【ITニュース解説】【作業ログ】Kubernetes チュートリアル【基本編】

Kubernetesは、現代のソフトウェア開発で欠かせない技術である。複数のコンテナ化されたアプリケーションを効率的に管理し、運用するための強力なプラットフォームだ。この記事は、Kubernetesの基礎を学び、実際に手を動かすことでその理解を深めるためのチュートリアル実施ログを解説する。システムエンジニアを目指す人にとって、コンテナ技術とKubernetesの知識は必須となりつつある。

まず、コンテナとは何かを理解する必要がある。コンテナは、アプリケーションとその実行に必要なすべての要素（コード、ランタイム、システムツール、ライブラリなど）を一つにまとめた軽量で独立した実行環境のことだ。これにより、アプリケーションはどんな環境でも一貫して動作する。しかし、多くのコンテナを本番環境で運用するとなると、手作業での管理は非常に困難になる。例えば、コンテナの起動・停止、スケーリング（負荷に応じて増減させること）、障害発生時の復旧などを自動化する必要がある。Kubernetesは、これらのコンテナ管理の課題を解決する「コンテナオーケストレーション」ツールとして登場した。Kubernetesは、複数のサーバー（ノード）をまとめた「クラスター」という単位で動作し、アプリケーションのデプロイ、管理、スケーリング、ネットワーキングなどを自動化する。クラスター内には、全体の管理を行う「マスターノード」と、実際にアプリケーションコンテナを実行する「ワーカーノード」が存在する。

Kubernetesの学習を始めるにあたり、本格的なKubernetesクラスターをすぐに用意するのはハードルが高い場合がある。そこで役立つのが「minikube」だ。minikubeは、ローカル環境（自分のPC上）で単一ノードのKubernetesクラスターを簡単に構築できるツールである。これにより、複雑な設定なしにKubernetesの基本的な操作や概念を体験できる。チュートリアルでは、まずminikubeをインストールし、自分のPC上にKubernetesのミニチュア版環境を作り出すことから始める。

Kubernetesクラスターが用意できたら、次にそのクラスターを操作するためのツールが必要になる。それが「kubectl（キューブコントロールまたはキューブシーティーエル）」である。kubectlは、コマンドラインインターフェース（CLI）を通じてKubernetesクラスターと対話するためのツールだ。これを使うことで、アプリケーションのデプロイ、クラスターの状態確認、リソースの管理など、Kubernetesに関するあらゆる操作を実行できる。

minikubeをインストールし、kubectlを準備したら、minikubeを使ってクラスターを作成する。このプロセスにより、ローカル環境にKubernetesの実行基盤が構築される。クラスターが正常に起動したことを確認するために、kubectlコマンドを使ってノードの状態などを確認する。さらに、Kubernetesにはクラスターの状態を視覚的に確認できる「ダッシュボード」というウェブインターフェースも用意されている。これは、現在のクラスターの状況やデプロイされているアプリケーションなどをグラフィカルに表示してくれるため、初心者にとって非常に分かりやすいツールである。チュートリアルでは、このダッシュボードの起動方法も学ぶ。

Kubernetesの最も重要な概念の一つが「Deployment（デプロイメント）」だ。Deploymentは、アプリケーションのインスタンス（コンテナ）をどのように実行し、管理するかを定義するリソースである。例えば、「このアプリケーションのコンテナを常に3つ実行しておいてほしい」といった指示をDeploymentに与えることができる。Deploymentは、指定された数のコンテナが常に稼働している状態を保証し、もしコンテナがクラッシュしたり、ノードに障害が発生したりした場合には、自動的に新しいコンテナを起動して回復させる役割を担う。チュートリアルでは、Hello WorldのようなシンプルなアプリケーションをDeploymentとしてKubernetesクラスターにデプロイする手順を体験する。これにより、アプリケーションがコンテナとしてKubernetes上で実行される仕組みを学ぶ。

Deploymentによってアプリケーションのコンテナが実行されたとしても、外部からそのアプリケーションにアクセスする方法がなければ意味がない。ここで登場するのが「Service（サービス）」である。Serviceは、Kubernetesクラスター内で実行されている一連のコンテナ（Podと呼ばれる）に対して、安定したネットワークアクセスを提供する抽象化された仕組みだ。アプリケーションのコンテナは、様々な理由でIPアドレスが変わることがあるが、Serviceは固定のIPアドレスやDNS名を提供することで、アプリケーションの利用者や他のマイクロサービスが常に同じ方法でアクセスできるようにする。チュートリアルでは、デプロイしたアプリケーションに対してServiceを作成し、実際にウェブブラウザからアクセスできることを確認する。

Kubernetesは、基本機能に加えて、様々な追加機能を「アドオン」として提供している。例えば、特定の監視ツールやストレージ管理ツールなどをアドオンとして有効化することで、Kubernetes環境をさらに強化できる。チュートリアルでは、具体的なアドオンの有効化を通じて、Kubernetesの拡張性を学ぶ機会も提供される。

このチュートリアルを通じて、システムエンジニアを目指す初心者は、Kubernetesの基本的な概念から、実際にアプリケーションをデプロイし、外部からアクセスできるようにするまでの一連のプロセスを体験できる。minikubeとkubectlを使ったローカル環境での実践は、複雑なコンテナオーケストレーションの世界への第一歩となるだろう。これらの経験は、現代のクラウドネイティブな開発と運用を理解するための強固な土台を築くことに繋がる。