システムの開発、稼働環境としてのベースとなるサーバー。このサーバーのあり方についても時代の潮流というものがあります。オンプレミスで自社サーバー、データセンターへのサーバーの集約、VMを利用した仮想化、クラウドサービスの利用と主流となる環境は徐々に選択肢を増やしながら変化してきました。システムを運用するIT部門としては、可用性、性能要件、メンテナンスへのコスト、様々な条件に照らし合わせて、適した環境を選択して利用することが求められます。
これらの流れに次いで新たな選択肢として現れたのがコンテナです。コンテナの利用はシステム稼働、運用の環境にも大きなメリットをもたらしてくれます。
本記事では仮想化技術およびコンテナを適用した場合のシステム運用におけるメリットについて紹介します。

仮想化とコンテナ

仮想化ソフトウェアの普及

「仮想化」とはサーバー等のコンピュータリソースを抽象化すること、およびその技術を示します。
従来、ITシステムを動かす環境となるサーバーは、サーバーセンター、サーバールームなどに置かれていました。物理サーバーを企業が管理する、オンプレミスといわれる運用形態です。この物理サーバーに対しサーバーの動作環境を抽象化する技術が仮想化です。
ハードウェアとソフトウェアの中間にあるOS部分をエミュレート（またはシミュレート）する仮想化ソフトウェアにより、OS（ホストOS）の上で別のOS（ゲストOS）環境を丸ごと動作させます。Virtual Machineの名の通り、仮想的に機械（サーバー）を作り出すのです。
※仮想化には上記以外の技術を利用するものも存在しますが、以下、本稿での「仮想化」はOSレベルでの仮想化およびコンテナレベルでの仮想化を示します。
代表的な仮想化ソフトウェアとしては、VMWare社のvSphereやOracle社のVirtualBox、日本マイクロソフトのHyper-Vといった製品があります。

仮想化とクラウドの関係

仮想化された環境の利用者は、主にネットワークを通じてアクセスします。仮想化された環境は抽象化されているため、一つの物理サーバー上に複数環境を作ったり、遠く離れたネットワークのどこかに環境を存在させることも可能です。
仮想化と合わせてよく利用されるのがクラウドという利用形態です。ネットワーク上のどこからでも利用できるクラウドと仮想化は相性がよく、組み合わせることでメリットが生まれます。クラウドサービスとして仮想化された環境を利用することで、利用者はハードウェアを用意することなく環境を得ることができます。ハードウェアのスペックの拡張もお金を払えばサービスとして提供されていますし、メンテナンスを行う必要もありません。
クラウドに仮想化された環境を利用すれば、新たなサーバー環境を気軽に手に入れることが可能なのです。クラウドサービスとして提供される環境はIaaS、PaaSと呼ばれるものがあり、各種のクラウドベンダーにより様々なサービスが提供されています。

コンテナの登場

クラウドサービスとしての仮想化環境の提供が始まり一般化が進む中で、登場した次の仮想化技術がコンテナです。
コンテナはホストOSのマシンリソースを、コンテナ専用に隔離・制限したプロセスです。OSレベルではなく、同一のOS上に複数のコンテナ（=アプリケーション環境）を作ることができます。
コンテナを利用する場合、VMでは必要だった仮想化ソフトウェア、ゲストOSが不要となります。VMの持つ、ホストOSとゲストOSを動かすことによる処理のオーバーヘッドを減少させることが可能です。
※コンテナエンジンと呼ばれるソフトウェアの実行は必要。
また、VMの場合、問題発生時にどの層で問題が起きたのかが分かりづらかったのですが、コンテナにすることで切り分けがしやすくなっています。さらには管理単位が小さくなるため、運用上のメリットも存在しています。
コンテナの利用に拍車をかけたのがDockerです。Dockerは非常に軽量なコンテナ技術であり、コンテナの利用へのハードルをさらに下げました。

コンテナがもたらしてくれるメリットとは

コンテナを利用することで、一つのサーバー上に複数の環境を構築可能です。
一つのサーバーに複数の環境を構築することはVMでも可能ですが、VMよりもコンテナの方がメリットを見いだせるケースが存在しています。
コンテナは従来のVMよりも軽量で、稼働に必要な資源を削減することができます。可能な限り少ない資源でアプリケーションを稼働させることができれば、環境に費やすコストを抑えることにも繋がっています。
また、コンテナ環境はコピーして環境を作ることが容易で、アプリケーション稼働環境の可搬性を向上させます。この可搬性の向上により、アプリケーション開発や運用の現場でリリースサイクルを高速化することに繋がり、DevOps実現の要になることが期待されています。

システム運用におけるコンテナの利用方法

システム運用とDevOps

システム運用において、コンテナはどのような形でメリットをもたらしてくれるのでしょうか。コンテナを利用して環境を構築することにより、これまでよりも環境構築コストを減少させ、環境の提供スピードの向上をもたらすことが可能です。ホストとなるLinuxのみ用意すれば、他のOS設定が不要なため、メンテナンスコストが減少し、OS環境によるトラブルも避けることができます。代替環境も準備しやすく、本番環境との差をほとんど無くすことができます。
システム運用面では改善、改修、バグ修正およびその動作確認での環境準備が容易となります。特にDevOpsの様な形態の運用と開発が組み合わさった形で、スピード感を持ったリリースサイクルを作り上げることが可能です。
また、システム運用からみると、複数のコンテナを利用する環境ではKubernetes等のコンテナオーケストレーションツールを利用することで環境を効率的に管理することができます。コンテナ停止時に代替コンテナを立ち上げるクラスタリング、コンテナ高負荷時にコンテナを増やして負荷分散を行うスケーリングも設定可能です。

コンテナは仮想化を置き換える技術か

さて、優れたメリットを持つコンテナですが、既存のVMで作られた仮想化環境にすべて置き換わっていくのでしょうか。
答えはNOです。VMとコンテナでは違いがあり、全てを代替できるものではありません。それぞれのメリット、デメリットを検討し、適した環境構築を使い分ける必要があります。
例えば、VMとコンテナでは下記の点が使い分けのカギとなってきます。

もちろん、コンテナには利用のメリットもありますので、環境構築への選択肢が増えると捉えましょう。 

コンテナを利用した効率的なシステム運用を検討される場合には

システム運用を効率的にしてくれるコンテナを利用した環境構築を検討しているけれど、コンテナや仮想化に関するノウハウやスキルが無くて困っている。コンテナ環境を構築したはいいけれど、運用の効率化につなげられていない。
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