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コンテナオーケストレーション: アプリを簡単に自動化、拡張、最適化

コンテナ オーケストレーションは、コンテナ化されたアプリケーションの管理、スケーリング、保守を自動化するプロセスです。

8〜12分

Kubernetes の Helm とは?

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によるコンセプトの革命以来 デッカー 2013年には、コンテナがアプリケーション開発の主力になりました。 それらの速度とリソース効率により、開発者はソフトウェアがどこにデプロイされていても、ソフトウェアをより高速かつ確実に実行できるため、DevOps環境に最適です。 コンテナ化により、クラウドやデータセンター間で複数のアプリケーションを移動および拡張できます。 

ただし、このスケーラビリティは、最終的には運用上の課題になる可能性があります。企業が複数のアプリケーションを実行する複数のコンテナを効率的に実行する必要があるシナリオでは、コンテナ オーケストレーションは単なるオプションではなく、必須になります。 

主要な取り組み

コンテナオーケストレーションは、コンテナ化されたアプリケーションの管理、スケーリング、運用を自動化し、複雑なワークフローを合理化します。
Kubernetes、Docker Swarm、Red Hat OpenShiftなどのツールは、さまざまなビジネスニーズに合わせて、さまざまなレベルのスケーラビリティ、統合オプション、学習曲線を提供します。
コンテナオーケストレーションにおける一般的な課題には、複雑さ、セキュリティの脆弱性、ベンダーロックイン、パフォーマンスの最適化などがあります。
ベストプラクティスには、CI/CDパイプラインの活用、プロアクティブな監視の実装、RBACや脆弱性スキャンなどのセキュリティ対策の優先順位付けが含まれます。

コンテナ オーケストレーションとは何ですか?

コンテナー オーケストレーションは、コンテナー化されたアプリケーションを管理、スケーリング、および維持する自動化されたプロセスです。 コンテナーは、アプリケーション コード、ライブラリ、および依存関係を含むソフトウェアの実行可能な単位であるため、アプリケーションをどこでも実行できます。 コンテナ オーケストレーション ツールは、ソフトウェア チームがコンテナのライフサイクルで遭遇する次のようないくつかのタスクの管理を自動化します。

  • 展開
  • スケーリングと負荷分散/トラフィックルーティング
  • Networking
  • 運用を
  • プロビジョニング
  • 構成とスケジューリング
  • リソースの割り当て
  • 物理ホストへの移動
  • サービスの発見
  • ヘルスモニタリング 
  • クラスター管理

コンテナ オーケストレーションは、デプロイメント、スケーリング、管理を自動化するため、最新のスケーラブルなアプリケーション環境に不可欠です。

コンテナオーケストレーションはどのように機能しますか?

選択したツールに応じて、コンテナオーケストレーションに適用できるさまざまな方法があります。 コンテナオーケストレーションツールは通常、アプリケーションの構成を説明するYAMLまたはJSONファイルと通信します。 構成ファイルは、コンテナーイメージを取得する方法と場所、コンテナー間のネットワークの作成、ログデータの保存、およびストレージボリュームのマウントに関するコンテナーオーケストレーションツールをガイドします。 

コンテナーオーケストレーションツールは、クラスターへのコンテナーの展開をスケジュールし、コンテナーに最適なホストを自動的に決定します。 ホストが決定された後、コンテナーオーケストレーションツールは、コンテナーの定義ファイルで提供される事前定義された仕様を使用して、コンテナーのライフサイクルを管理します。 

コンテナオーケストレーションツールは、コンテナを実行するあらゆる環境で使用できます。いくつかのプラットフォームがコンテナオーケストレーションをサポートしています。 Kubernetes, DockerSwarm, Amazon Elastic Container Service（ECS）, Apache Mesos. 

コンテナオーケストレーションの課題とベストプラクティス

コンテナオーケストレーションは 変革的なメリットただし、課題がないわけではありません。これらの潜在的な落とし穴を理解し、ベスト プラクティスを採用することで、組織はオーケストレーションの取り組みの価値を最大限に高めることができます。

