コンテナ化とは?

コンテナ化とは何ですか?

コンテナ化は、アプリケーションのコードを、あらゆるインフラストラクチャで実行するために必要なすべてのファイルとライブラリにバンドルするソフトウェアデプロイプロセスです。従来、コンピュータでアプリケーションを実行するには、マシンのオペレーティングシステムに合ったバージョンをインストールする必要がありました。例えば、Windows マシンには Windows バージョンのソフトウェアパッケージをインストールする必要がありました。しかし、コンテナ化を使用することで、あらゆるタイプのデバイスやオペレーティングシステムで実行される単一のソフトウェアパッケージ (コンテナ) を作成できます。

コンテナ化にはどのようなメリットがありますか?

デベロッパーは、次のメリットがあるため、コンテナ化を使用して最新のアプリケーションを構築およびデプロイします。

ポータビリティ

ソフトウェアデベロッパーは、コンテナ化を使用して、プログラムコードを書き直すことなく、複数の環境にアプリケーションをデプロイします。アプリケーションを一度だけ構築して、複数のオペレーティングシステムでデプロイします。例えば、Linux と Windows オペレーティングシステムで同じコンテナを実行します。また、デベロッパーは、デプロイのために、コンテナを使用してレガシーアプリケーションコードを最新バージョンにアップグレードします。

スケーラビリティ

コンテナは、効率的に動作する軽量のソフトウェアコンポーネントです。例えば、仮想マシンはオペレーティングシステムを起動する必要がないため、コンテナ化されたアプリケーションを高速に起動できます。そのため、ソフトウェアデベロッパーは、単一のマシン上で異なるアプリケーションのために複数のコンテナを簡単に追加できます。コンテナクラスターは、同じ共有オペレーティングシステムのコンピューティングリソースを使用しますが、1 つのコンテナが他のコンテナのオペレーションに干渉することはありません。

耐障害性

ソフトウェア開発チームは、コンテナを使用してフォールトトレラントなアプリケーションを構築します。これらのチームは、クラウド上でマイクロサービスを実行するために複数のコンテナを使用します。コンテナ化されたマイクロサービスは分離されたユーザースペースで動作するため、1 つのコンテナで障害が発生しても、他のコンテナに影響が及ぶことはありません。これにより、アプリケーションの回復力と可用性が向上します。

俊敏性

コンテナ化されたアプリケーションは、分離されたコンピューティング環境で実行されます。ソフトウェアデベロッパーは、オペレーティングシステム、ハードウェア、または他のアプリケーションサービスに干渉することなく、アプリケーションコードをトラブルシューティングしたり、変更したりできます。コンテナモデルを使用して、ソフトウェアのリリースサイクルを短縮し、更新に迅速に取り組むことができます。

コンテナ化にはどのようなユースケースがありますか?

コンテナ化のいくつかのユースケースを次に示します。

クラウド移行

クラウド移行、またはリフトアンドシフトアプローチは、レガシーアプリケーションをコンテナにカプセル化し、クラウドコンピューティング環境にデプロイすることを含むソフトウェア戦略です。組織は、ソフトウェアコード全体を書き直すことなく、アプリケーションをモダナイズできます。

マイクロサービスアーキテクチャの採用

マイクロサービスを使用してクラウドアプリケーションを構築しようとする組織には、コンテナ化のためのテクノロジーが必要です。マイクロサービスアーキテクチャは、機能するアプリケーションを提供するために、複数の相互依存するソフトウェアコンポーネントを使用するソフトウェア開発アプローチです。各マイクロサービスには、固有の特定の機能があります。最新のクラウドアプリケーションは、複数のマイクロサービスで構成されています。例えば、動画ストリーミングアプリケーションは、データ処理、ユーザートラッキング、請求、およびパーソナライゼーションのためのマイクロサービスを備えている場合があります。コンテナ化は、さまざまなプラットフォームでデプロイ可能なプログラムとしてマイクロサービスをパックするためのソフトウェアツールを提供します。

IoT デバイス

モノのインターネット (IoT) デバイスには限られたコンピューティングリソースしか含まれていないため、手動によるソフトウェア更新は複雑なプロセスとなります。コンテナ化により、デベロッパーは、複数の IoT デバイスでアプリケーションを簡単にデプロイおよび更新できます。

コンテナ化はどのように機能しますか?

