Kubernetes、仮想マシンとコンテナの概念を超簡単に解説！

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云原生的核心特点：

容器化（Containerization）

应用被打包到轻量级的容器中，使其可以跨环境运行，同时提升资源利用率和隔离性。

微服务架构（Microservices Architecture）

将单体应用拆分为多个独立的服务，每个服务可以独立开发、部署和扩展，从而提高灵活性和效率。

弹性与自动化（Elasticity and Automation）

使用自动化技术（如自动伸缩、自动故障恢复）来动态调整资源，实现高效运维。

基础设施即代码（Infrastructure as Code, IaC）

通过代码管理和自动化工具（如 Terraform、Ansible）来定义和管理基础设施，简化部署和维护。

持续交付与持续集成（CI/CD）

快速构建、测试和部署应用的能力，帮助团队更快地发布新功能并修复问题。

📝 kubernetesとは？

コンテナオーケストレーションツール

一言で言えば、Kubernetesはコンテナオーケストレーションツールです。もう少し詳しく言うと、Kubernetesは、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイや管理を自動化するオープンソースのプラットフォームです。IT初心者の方は、この説明を聞いて「何のこと？」と感じるかもしれません。私も最初は皆さんと同じようにチンプンカンプンだったので、その気持ちはよくわかります。安心してください。初心者でもすぐに理解できるように、例え話を交えながら説明しますので、きっと理解できるようになります。

Kubernetesを理解するのは少し複雑かもしれませんが、まずは物理サーバー、仮想化技術、そしてコンテナ技術について知ることが大切です。これらの技術は、それぞれ特定の課題を解決するために、科学技術の進歩とともに発展してきました。例えば、物理サーバーは一つのハードウェアにリソースの限界があり、その課題を解決するために仮想化技術が登場し、一台の物理サーバーで複数の仮想マシンを運用できるようになりました。その後、さらに効率的にアプリケーションを管理するためにコンテナ技術が開発されました。このように、各技術は課題を解決するために進化してきたのです。

「え？どういうこと？」と思うかもしれませんが、慌てずに進めていきましょう。

野菜栽培

話は変わりますが、最近、皆さんは野菜栽培をやったことがありますか？実は私、最近野菜栽培を始めたんです！ダイソーで100円でミニ青梗菜とほうれん草の種を買って、プランターに植えたら、半月も経たないうちに、こんなに成長しました（図を見せる）。でも、そこで、野菜栽培の初心者がよくやりがちなミスをしてしまったんです。皆さん、何だかわかりますか？

そう！株間に気を使わず、間引きをしていなかったので、植物が密集してしまい、何株かが栄養不足になってしまったんです。

プランターの共有

つまり、植物がプランターを共有することでいくつかのリスクが発生します。まず、栄養不足です。強い植物が弱い植物の栄養を奪ってしまい、弱い植物が枯れてしまうリスクがあります。また、根が絡み合ってしまうことで、互いに影響を与え、競争の結果、どちらも枯れてしまうリスクもあります。さらに、ひとつの植物が病気にかかると、プランター内の他の植物にも病気が広がり、すべての植物が枯れてしまうリスクもあります。

アプリは物理サーバーを共有

実は、仮想化技術が普及する前の時代には、同じようなリスクがありました。複数の植物が同じプランターを共有するように、複数のアプリケーションが同じ物理サーバーを共有していたのです。その結果、アプリケーション同士が干渉し、一つのアプリがもう一つのアプリのリソースを圧迫して停止してしまうことがありました。また、一つのアプリが共有環境に勝手に手を加えることで、他のアプリケーションに不具合が生じることもありました。さらに、もしハッカーが一つのアプリケーションに侵入すると、OS自体を破壊し、その物理サーバー上のすべてのアプリケーションが一斉に停止してしまう危険もありました。

仮想化技術＝物理サーバーに仮想マシン

そのようなリスクを避けるために、仮想化技術が登場しました。仮想化技術を使うことで、物理サーバーの上にもう一つの仮想的な「物理サーバー」を作り、その中にアプリケーションを実装できるようになったのです。この仮想的な「物理サーバー」のことを「仮想マシン」と呼びます。ちょっと難しい話をし始めたと思うかもしれませんが、ご安心ください。この抽象的な話を理解しやすくするために、また野菜栽培の話に戻りましょう！

プランターにプランター

イメージとしては、今度は一つの大きなプランターを直接共有するのではなく、その中に二つの小さなプランターを置き、それぞれに野菜を植えるようなものです。これで、同じ土壌を共有することがなくなるため、栄養不足や根の競争、病気のリスクを避けることができます。仮想化技術もまさにこれと同じです。侵入やリソースの奪い合いによるアプリケーションの不具合を防ぐことができるのです。

ただし、この方法には別の問題点もあります。それは「重さ」です。物理サーバーの中に仮想的な物理サーバーをいくつも作ることで、システムが遅くなってしまうことがあります。リソースの無駄遣いにもなります。たとえば、デュアルブートのパソコンをイメージしてみてください。高性能なパソコンでないと、複数のOSを快適に動かすことは難しいですよね。それと同じように、仮想化技術もリソースを多く消費するため、効率的ではない場合があるのです。

ヤバい、パニック、また、また問題点が出てきたか、「どうやって解決するんだろう？」と思うかもしれません。

でも、解決方法は意外と簡単なんです。実際に、ランターの中に二つの小さなプランターを置いて、それぞれに野菜を植えるようなことをするばかは見たことはありますか？ないよね！

「栽培袋」という代替品があるからなんです。

みなさん、栽培袋を見たことがありますか？

栽培袋

栽培袋というのは、こんな感じのものです！植物とその成長に必要な培養土や肥料を一緒に入れるための軽くて便利な容器です。栽培袋の大きな利点はその「軽さ」です。この軽さが、害虫や病気の管理、土壌の管理、移植の容易さを実現します。

栽培袋のことが分かれば、皆さんはきっと、次のコンテナの話も理解できると思います。

コンテナ技術＝栽培袋

コンテナは、栽培袋に相当します。イメージとしては、プランターに、植物の成長に必要な培養土や肥料が入った袋を置いて、そこに植物を植えるような感じです。物理サーバーの上に直接仮想サーバーを作るのではなく、アプリケーションが動作するために必要な環境を含む「コンテナ」を載せ、そのコンテナ内でアプリケーションが実行されるのです。