コンテナ化とは？従来の仮想化との違いやメリット・デメリットを解説【トゥモロー・ネット テックブログ】

コンテナ化は、従来の仮想化と比べ、アプリケーションの効率的な運用を可能にする革新的な技術です。そのため、年々多くの企業がコンテナ化の活用を進めています。

しかし、コンテナ化と仮想化の違いがわからず、なかなか導入に踏み切れない方も多いのではないでしょうか。

そこで今回の記事では、従来の仮想化とコンテナ化の概要から、それぞれの技術の違い、メリット・デメリットなどについて、詳しく解説していきます。

コンテナ化の詳細が知りたい方や、導入を迷っている方は、ぜひ参考にしてください。

そもそも仮想化とは？

仮想化は、物理的なハードウェアのリソースを抽象化する技術であり、本来1対1に紐づいていたハードウェアとリソースの関係を抽象化するものです。

従来、サーバーや他のハードウェア上で実行されるソフトウェアやアプリケーションは、その基板上でしか動作しませんでした。しかし、仮想化技術を用いることで、物理的な制約を超えて、同一サーバー上で複数のOSを同時に実行できるようになりました。このとき、大元となるOSを「ホストOS」、仮想上の各OSを「ゲストOS」と呼んで区別します。

仮想化には多くのメリットがありますが、アプリケーション起動に多くのリソースが必要だったり、ゲストOSの管理運用が煩雑になりやすかったりといったデメリットも存在します。これらの課題に対処するために生まれたのが、「コンテナ化」と呼ばれる新しい技術です。

コンテナ化とは？仮想化との違い

コンテナ化とは、アプリケーションの実行環境を仮想的なコンテナ単位にまとめ上げ、それを使って動作させる技術です。同じ意味で「コンテナ仮想化」「コンテナ型の仮想化」などと呼ばれることもあります。

コンテナ化が前述の仮想化と最も違っているのは、アプリケーション起動時にゲストOSを必要としない点です。

コンテナ化されたアプリケーションは、ホストOSから直接起動します。そのため、ゲストOSを使う仮想化と比べてオーバーヘッドが少なく、CPUやメモリの使用リソースを大きく削減できます。また、各ゲストOSを構築するための工数や、アップデートやメンテナンスなどの管理を行う手間も省けます。

そのため、コンテナ化を活用すれば、従来の仮想化と比べてマシンリソースと人的リソースの両方を削減しつつ、より柔軟なアプリケーション管理が実現します。

コンテナ化するメリット

ここでは、コンテナ化を活用することで得られる具体的な3つのメリットについて、その詳細を確認していきましょう。

メリット①：動作や処理の高速化

コンテナ化には、仮想化に比べて動作や処理が高速化するというメリットがあります。

仮想化の場合、各アプリケーションを実行するためには、ゲストOSを起動する必要がありました。しかし、コンテナ化の場合はゲストOSを経由する過程が存在しないので、その分起動や終了といった動作を迅速に行えます。

その結果、アプリケーション実行時にかかるリソースが少なくなり、サーバーへの負荷が軽減されることで、処理速度の向上が期待できます。

メリット②：環境構築のための運用工数の削減

コンテナ化のメリットとして、アプリケーションの環境構築のための運用工数を、仮想化に比べて大幅に削減できる点も挙げられます。

仮想化の場合は、アプリケーション実行用のゲストOSをホストOSとは別に運用する必要があり、アップデートやメンテナンスなどに別途の手間がかかります。

一方、コンテナ化では各アプリケーションが大元のサーバー（ホストOS）上で保存・実行されるので、運用時の工数が大幅に少なく済むのです。

メリット③：環境要因のトラブル防止

コンテナは、OSなどの環境と切り離されてパッケージングされているので、環境要因に起因するトラブルを防止できます。

たとえば仮想化において、アプリケーションをホストOS上で試験し、その後ゲストOSで運用したとします。その場合、それぞれのOSが違うことで、バグが発生したり起動しなくなったりといったトラブルが発生する可能性があります。