コンテナ化では、実行されているマシンにかかわらず、一貫して実行する自立したソフトウェアパッケージを構築します。ソフトウェアデベロッパーは、コンテナイメージ、つまりコンテナ化されたアプリケーションを実行するために必要な情報を含むファイルを作成してデプロイします。デベロッパーはコンテナ化ツールを使用して、Open Container Initiative (OCI) イメージの仕様に基づいてコンテナイメージを構築します。OCI は、コンテナイメージを作成するための標準化された形式を提供するオープンソースグループです。コンテナイメージは読み取り専用で、コンピュータシステムによって変更することはできません。

コンテナイメージは、次のレイヤーで構成されるコンテナ化されたシステムの最上位レイヤーです。

インフラストラクチャ

インフラストラクチャは、コンテナモデルのハードウェアレイヤーです。これは、コンテナ化されたアプリケーションを実行する物理コンピュータまたはベアメタルサーバーのことをいいます。

オペレーティングシステム

コンテナ化アーキテクチャの 2 つ目のレイヤーはオペレーティングシステムです。Linux は、オンプレミスのコンピュータを使用したコンテナ化のための一般的なオペレーティングシステムです。クラウドコンピューティングでは、デベロッパーはコンテナ化されたアプリケーションを実行するために AWS EC2 などのクラウドサービスを使用します。

コンテナエンジン

コンテナエンジン、またはコンテナランタイムは、コンテナイメージに基づいてコンテナを作成するソフトウェアプログラムです。コンテナとオペレーティングシステムの間の仲介エージェントとして機能し、アプリケーションに必要なリソースを提供および管理します。例えば、コンテナエンジンは、基盤となるインフラストラクチャや相互に依存しないようにすることで、同じオペレーティングシステム上の複数のコンテナを管理できます。

アプリケーションと依存関係

コンテナ化アーキテクチャの最上位レイヤーは、アプリケーションコードと、ライブラリの依存関係や関連する設定ファイルなど、実行する必要のある他のファイルです。このレイヤーには、ホストオペレーティングシステム上にインストールされる軽量のゲストオペレーティングシステムも含まれる場合があります。

コンテナオーケストレーションとは何ですか?

コンテナオーケストレーションは、コンテナの自動管理を可能にするソフトウェアテクノロジーです。アプリケーションの各コンテナには数千のマイクロサービスが含まれている可能性があるため、これは最新のクラウドアプリケーション開発に必要です。コンテナ化されたマイクロサービスが多数ある場合、ソフトウェアデベロッパーがそれらを手動で管理することは不可能です。

コンテナオーケストレーションのメリット

デベロッパーはコンテナオーケストレーションツールを使用して、コンテナを自動的に開始、停止、管理します。コンテナオーケストレーターにより、デベロッパーはクラウドアプリケーションを正確にスケールし、ヒューマンエラーを回避できます。例えば、ホストプラットフォームからの適切なリソースがある状態でコンテナがデプロイされていることを確認できます。

コンテナテクノロジーのタイプにはどのようなものがありますか?

デベロッパーがコンテナ化に使用する一般的なテクノロジーの例を次に示します。

Docker

Docker、または Docker Engine は、ソフトウェアデベロッパーがさまざまなプラットフォームでコンテナ化されたアプリケーションを構築、デプロイ、およびテストできるようにする、人気のあるオープンソースのコンテナランタイムです。Docker コンテナは、Docker フレームワークで作成されるアプリケーションと関連ファイルの自己完結型パッケージです。

Linux

Linux は、コンテナテクノロジーが組み込まれたオープンソースのオペレーティングシステムです。Linux コンテナは自己完結型の環境であり、複数の Linux ベースのアプリケーションを単一のホストマシンで実行できます。ソフトウェアデベロッパーは Linux コンテナを使用して、大量のデータを読み書きするアプリケーションをデプロイします。Linux コンテナは、オペレーティングシステム全体を仮想環境にコピーしません。代わりに、コンテナは Linux 名前空間で割り当てられた必要な機能で構成されます。

