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コンテナとはどのようなもの？クラウドサービスを動かすのに必要不可欠
目次
こんにちは。
クラウドエース編集部です。
「コンテナ」は、クラウド サービスを支える基本技術です。
特にアプリケーション開発において、多くの企業が活用しています。
コンテナとはどのような仕組みの技術なのでしょうか。
本記事では「仮想サーバー」との違いにも触れながら詳しく解説します。
コンテナはクラウドサービスになくてはならないもの！
コンテナとは、1 つの物理サーバー上に、複数のサーバーが存在する状態に近い環境を構築する技術です。
仮想サーバーと似ていますが、基本的な仕組みが大きく異なります。
コンテナの特徴は「OS を個別に搭載していない」という点です。
仮想サーバーでは、「複数の OS」が存在する状態を構築しますが、コンテナは「1 つの OS」上で複数の環境を構築します。
仕組みの違いについて詳しくは、このページ内の「仮想サーバーとコンテナの違い」の項目を参照してください。
「コンテナを使用するメリット」の項目で詳しく解説していますが、コンテナは仮想サーバーよりも優れた点があります。
1 つのインフラを多くの利用者に提供するクラウド サービスにおいては、なくてはならない重要な技術です。
仮想サーバーとコンテナの違い
仮想サーバーとコンテナには、どのような違いがあるのでしょうか。
2 つのポイントを解説します。
【仮想サーバー】物理マシン上で複数のサーバーを構築する技術
仮想サーバーとは、「仮想化ソフトウェア」を使って 1 つの物理マシンをいくつかに区切り、それぞれの領域に OS をインストールして、各領域を 1 台のマシンのように動かす技術です。
通常は、物理マシン本体の OS（ホスト OS）と、仮想化マシンの OS（ゲスト OS）の両方が存在します。
「ハイパーバイザー」と呼ばれる方式の場合、ホスト OS の役割をハイパーバイザーが代替するためはホスト OS は不要で、ゲスト OS だけが存在する状態が構築されますが、「仮想化マシン上に OS が搭載される」という点は共通です。
【コンテナ】アプリケーション実行環境を構築する技術
コンテナとは、ホスト OS 上で「コンテナ エンジン」と呼ばれるシステムを動かし、「コンテナ」と呼ばれる実行環境を複数構築する技術です。
コンテナ内には、コマンドやライブラリなど、アプリケーションを実行するために必要な環境がまとめられています。
1 つひとつのコンテナは、仮想サーバーに近い使い方が可能ですが、コンテナ内には OS がインストールされていません。
各コンテナ内のアプリケーションは、コンテナ エンジンを通してホスト OS によって動作します。
コンテナを使用するメリット
仮想サーバーと比較した場合のコンテナのメリットを 3 つ紹介します。
処理速度が速い
コンテナは仮想サーバーと比較すると高い処理速度を実現できることがメリットです。
コンテナ内にゲスト OS を構築せず、直接ホスト OS でアプリケーションを実行するため、物理マシンの CPU やメモリへの負荷が小さい状態で動作できます。
ホスト OS とゲスト OS の両方を動かす必要のある仮想サーバーと比べると、アプリケーションを高速で実行することが可能です。
違うディストリビューションのOSでも動く
コンテナは、バージョンやディストリビューション（各社が配布しているパッケージ）の異なる OS 環境を再現でき、アプリケーションの動作確認がしやすいというメリットもあります。
例えば同じ Linux 系でも、最新バージョンでのテストだけでなく、古いバージョンでの実行テストや、ディストリビューションの異なる RHEL や Ubuntu での動作をテストできます。
セキュリティが高い
コンテナ同士は「サンドボックス」の技術によって分離されるため、セキュリティ性が高いことも特徴です。
サンドボックスとは、コンピューター内に隔離された仮想領域を作る技術で、安全性が確認できないプログラムを分析する際などに活用されます。
クラウド サービスでは、コンテナ同士を分離するためにサンドボックスの技術が活用されています。
コンテナを利用したクラウド サービスの場合、同じ物理マシンを多くのユーザーで共有することになりますが、コンテナ同士がサンドボックスによって分離されるため、セキュリティが高い状態を確保することが可能です。
コンテナを使用するデメリット
仮想サーバーと比較した場合の、コンテナのデメリットについても把握しておきましょう。
次の 2 つの点が挙げられます。
実行するアプリケーションがベースOSに依存する
コンテナのデメリットは、「ベース OS、つまりホスト OS を変更できない」という点です。
コンテナ内で実行できるアプリケーションは、ベース OS の種類によって制限を受けることになります。
Linux 用の「カーネル」を利用しているコンテナ上で、Windows や UNIX などカーネルに互換性がない OS 用のプロセスは動かせません。
再現できるのはあくまでも同じ Linux 系など、ホスト OS と同系列でカーネルに互換性のある OS に限ります。
カーネルとは、OS の中核となるソフトウェアで、プログラム間を連携したり、CPU やメモリの配分をしたりなど、アプリケーションを実行するための中心的な役割を担うものです。
コンテナでは、カーネルを共有する都合上、ホスト OS とカーネルが異なる OS で動くアプリケーションを実行できません。
一方の仮想サーバーは、OS の選択が自由であり、それぞれの仮想サーバーに異なる OS を搭載できます。
個別にカーネルを変更できない
もう 1 つのデメリットは「カーネルの変更ができない」という点です。
複数のコンテナでカーネルを共有するため、アプリケーションごとにカーネルの構成を変える操作はできません。
一方、仮想サーバーの場合には、個別にゲスト OS が割り当てられ、仮想環境同士でカーネルを共有していないので、カーネルの変更・カスタマイズが可能です。
このように仮想サーバーにもメリットがあるため、必要に応じて使い分けることが重要です。
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「Kubernetes Engine」は、コンテナを管理するためのシステムである Kubernetes（クバネティス）を利用できるサービスです。
「Cloud Run」は、コンテナ化されたアプリケーションの開発ができるプラットフォームです。
「Compute Engine」は、仮想マシンが利用できるサービスで、さまざまな使い方ができ、コンテナ環境を構築して利用することもできます。
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