スピードとスケールを兼ね備えたアプリケーションの最新化
企業は、コンテナ化と仮想化プラットフォームを活用して、アプリケーションのスケーラビリティ、コスト効率、標準化を向上させようとしています。それでは、違いは何でしょうか？コンテナは、単一のOSインスタンス内で複数のオペレーティングシステムを実行できる仮想化技術の一種です。コンテナは軽量でポータブルであり、異なるプラットフォームでアプリケーションを実行するのに理想的です。
仮想化とは、単一の物理マシンがそのハードウェア内で複数の仮想マシンを実行することです。どちらのオプションも、開発チームがソフトウェアをより速く、効率的に展開できるように設計されていますが、それぞれ異なる目的に応じています。次の記事では、コンテナと仮想化についてさらに詳しく見ていき、どちらがビジネスに適しているかを判断できるようにします。
仮想化とは何ですか?
クラウドは、複数の人が同じサーバー・ハードウェア上でサービスを実行するマルチテナント環境である。共有環境を実現するために、クラウドプロバイダーは仮想化技術を利用する。
仮想化はハイパーバイザーを使って実現され、CPU、RAM、ストレージのリソースを複数の仮想マシン（VM）間で分割する。ハイパーバイザー上の各ユーザーは、それぞれ独自のオペレーティング・システム環境を得る。
個々のVMは互いに影響し合うことはないが、すべて同じハードウェアの恩恵を受けていることに注意する必要がある。つまり、AWSのようなクラウドプラットフォームは、複数のテナントでサーバーあたりのリソース利用率を最大化することができ、規模の経済によって企業の価格を下げることができる。
従来のアーキテクチャと仮想アーキテクチャ
コンテナ化とは何ですか?
コンテナ化は仮想化の一形態です。仮想化は単一のサーバー上で複数の OS インスタンスを実行することを目的としていますが、コンテナ化は複数のユーザー空間を使用してプロセスを互いに分離し、単一の OS インスタンスを実行します。つまり、コンテナ化は、複数のプロセスを同時に実行することを計画している 1 人の AWS クラウド ユーザーにとって意味があるということです。
コンテナ化は、ソフトウェア コード、ライブラリ、フレームワーク、およびその他の依存関係を、コンテナと呼ばれる分離されたユーザー スペースにまとめてパッケージ化することで実現されます。このコンテナは移植可能であり、Docker や Kubernetes などのコンテナ テクノロジをサポートするあらゆる環境のあらゆるインフラストラクチャで使用できます。
コンテナ化とマイクロサービスの関係は？
マイクロサービス・アーキテクチャは、アプリケーションの主要なコンポーネントを、単体で分離されたコンポーネントに切り離します。コンポーネントは互いに独立して動作できるため、エラーや完全なサービス停止のリスクを減らすことができます。
コンテナは、特定のタスクのための単一の機能、つまりマイクロサービスを保持する。個々のアプリケーション機能をコンテナに分割することで、マイクロサービスは企業サービスの回復力とスケーラビリティを向上させる。
コンテナ化により、テクノロジー スタックの残りの部分に影響を与えることなく、単一のアプリケーション コンポーネントを個別に更新することもできます。これにより、セキュリティと機能の更新が迅速に適用され、全体的な運用への影響が最小限に抑えられます。
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仮想化とコンテナ化の 7 つの違い
技術的なレベルでは、どちらの環境も類似したプロパティを使用しますが、結果は異なります。2 つの手法の主な違いは次のとおりです。
1. 分離
仮想化ではOSとVMインスタンスが完全に分離されるが、コンテナ化ではホストOSマシンとコンテナが互いに分離される。しかし、攻撃者がホストをコントロールすれば、すべてのコンテナが危険にさらされる。
2. 異なるオペレーティング・システム
仮想化では、それぞれが独自のカーネルを持つ複数の完全なオペレーティング・システムをホストできますが、コンテナ化では、1つのOS上でユーザー・モードを介してすべてのコンテナを実行します。
3. ゲスト・サポート
仮想化では、同じサーバーやマシン上でさまざまなOSを使用できる。一方、コンテナ化はホストOSに依存するため、LinuxコンテナをWindows上で実行することはできず、その逆も不可能である。
4. デプロイメント
仮想化とは、各仮想マシンが独自のハイパーバイザーを持つことを意味する。コンテナ化では、Dockerを使用して個々のコンテナをデプロイするか、Kubernetesを使用して複数のシステム間で複数のコンテナをオーケストレーションする。
5. 永続的な仮想ストレージ
仮想化では、個々の仮想マシンに仮想ハード ディスク (VHD) が割り当てられます。共有ストレージが複数のサーバー間で使用されている場合は、サーバー メッセージ ブロック (SMB) が割り当てられます。コンテナー化では、ローカル ハード ディスクはノードごとのストレージに使用され、SMB は複数のノード間の共有ストレージに使用されます。
6. 仮想負荷分散
仮想化とは、フェールオーバー クラスターを使用して、負荷分散をサポートする VM を実行することを意味します。コンテナ化では、Docker または Kubernetes によるオーケストレーションを使用してコンテナを起動および停止するため、リソースの使用率が最大化されます。ただし、使用可能なリソースの制限に達すると、コンテナ化による負荷分散の廃止が行われます。
7. 仮想化ネットワーク
仮想化では、仮想ネットワーク アダプタ (VNA) を使用して、マスター ネットワーク インターフェイス カード (NIC) を介して実行されるネットワークを容易にします。コンテナ化により、VNA は複数の分離されたビューに分割され、軽量のネットワーク仮想化が実現します。
仮想化の利点は何ですか?