共通の課題

  1. セットアップと操作の複雑さ
    コンテナ オーケストレーションのセットアップは、特にこの技術に不慣れなチームにとっては困難な作業です。クラスターの構成、依存関係の管理、オーケストレーション ポリシーの定義には、多くの場合、高度な専門知識が必要です。特に Kubernetes などのツールの場合、学習曲線が急峻であるため、導入が遅れ、生産性が低下する可能性があります。
  2. コンテナ化された環境におけるセキュリティリスク
    コンテナ化されたアプリケーションは、コンテナ イメージの脆弱性、オーケストレーション プラットフォームの誤った構成、潜在的なネットワーク露出など、セキュリティ上の固有の課題をもたらします。オーケストレーターは、データとアプリケーションを保護するために強力なセキュリティ対策を必要とします。
  3. 独自のソリューションによるベンダーロックイン
    独自のオーケストレーション ツールやクラウド固有のプラットフォームに依存している組織では、ワークロードの移行や他の環境との統合が困難になる可能性があります。これにより柔軟性が制限され、長期的なコストが増加する可能性があります。
  4. パフォーマンスのボトルネック
    リソースの競合、非効率的なスケーリング ポリシー、および最適化されていない構成により、パフォーマンスの問題が発生し、アプリケーションの信頼性とユーザー エクスペリエンスに影響を及ぼす可能性があります。

コンテナ オーケストレーションの複雑さは、自動化、プロアクティブな監視、スケーラブルなベスト プラクティスによって克服できます。

コンテナオーケストレーションを成功させるためのベストプラクティス

  1. CI/CDパイプラインで簡素化と自動化を実現
    継続的インテグレーションと継続的デプロイメント (CI/CD) パイプラインを使用してワークフローを自動化すると、手動による介入が減り、デプロイメントの一貫性が確保されます。Jenkins や GitLab などのツールは、コンテナ オーケストレーション プラットフォームとシームレスに統合して、操作を効率化できます。
  2. クラスターを積極的に監視および管理する
    LogicMonitor などの監視ツールを使用すると、コンテナのパフォーマンス、リソースの使用状況、アプリケーションの健全性を追跡できます。プロアクティブなアラートとダッシュボードにより、問題がユーザーに影響を与える前に特定して解決できるため、信頼性と稼働時間が確保されます。
  3. 最初からセキュリティを優先する
    次のようなセキュリティのベスト プラクティスを実装します。
    • コンテナイメージの脆弱性を定期的にスキャンします。
    • ロールベースのアクセス制御の実施（RBAC) を使用して権限を制限します。
    • ネットワーク ポリシーを構成してコンテナを分離し、機密データを保護します。オーケストレーション プロセスにセキュリティを組み込むことで、組織はリスクを軽減し、コンプライアンスを維持できます。
  4. 小規模から始めて徐々に拡張する
    最小限のセットアップから始めて、オーケストレーション ツールに慣れてください。いくつかのプロセスの自動化に重点を置き、チームの専門知識が深まるにつれて、より複雑なワークロードを処理できるように徐々に展開を拡張します。
  5. リソース割り当ての最適化
    効率的な運用を確保するために、リソースの使用状況とスケーリング ポリシーを定期的に確認します。自動スケーリングなどのオーケストレーション機能を使用して、需要に応じてリソースを動的に調整します。
  6. 柔軟でオープンなソリューションを選択する
    ベンダー ロックインを回避するには、マルチクラウドまたはハイブリッド展開をサポートし、幅広い環境やサービスと統合する Kubernetes などのツールを優先します。

Kubernetes オーケストレーションはどのように機能しますか?

Kubernetes は、業界標準と見なされているオープンソースのコンテナー オーケストレーション プラットフォームです。 Google が支援するソリューションにより、開発者と運用者は次のいずれかの方法でクラウド サービスを提供できます。 プラットフォーム・アズ・ア・サービス（PaaS）またはインフラストラクチャ・アズ・ア・サービス（IaaS））。 これは非常に宣言的なソリューションであり、開発者は YAML ファイルを通じてコン​​テナー環境の望ましい状態を宣言できます。 その後、Kubernetes はその望ましい状態を確立して維持します。

以下は、 Kubernetes:

Nodes

ノードはKubernetesのワーカーマシンです。クラスターに応じて仮想または物理になります。ノードはマスターノードから割り当てられたタスクを受信して​​実行します。また、ポッドを実行するために必要なサービスも含まれています。各ノードは キューブレット, コンテナランタイム, kube-proxy.

マスターノード

このノードはすべてのワーカーノードを制御し、割り当てられたすべてのタスクを開始します。これは、コントロールパネルを通じて行われます。コントロールパネルは、 API コンテナのライフサイクルを定義、展開、管理するためのインターフェース。

クラスタ

クラスターは、マスターノードと複数のワーカーノードを表します。 クラスターは、これらのマシンをXNUMXつのユニットに結合し、コンテナー化されたアプリケーションをデプロイします。 その後、ワークロードはさまざまなノードに分散され、ノードが追加または削除されるたびに調整が行われます。

ポッド

ポッド Kubernetes で作成および管理できる、デプロイ可能な最小のコンピューティング ユニットです。各 Pod は、一緒にパッケージ化され、ノードにデプロイされたコンテナーのコレクションを表します。

デプロイメント

A 展開 ポッドの宣言型更新を提供し、 レプリカセット。 これにより、ユーザーはポッドのレプリカをいくつ同時に実行するかを指定できます。 

Docker オーケストレーションはどのように機能しますか?

