、 Docker コンテナの元となるのが、 Docker イメージであり、 Docker イメージは元となる最小限の OS イメージに対して、アプリケーションを動作させるまでに行った差分が保存されています。

さらに、 Docker は Docker コンテナを起動する際に、この差分が含まれた Docker イメージをロードすることで、アプリケーションとそれを動作させる環境を作成しますが、 Docker イメージは状態を持たず、作成後は変化することがありません。そのため、アプリケーションのアップデートを行うためには、新しいバージョンの Docker イメージを作成して、 Docker コンテナを起動することになります。

Puppet や Chef といった構成管理ツールでは、依存するライブラリのバージョンを上げていくといった作業を何回も行っているうちに、ライブラリ同士の依存がコンフリクトするケースなども多くありました。また、開発環境と本番環境で環境が大きく異なってしまい、本番環境でのみ起こるバグが発生するといった問題も見られました。

しかし、 Docker を用いたコンテナ型仮想化では、常にベースとなるまっさらな OS に対しての差分となるため、コンフリクトを気にする必要がありません。さらに、開発環境と本番環境の差がほとんどないため、安心してデプロイを行うことが可能です。

このように、 Docker を使うことで、より効率的かつ安全なコンテナ活用を実現できます。

コンテナ管理に GKE がオススメな理由

Google Kubernetes Engine （以下 GKE ）は Google Cloud （GCP）上で提供されている Kubernetes のマネージドサービスです。マスターノードは GKE が管理を行うため、ユーザー側は管理の必要がありません。

GKE はコンソールを利用してクラスターを容易に構築でき、負荷に応じたノードの自動スケーリングも可能となっています。また、 Google Cloud （GCP）のサービスアカウントや IAM を連携して権限を制御するなど、セキュリティを強化するための機能も多く実装されています。

さらに、ロードバランサーとの連携によるネットワークトラフィックの負荷分散やロギング・モニタリングなど、利用企業にとって嬉しいポイントが数多く存在します。このように、 GKE を活用することで Kubernetes の運用を効率化でき、より負荷の掛からない形でコンテナ管理を行うことが可能になります。

そして、この GKE を Docker と紐づけて考えた場合、「 GKE はクラスター管理を行うためのものであり、 Docker コンテナを動作させるためのオーケストレーションシステム」だと言えます。例えば、 GKE と Docker を組み合わせて使うことで、単一の Docker コンテナでクラスターを構成したり、複製された複数のコンテナを素早く立ち上げたり、といったことが可能になります。

このように、 Docker をより効果的に活用するためには GKE が有効なソリューションになります。

GKE に関心のある方は以下の記事が参考になります。

2022最新！ Google Kubernetes Engine （GKE）の最新情報をあらゆる観点から一挙にご紹介

まとめ

本記事では、コンテナや Kubernetes 、 Docker の概要をご紹介しつつ、それぞれの違いや関係性についてわかりやすく解説しました。

近年、クラウドの普及とともにコンテナ技術の重要性が高まっており、コンテナ利用を効率化するための Kubernetes や Docker などが注目を集めています。これらは一見すると似ていますが、どれも明確に異なるものであるため、この記事を読み返してそれぞれの違いと関係性を理解しておきましょう。

Kubernetes や Docker は単体でも便利に使うことができますが、せっかく利用するのであれば Google Cloud （GCP）との組み合わせがオススメです。 Google Cloud （GCP）に搭載されている GKE を活用することで Kubernetes や Docker の利便性をさらに向上させることが可能です。

また、 Google Cloud （GCP）には GKE 以外にも様々なソリューションが搭載されており、あらゆるシーンにおいて自社の業務効率化や生産性向上に大きく貢献します。実際、世界中で多くの企業が Google Cloud （GCP）をビジネスに活用しています。

本記事を参考にして、ぜひ Google Cloud （GCP）の導入および GKE の活用を検討してみてはいかがでしょうか？

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