Kubernetes

Kubernetes は、ソフトウェアデベロッパーが膨大な数のマイクロサービスをデプロイ、スケーリング、管理するために使用する、人気のあるオープンソースのコンテナオーケストレーターです。Kubernetes には、コンテナの自動化を容易にする宣言型モデルがあります。宣言型モデルは、Kubernetes が設定ファイルに基づいて要件を満たす適切なアクションを実行するようにします。

仮想マシンとは何ですか?

仮想マシン (VM) は、ホストマシンの物理ハードウェアとオペレーティングシステムのデジタルコピーです。ホストマシンには、CPU、ストレージ、およびメモリを共有する複数の VM がある場合があります。ハイパーバイザー (VM をモニタリングするソフトウェア) は、アプリケーションがコンピューティングリソースを使用するかどうかにかかわらず、すべての VM にコンピューティングリソースを割り当てます。

仮想マシンと比較したコンテナ化

コンテナ化は、VM と似ていますが、それを改善した概念です。ハードウェアレイヤーをコピーする代わりに、コンテナ化では、自己完結型の環境からオペレーティングシステムレイヤーが削除されます。これにより、ホストオペレーティングシステムから独立してアプリケーションを実行できます。アプリケーションには必要となるリソースのみが正確に提供されるため、コンテナ化はリソースの浪費を防ぎます。

サーバーレスコンピューティングとは何ですか?

サーバーレスコンピューティングとは、アプリケーションを駆動するサーバーインフラストラクチャをクラウドベンダーが完全に管理するクラウドコンピューティングテクノロジーをいいます。つまり、デベロッパーや組織は、クラウドサーバー上でリソースを設定、保守、またはプロビジョニングする必要がありません。サーバーレスコンピューティングにより、組織はワークロードに応じてコンピューティングリソースを自動的にスケールできます。

サーバーレスコンピューティングと比較したコンテナ化

サーバーレスコンピューティングでは、ライブラリや設定ファイルなどの依存関係がないため、アプリケーションを即座にデプロイできます。サーバーレスアプリケーションがアイドル状態のときには、クラウドベンダーはコンピューティングリソースについて課金しません。一方、コンテナはより移植性が高いため、デベロッパーはアプリケーションの環境を完全に制御できます。

クラウドネイティブとは何ですか?

クラウドネイティブは、クラウドでアプリケーションを構築、テスト、およびデプロイするソフトウェア開発方法です。クラウドネイティブという用語は、アプリケーションがクラウドコンピューティング環境で生み出され、存在していることを意味します。組織がクラウドネイティブアプリケーションを構築するのは、これらのアプリケーションが高いスケーラビリティ、回復力、柔軟性を備えているからです。

クラウドネイティブと比較したコンテナ化

クラウドネイティブなアプリケーション開発では、従来のモノリシックアプリケーションとは異なるテクノロジーとアプローチが必要です。コンテナ化は、デベロッパーがクラウドネイティブアプリケーションを構築できるようにするテクノロジーの 1 つです。サービスメッシュや API などの他のクラウドネイティブテクノロジーと連携して、クラウドネイティブアプリケーションでマイクロサービスをまとめて機能させることができます。

AWS App2Container とは何ですか?

AWS App2Container は、ソフトウェアデベロッパーがレガシーアプリケーションをモダナイズできるようにするコンテナ化ツールです。デベロッパーは App2Container を使用して、Java および .NET アプリケーションをコンテナ化されたアプリケーションに変換します。

App2Container は、既存のプラットフォームベースのアプリケーションを AWS 環境に移行するための標準ツールを提供します。
App2Container を使用すると、デベロッパーは、クラウドアプリケーションをスケーリングする際のセキュリティが確保されていることについて安心できます。
デベロッパーは、、コンテナイメージの作成時における依存関係と設定の特定を簡素化するために、App2Container を使用します。

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