同じくオープンソース プラットフォームである Docker は、Docker Swarm として知られる完全に統合されたコンテナー オーケストレーション ツールを提供します。 アプリケーションをコンテナーとしてパッケージ化して実行し、他のホストからコンテナー イメージを見つけて、コンテナーをデプロイできます。 Kubernetes よりもシンプルで拡張性に欠けますが、Docker は、Kubernetes のより広範な機能にアクセスしたい組織のために、Kubernetes と統合するオプションを提供します。

DockerSwarmの主なアーキテクチャコンポーネントは次のとおりです。

スウォーム

スウォームとは、Dockerホストのクラスターであり、 スウォームモード 実行しながらメンバーシップと委任を管理します 群れサービス.    

Node

ノードは、群れに含まれるDockerエンジンインスタンスです。 これは、マネージャーノードまたはワーカーノードのいずれかです。 マネージャーノードは、と呼ばれる作業単位をディスパッチします。 タスク ワーカーノードに。 また、クラスターの状態やサービスのスケジューリングの維持など、すべてのオーケストレーションおよびコンテナー管理タスクも担当します。 ワーカーノードはタスクを受信して​​実行します。

サービスとタスク

A サービス ノード上で実行する必要があるタスクの定義です。使用するコンテナ イメージと、実行中のコンテナ内で実行するコマンドを定義します。

タスクは、コンテナ内で実行するコマンドと一緒にコンテナを運びます。 タスクがノードに割り当てられると、別のノードに移動することはできません。

コンテナ オーケストレーションは他のプラットフォームとどのように連携しますか?

コンテナーオーケストレーションに関しては、DockerとKubernetesが先頭に立っていますが、他のプラットフォームはオープンソースソフトウェアを利用して競争を提供しています。

Red Hat OpenShift は、マネージドコンテナオーケストレーションを必要とする企業にKubernetes機能を提供するオープンソースのエンタープライズグレードのハイブリッドプラットフォームです。 そのフレームワークは、ユーザーがコンテナーのライフサイクルを自動化できるようにするLinuxOS上に構築されています。 

Google Kubernetes エンジン はKubernetesを利用しており、ユーザーはGoogle CloudでDockerコンテナを簡単にデプロイ、管理、スケーリングできます。

Apache Mesos や Amazon ECS などの他のプラットフォームでは、セキュリティと高いスケーラビリティを確保しながらコンテナを実行できる独自のコンテナ ツールが開発されています。

ツールの比較: ニーズに合ったものを見つける

最高のものを選ぶとき コンテナオーケストレーションツール 組織では、いくつかの要素を考慮する必要があります。これらの要素はツールによって異なります。たとえば、Mesos のようなツールは Swarm のような単純なツールよりも複雑なため、ソフトウェア チームの技術的経験を考慮する必要があります。組織は、展開するコンテナーの数、アプリケーションの開発速度、スケーリング要件も考慮する必要があります。 

適切なツールと適切なリソース管理があれば、コンテナのオーケストレーションは、生産性とスケーラビリティの向上を目指している組織にとって価値のあるアプローチになります。

以下は、コンテナ オーケストレーション分野で最も人気のあるツールの比較であり、主な機能と理想的な使用例を強調しています。

ツール拡張性学習曲線サポートされている環境主要な統合以下のためにベスト
Kubernetes大規模で複雑なセットアップに最適急勾配で専門知識が必要オンプレミス、クラウド（AWS、GCP、Azure）CI/CD パイプライン、監視ツール、Istioマルチクラウドまたはハイブリッド環境向けの堅牢なオーケストレーションを必要とする企業。
DockerSwarm中程度、小規模なクラスターに最適低価格でDockerユーザーにとって簡単オンプレミス、クラウドDocker エコシステム、Kubernetes (オプションの統合)Docker プラットフォーム内での簡単なオーケストレーションを求める小規模から中規模のチーム。
アマゾンECSAWS エコシステム内での高度なスケーラビリティ中程度のAWS固有の知識AWS（ネイティブサービス）AWS サービス (EKS、CloudWatch、IAM)コンテナ化されたアプリケーションに AWS サービスをすでに活用している企業。
Red Hat OpenShiftエンタープライズグレード、高い拡張性中程度、Kubernetes ベースに依存ハイブリッド環境、Linuxベースのオンプレミス/クラウドOpenShift ツール、Kubernetes 統合強力なセキュリティとエンタープライズ グレードの機能を備えたマネージド Kubernetes を必要とする企業。
Apache Mesos大規模システム向けに極めて拡張可能高い、高度な専門知識が必要オンプレミス、プライベートクラウドマラソン、カスタム統合ビッグデータやマイクロサービスなど、コンテナを超えた多様なワークロードを管理する上級ユーザー。

