Kubernetesとは何か | 機能等をご解説

 2021年07月14日

Kubernetesとは何か | 機能等をご解説

ユーザーのニーズを満たすためにアプリプラットフォームを強く発展するとともに、大きな規模と迅速なリーリスを伴うアプリ開発のためにテクノロジーが必要になります。Kubernetes は自動化、柔軟性、時間の節約、多くのミスの削減等のメリットにより、アプリ開発に革新的な変化をもたらすことをできます。

1.Kubernetesとは


Kubernetes または k8s (k + 8 文字 + s)、もしくは短縮形の「kube」とは、Linux コンテナの操作を自動化するオープンソース・プラットフォームのことです。Kubernetesの読み方は「Kubanitis / Kubanetesu」などが挙げられます。

Kubernetesオーケストレーションはユーザーに多くのコンテナを大幅に発展するアプリサービスを構築させ、ホスト・クラスターでコンテナをスケジュールし、コンテナの状況を時間に管理します。

Kubernetes は最初にGoogle のエンジニアによる開発及び設計します。GoogleはLinux コンテナテクノロジーの開発に貢献してきております。同時、コンテナに業務を実行する方法をすばすばと公言します。

Google では毎週 20 億以上のコンテナをデプロイしており、これらすべては内部プラットフォームであるBorgから行われています。BorgはKubernetesの前身であり、何年にもわたるBorgの使用経験から得られた教訓が、Kubernetes テクノロジーを支える主要な原動力となっています。

 

2.Kubernetesの機能


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Kubernetesの機能は何ですか?次に、Kubernetesの機能を分かりやすく簡単にご紹介します。その主な機能は物理または仮想マシンからなるクラスター上でコンテナをスケジュールし、実行するためにプラットフォームを提供します。さらに、Kubernetes もタスクを自動化します。

それためアプリプラットフォームまたは管理システムが許可すると、多くの操作を実行できます。他には、開発者はKubernetesテンプレートでラインタイムプラットフォームとしてクラウドネイティプアプリケーションを作成します。

その中に、そのテンプレートは Kubernetesの開発者がコンテナベースのアプリケーションまたはサービスを構築するために必要するツールです。

以下にはKubernetesの機能があります。

  • コンテナを多くのホストに配置します。
  • ハードウェアをよく使用し、そのため、企業アプリケーションを実行するためにリソースを最大限活用します。
  • アプリケーションのデプロイとアップデートを制御し自動化します。
  • 状況があるアプリケーションを実行するためにストレージのマウントおよび追加
  • コンテナに規模とアプリケーションを拡大します。
  • サービスを宣言的に管理します。これにより、デプロイ済みアプリケーションが常にデプロイ方法に従って実行されます。
  • 自動置換、自動再起動、自動複製、自動スケーリングにより、アプリケーションのヘルスチェックと自己修復を行います。

しかし、Kubernetesは多くのプロジェクトによって、サービスを完全に提供します。具体的には、次のオープンソースプロジェクトを追加して、Kubernetesを最大限に活用できます。

  • Registry:Docker Registryなどプロジェクトを利用します。
  • ネットワーク化:OpenvSwitch などのプロジェクトやインテリジェントなエッジ、ルーティングを利用
  • テレメトリー:Kibana、HawkularまたはElasticなどを利用します。
  • セキュリティ:マルチテナンシー、レイヤーのある OAUTH、LDAP、SELinux、RBAC などのプロジェクトを利用
  • 自動化:クラスタライフサイクルの管理、インスタントのためにAnsible playbookを追加します。
  • サービス:一般的に多くのアプリを含まるカタログを利用します。

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3. Kubernetesの動作法


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このセクションには Kubernetesどのように機能するかをご解説します。まずは機能しているKubernetesの各デプロイがクラスターと呼ばれることを知っておくことが重要です。つまり、1 つのコントロールプレーンと、1 つ以上のノードと呼ばれるコンピューティングマシンが含まれます。

各のノードは独自の Linux環境であり、これらは物理または仮想マシンです。各のノードはコンテナから作成する Podを実行します。

コントロールプレーンはクラスターの望ましい状況を支持する任務を受けます。たとえば、実行しているアプリまたは使用しているコンテナ画像です。コンピューティングマシンはアプリとワークロードを実行します。

Kubernetes コントロールプレーンは管理者からコマンドを受信して コントロールプレーンまでそのコマンドをフォワードします。これらはタスクに最適なノードを自動的に決定するために多くのサービスと活用します。

