Kubernetes

Kubernetes（しばしばK8sと略されます）は、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、管理を自動化するオープンソースのコンテナオーケストレーションプラットフォームです。もともとはGoogleによって開発され、現在はCloud Native Computing Foundation（CNCF）によって維持されています。

Kubernetesが解決する問題

マイクロサービスとコンテナ化の時代では、アプリケーションはしばしば、コンテナと呼ばれる小さな独立してデプロイ可能な単位に分割されます。コンテナはポータビリティと効率性などの利点を提供しますが、複数のホストにまたがる多数のコンテナを管理することは難しい場合があります。ここでKubernetesの出番です。

主な機能とコンセプト

1. クラスター: Kubernetesクラスターは、コンテナ化されたアプリケーションを実行するワーカーマシンの集合であるノードで構成されます。クラスターは、APIサーバー、スケジューラー、コントローラーマネージャーなどのコンポーネントを含むコントロールプレーンによって管理されます。
2. ポッド: ポッドは、Kubernetesにおける最小のデプロイ可能な単位です。クラスター内で実行されるプロセスの単一のインスタンスを表し、1つまたは複数のコンテナを含むことができます。ポッド内のコンテナは同じネットワーク名前空間を共有し、localhost を使用して相互に通信できます。
3. サービス: Kubernetesサービスは、ポッドの論理的なセットとそれらにアクセスするためのポリシーを定義する抽象化です。ポッドのセットに対して安定したIPアドレスとDNS名を提供し、クラスタ内の他のコンポーネントからの簡単な発見とアクセスを可能にします。
4. デプロイメント: デプロイメントは、ポッドのライフサイクルを管理し、常に望ましい数のレプリカが実行されていることを保証する高レベルの抽象化です。ポッドの宣言的な更新を提供し、ローリングアップデートとロールバックを可能にします。
5. ラベルとセレクター: ラベルは、ポッドやサービスなどのKubernetesオブジェクトに付与されるキーと値のペアです。オブジェクトのサブセットを整理し、ラベルに基づいて選択するために使用されます。セレクターはラベルに一致する式で、オブジェクトの柔軟で動的なグループ化を可能にします。

Kubernetesの利点

• スケーラビリティ: Kubernetesは、リソース使用率やカスタムメトリクスに基づいてポッドレプリカの数を自動的に調整することにより、アプリケーションの水平スケーリングを可能にします。
• 自己修復: Kubernetesはポッドの健全性を継続的に監視し、故障したり応答しなくなったポッドを自動的に交換またはリスケジュールします。
• ロードバランシング: Kubernetesサービスは、サービスに関連付けられたポッド間でトラフィックを均等に分散する組み込みのロードバランシングを提供します。
• ローリングアップデートとロールバック: Kubernetesは、サービスの可用性を維持しながら、新しいバージョンのポッドに徐々に置き換えることで、アプリケーションバージョンのシームレスな更新を可能にします。問題が発生した場合は、以前のバージョンへのロールバックもサポートします。
• 拡張性: Kubernetesは、様々なネットワーク、ストレージ、監視ソリューションの統合を可能にするプラガブルなアーキテクチャを提供します。また、カスタムリソース定義（CRD）によるKubernetes APIの拡張もサポートしています。

まとめ

Kubernetesは、コンテナオーケストレーションのデファクトスタンダードとなり、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、管理のための強力で柔軟なプラットフォームを提供しています。その豊富な機能セット、広範なエコシステム、強力なコミュニティサポートにより、あらゆる規模の企業に人気の選択肢となっています。

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