コンテナオーケストレーションの例

コンテナ オーケストレーションは組織にさまざまなメリットをもたらしますが、実際の作業環境ではそれらのメリットはどのように見えるでしょうか。以下に、一般的なオーケストレーションの例をいくつか示します。

まず、ホリデー シーズンに大量のトラフィックが発生する大規模な e コマース プラットフォームについて考えてみましょう。 以前は、そのプラットフォームは、増加した休日の負荷を処理するために追加のサーバーを手動でプロビジョニングする必要がありました。これは、時間がかかり、エラーが発生しやすいプロセスです。 コンテナ オーケストレーションを使用すると、トラフィックが増加すると追加のコンテナを自動的にプロビジョニングし、トラフィックが減少するとスケールダウンする自動スケーリング機能をプラットフォームで使用できます。 そうすれば、ホリデーラッシュのトラフィックの増加は、誰もがアイテムを購入、返品、交換すると、XNUMX 月に落ち着く可能性があります。

次に、Web サイト、モバイル アプリ、バックエンド処理システムがあり、これらがすべて異なる環境の異なるサーバー上で実行されている企業について考えてみましょう。これまでは、これらのさまざまなアプリケーションと環境を管理するには、多くの手作業と調整が必要でした。コンテナ オーケストレーションを使用すると、企業は単一のプラットフォームを使用してすべてのコンテナと環境を管理できるため、さまざまな環境にアプリケーションを簡単に展開、管理、拡張できます。これにより、企業は新しいテクノロジーをより簡単に採用し、開発プロセスを合理化できます。

今すぐLogicMonitorでコンテナを監視しましょう

コンテナ オーケストレーションは、最新のアプリケーション開発の重要なコンポーネントであり、チームがコンテナ化された環境を効率的に管理、拡張、保護できるようにします。複雑さ、セキュリティ、リソース管理の課題に対処し、CI/CD パイプラインやプロアクティブな監視などのベスト プラクティスを活用することで、組織はコンテナ オーケストレーションのメリットを最大限に引き出しながら、運用オーバーヘッドを最小限に抑えることができます。

コンテナオーケストレーションの可能性を最大限に引き出すには、信頼性の高い監視ソリューションが不可欠です。LogicMonitorは 一時的なコンテナ化されたリソースのスケーラブルで動的な監視 ハイブリッド クラウド インフラストラクチャと並行して、LogicMonitor を使用すると、コンテナ リソースの変更に自動的に適応する単一の統合プラットフォームを通じて、Kubernetes および Docker アプリケーションを可視化できます。

よくあるご質問

1. Kubernetes と Docker Swarm の違いは何ですか?

Kubernetes 高度な自動化、マルチクラウド設定、大規模クラスターをサポートしますが、学習曲線は急峻です。 DockerSwarm よりシンプルで、小規模な組織に適しており、Docker ツールと簡単に統合できます。

2. 異なるクラウド プロバイダー間でコンテナ オーケストレーションを使用できますか?

はい。多くのオーケストレーションツール、特に Kubernetes、 対応 マルチクラウド (NAIST) と ハイブリッド環境単一のプラットフォームから、AWS、Azure、GCP、オンプレミスのシステム全体にコンテナをデプロイおよび管理できます。

3. コンテナ オーケストレーションは CI/CD をどのようにサポートしますか?

オーケストレーションツールは以下と統合されます CI / CDパイプライン (Jenkins や GitLab など) を使用してテスト、デプロイメント、ロールバックを自動化することで、開発をスピードアップし、人的エラーを削減します。

4. コンテナ オーケストレーション セットアップでは何を監視する必要がありますか?

次のような指標を監視する CPUとメモリの使用状況ポッドの健全性、ノードのステータス、デプロイメントの成功などを確認できます。 LogicMonitor リソース制限、コンテナの再起動、ネットワーク遅延を追跡して、問題を早期に発見します。

5. コンテナ オーケストレーションでパフォーマンスの問題を回避するにはどうすればよいですか?

　 自動スケーリング 交通状況の変化に応じてリソースを調整し、明確な リソース制限とリクエスト 設定ファイルで設定してください。定期的にクラスターの使用状況を確認し、ボトルネックを回避するために設定を更新してください。

6. LogicMonitor はコンテナ化されたアプリを監視できますか?

Yes. LogicMonitor KubernetesおよびDocker環境のリアルタイム監視を提供します。パフォーマンスとリソースの使用状況を追跡し、問題が発生した場合はアラートを通知します。

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