仮想化により、アプリケーションのスケーラビリティが向上すると同時に、経費も削減されます。仮想化がビジネスに役立つ 5 つの方法をご紹介します。
- ハードウェア上のマルチテナント サポートにより、リソースをより効率的に活用できます。
- 仮想化されたリソースを即座にスプールし、プロセスが完了したら廃止することで、高可用性を実現します。
- 複製とバックアップによる仮想インスタンスの簡単なリカバリにより、ビジネスの継続性が向上します。
- 基盤となる OS と依存関係はすでにハイパーバイザーにロードされているため、仮想マシンを迅速に展開できます。
- 仮想化によりクラウドの移植性が向上し、マルチクラウドへの移行が容易になります。
仮想化のデメリットとは？
仮想化は、1台の物理サーバー上で複数のアプリケーションを実行する能力を提供する一方で、パ フォーマンスを阻害する可能性もあります。以下は、仮想化がビジネスに適しているかどうかを判断する際に考慮すべき6つのポイントです：
- 仮想化による投資回収（ROI）は数年かかる可能性があり、初期コストは高くなるが、日々の全体的なコストは低くなる。
- パブリック クラウドの仮想インスタンスでは、マルチテナント インフラストラクチャと、他のユーザーへのデータまたはカーネルの漏洩の可能性があるため、データの損失や侵害のリスクが生じる可能性があります。
- 複数の仮想化インスタンスの場合、スケーリングには長い時間がかかることがありますが、速度が重要です。
- ハイパーバイザー テクノロジには常にパフォーマンスのオーバーヘッドが伴い、同じ数のリソースでもパフォーマンスが低下します。
- 仮想化されたインスタンスを含む仮想サーバーは無制限に拡大する可能性があり、監視されていない場合は IT 部門に追加の管理負担がかかります。
コンテナ化の利点は何ですか?
コンテナ化はプラットフォームに依存しないため、クラウドベースのアプリケーションを拡張するための魅力的なソリューションとなります。コンテナ化が適切かどうかを判断するのに役立つ 3 つの利点を次に示します。
- コンテナは軽量で、展開が高速です。各インスタンスのサイズがギガバイト (GB) になることもある仮想化と比較すると、コンテナのサイズはわずかメガバイト (MB) です。
- 依存関係、ライブラリ、バイナリ、構成ファイルがバンドルされているため、コンテナは必要に応じて任意のプラットフォームまたは環境に再デプロイできます。
- コンテナの軽量性により、運用コストと開発コストを大幅に削減できます。
コンテナ化のデメリットは何ですか?
コンテナ化は、クラウドでアプリケーションを最新化する際にスケーラビリティと俊敏性を提供しますが、いくつかの欠点もあります。コンテナ化の 5 つの欠点は次のとおりです。
- コンテナ化は Linux ベースのディストリビューションでは十分にサポートされていますが、Windows のサポートは企業での使用にはまったく不十分です。そのため、ほとんどのユースケースではユーザーは Linux に制限されます。
- カーネルの脆弱性により、K8S クラスター内の少数のコンテナだけでなく、すべてのコンテナが侵害される可能性があります。
- 各コンテナが単一のサーバー上で実行されるため、ネットワーク化は困難です。コンテナのネットワーク インターフェイスをホスト インターフェイスにマップするには、ネットワーク ブリッジまたは macvlan ドライバー (MAC アドレスと仮想ローカル エリア ネットワークの組み合わせ) が必要になります。
- 個々のプロセスを含む数百のコンテナを監視することは、単一の仮想マシン インスタンス上の複数のプロセスを監視するよりも困難です。
- コンテナ化は必ずしもワークロードにメリットをもたらすわけではなく、場合によってはパフォーマンスの低下を招くこともあります。
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