その点、コンテナ化の場合はOSに関係なくパッケージングされているので、そのようなトラブルの発生率が大きく減少します。

コンテナ化する際に気をつけるべきデメリット

以上見てきたように、コンテナ化には多くのメリットがありますが、同時にデメリットもあるので注意が必要です。

ここでは、特に気をつけたい3つのデメリットについて、詳細を確認していきましょう。

デメリット①：ホストOS環境に依存する

コンテナ化には、アプリケーションがホストOS環境に依存してしまうデメリットがあります。

仮想化の場合は、各アプリケーションがゲストOS上で起動されるので、それぞれのOSに対応したものを同一OS上で運用できます。

その一方、コンテナ化ではゲストOSが存在せず、すべて同一OS上で起動します。その結果、異なるOSでしか起動できないアプリケーションは利用できません。

このように、仮想化とコンテナ化にはOS依存の有無という違いがあるので、利用アプリケーションとの相性に合わせて利用先を検討する必要があります。

デメリット②：コンテナが増えるとオーバーヘッドが累積する

コンテナ化には、コンテナが増えるとオーバーヘッドが累積し、ホストOSへの負荷が増すという注意点もあります。

もちろん、各アプリケーションとゲストOSが紐づいた仮想化と比べれば、コンテナ化のオーバーヘッドははるかに小規模です。しかし、1つひとつは軽微でも、複数が累積すると大きな負荷になる可能性があります。

そのため、使用するコンテナの数が多い場合は、使用リソースを削減できるよう、適切な管理と設計を行うことが求められます。

デメリット③：相応の学習コストがかかる

コンテナ化は、従来の仮想化に比べてまだ新しい技術なので、利用するには相応の学習コストが必要な点にも注意しましょう。

特に、初めてコンテナ化を導入する場合は、適切に管理運用するためにも、十分なスキルの獲得が求められます。

しかし適切なトレーニングを積みさえすれば、このデメリットは十分に払拭が可能です。コンテナ化は、適切に利用すればデメリット以上に多くのメリットが得られるといわれています。

コンテナ化の主要ツール

コンテナ化を利用する際は、主に「Docker」「Kubernetes」という2つのツールが使用されます。

それぞれの特徴について、順番に確認していきましょう。

ツール①：Docker

「Docker」は、コンテナ化で最も広く利用されているオープンソースタイプのツールです。2013年に同名のDocker 社によって開発されました。

Docker では、アプリケーションとその実行環境をコンテナとしてパッケージングし、設定をコード化しているので、複数人での協働や開発も簡単に行えます。

現在のところ、コンテナ化を実施するうえでは最もスタンダードな存在として知られているので、コンテナ化を検討する際はまず候補に入れるべきツールでしょう。

ツール②：Kubernetes

「Kubernetes」は、複数のコンテナを管理するために作られたオーケストレーションツール（連携ツール）です。「K8s」や「Kube」という略称で呼ばれることもあります。

Kubernetes を使うと、クラウド上やオンプレミス環境など、複数のホストでコンテナ化されたアプリケーションを相互管理できます。

また、運用時に万一の障害が発生した際は、自動で再起動や復旧などをしてくれるため、安全で省リソースな管理が実現します。

Docker がコンテナ化を行うために必要なツールだった一方で、Kubernetes はコンテナ化の管理効率を高めるのに役立つツールです。

それぞれの特徴を踏まえ、適切に使い分けていきましょう。

まとめ

今回は、コンテナ化とは何かをテーマに、仮想化との違いやメリット・デメリット、主要ツールなどについて確認しました。

コンテナ化はアプリケーション起動にゲストOSを必要としないため、従来の仮想化にあった多くの課題が解決され、快適で生産性の高い運用・管理が実現しますので是非参考にしてみてください。

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