クラスターの望ましい状況は実行するアプリまたはワークロードを決まります。次にはどの画像を使用するかとどのリソースが提供されるかなどを決まります。

インフラについて、コンテナの管理方にとって少なく変更があります。コンテナのコントロールはより高いレベルで起き、各のコンテナまたはノードを細かく管理することではなく、より高度な制御を提供します。

皆様の任務は  Kubernetesのコンフィギュレーションに関連し、ノードとpodとコンテナを決まります。また、Kubernetesはコンテナの配置を処理します。

Kubernetesを使用するプラットフォームを自由に選択します。それらはベアメタルサーバー、仮想マシン、パブリッククラウドの提供者またはハイブリッドクラウドなどプラットフォームです。Kubernetesの主なメリットの一つは様々なインフラで機能できます。

 

4. Kubernetesの用語集


以下にはいくつかの一般的な用語をご紹介します。その用語を理解するのはKubernetes を効率的に利用できます。

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4.1 Pod

一つのPodは一つまたは多くのコンテナです。PodはKubernetesの中に存在する最も基本的な単位です。それため、コンテナは単一のコンテナでさえ、ポッドと呼ばれるので、技術的にKubernetesの一つ部分ではありません。

4.2 ノード

ノードはハードウェアの成分です。一つのノードはクラウドの提供者による仮想マシンまたはデータセンターの物理マシンであります。しかし、簡単に言えば、ノードは単一のマシンではなく、Kubernetes クラスタで使用されるCPU/RAM のリソースと考えることができます。

そのため、アプリの望ましい状況を受けるために、利用可能なすべてのリソースで移転します。ノードはワーカとマスターの二種類があります。

4.3 クラスター

クラスターは Kubernetesの管理でコンテナあるアプリケーションを実行します。一つのクラスターは  お互いに付き合います。お互いに付き合うことで、そのノードはリソースを総合できます。それから、クラスターは単一マシンにより強くなります。Kubernetes はノードが追加または削除する時、クラスターの周囲にpodを移転します。

4.4 サービス

サービスは一つのアプリを表示するAPIです。Kubernetes サービスプロキシは適切な  pod に自動的にサービスリクエストを提供します。どのノードでもサービスを見つけることができます。

4.5 デプロイメント

デプロイメントはAPIの対象であり、podのレプリケーションを管理します。一つのデプロイメントはクラスターの状況を確定します。例えば、実行されるpodのレプリケーションの量を確定します。クラスターにデプロイメントが追加され、Kubernetes 正確なpodの量を作成して監視します。

4.5 Kubeadm

Kubeadm はKubernetesにクイックスタートインストールツールです。それらは単一のマスターノードで、実行可能なクラスターを作成します。 Kubeadmは迅速で使用やすいです。また、最良の方法に従うクラスターを保証します。そのため、Kubeadm はKubernetesの初めて使用するユーザーにとって素晴らしいツールです。

4.6 Minikube

MinikubeはKubernetesのエディションです。同時に内部で使用やすいです。ローカル環境で仮想マシンを作成し、そこで単一ノードークラスターを実行できます。例えば、試験に使用したら役立ちます。

 

5. どうしてKubernetesを利用するべきですか


Kubernetesはコンテナ、クラウドネイティブ、マイクロサービスになる再構築されるアプリケーションなどにアプリを配信し、管理することに役立ちます。

さらに、変化しているビジネスニーズに対応するために開発者はアプリケーションと新しいサービスを迅速に構築する可能を持つ必要があります。クラウドネイティブの開発の過程はコンテナでマイクロサービスから始まります。そのため、既存のアプリケーションをより速く、簡単に変換および最適化することができます。

 Kubernetes を配属するのは多くのコンテナでサービスアプリケーションを構築することを許可します。これらのコンテナーをクラスター上でスケジュールし、コンテナーをスケーリングし、時間の経過とともにヘルスを管理することも出来ます。さらに、Kubernetesを使用すると、ITセキュリティも大幅に向上します。

また、Kubernetes はインフラコンテナを完全に提供するために、ネットワーク、ストレージ、セキュリティ、多くのサービスと統合する必要があります。

多くのアプリケーションがある実稼働環境に拡大すると、単一サービスを提供するために、必然的に複数のコンテナーを連携させる必要があります。

Linux コンテナはアプリマイクロサービスベースに理想的なアプリケーションデプロイメントユニットを提供します。他には、コンテナにあるマイクロサービスはサービスを管理することに役立ちます。これにはストレージ、ネットワーキング、セキュリティが含まれます。

Kubernetesの部分はPODの負荷分散に役立ちます。同時にワークロードをサーポットするために、コンテナの適当な量を保証します。

 

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