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Kubernetesとは
Kubernetes（クーベルネテス、略称：K8s）は、Googleが開発した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。複数のサーバーで構成されるクラスタ上で、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、管理を自動化するシステムです。
Kubernetesの主要機能
コンテナオーケストレーション
- Pod管理：1つまたは複数のコンテナをグループ化して管理
- Service：Pod間の通信や外部アクセスを制御
- Deployment：アプリケーションのデプロイ戦略とバージョン管理
- ReplicaSet：指定した数のPodレプリカを維持
自動化機能
- 自動復旧：障害が発生したPodを自動的に再起動
- オートスケーリング：負荷に応じてPod数を動的に調整
- ローリングアップデート：無停止でのアプリケーション更新
- ロードバランシング：トラフィックの効率的な分散
主要コンポーネント
マスターノード（Control Plane）
- kube-apiserver：Kubernetes APIのエントリーポイント
- etcd：クラスタの状態情報を保存する分散データベース
- kube-scheduler：Podをノードに配置するスケジューラー
- kube-controller-manager：各種コントローラーの管理
ワーカーノード
- kubelet：ノード上でPodの実行を管理
- kube-proxy：ネットワークプロキシとロードバランサー
- Container Runtime：Docker、containerdなどのコンテナ実行環境
実際の運用例
Webアプリケーションの例
使用例：
- フロントエンド（React）：3つのPodで冗長化
- バックエンドAPI（Node.js）：5つのPodで高負荷に対応
- データベース（PostgreSQL）：StatefulSetで永続化
- キャッシュ（Redis）：メモリ最適化されたPod
これらのコンポーネントが連携し、スケーラブルなWebサービスを構築
主要なkubectlコマンド
kubectl get pods- Pod一覧の表示kubectl apply -f deployment.yaml- リソースの作成・更新kubectl scale deployment myapp --replicas=10- スケーリングkubectl logs pod-name- Podのログ確認kubectl exec -it pod-name -- /bin/bash- Podへのアクセス
メリット
- 高可用性：自動復旧と冗長化による障害耐性
- スケーラビリティ：需要に応じた自動スケーリング
- 効率性：リソースの最適利用と運用コスト削減
- ポータビリティ：マルチクラウド環境での一貫した運用
- DevOps推進：CI/CDパイプラインとの統合
関連技術との関係
- Docker：コンテナ化技術の基盤
- Helm：Kubernetesパッケージマネージャー
- Istio：サービスメッシュによる通信制御
- Prometheus：モニタリングとアラート
- Jenkins：CI/CDパイプラインとの連携
学習・導入のポイント
- 基礎学習：Docker、コンテナ技術の理解が前提
- 実践環境：Minikube、Docker Desktop等でローカル環境構築
- YAML理解：リソース定義ファイルの作成スキル
- モニタリング：運用監視体制の整備
- セキュリティ：RBAC、ネットワークポリシーの適用