Docker vs Kubernetes

モバイルネットワークエンジニアとして、無線や4G、5Gについてはよく知っていても、IT開発ツールの話題になると少し距離を感じるエンジニアが多いのではないでしょうか。私もその一人で、ITやプログラミングは初心者です。今回、n8nを使ったワークフロー自動化やWeb開発環境の構築でDockerを試してみたところ、Kubernetesとの共通点や違いが浮かび上がってきました。5G Core NetworkやCloud RANのデプロイではKubernetesが利用されていますが、IT Development環境との違いや気づいた点についてまとめてみました。

以下では、Dockerのアーキテクチャを簡単に解説し、Kubernetesとの比較を交えながら、Kubernetesのメリットをわかりやすくまとめます。対象はテレコム業界のエンジニアで、IT開発環境にそれほど詳しくない方向けです。

まずはDockerの基礎：どういう仕組みなのか？

モバイルネットワーク構築のイメージで捉えると、信頼性が高く、環境を選ばない部品が必要になります。Dockerは、アプリケーションと依存関係を軽量で独立した「コンテナ」にまとめるオープンソースプラットフォームです。コンテナはラップトップ、サーバー、クラウドのどこでも同じように動作するため、テストやデプロイのトラブルを軽減します。

Dockerの主な構成要素は以下の通りです。

• Docker Engine： システムの中心で、テレコムのコアネットワークに相当します。バックグラウンドのデーモンがコンテナの作成、実行、監視を担います。Docker CLIでコマンドを入力して操作します。
• イメージ： アプリケーションの設計図のようなものです。コード、ランタイム、ライブラリ、設定をすべて含んだ読み取り専用のテンプレートです。Docker Hubからダウンロードしたり、Dockerfileで自作したりします。ネットワーク設定のスクリプト作成に似ています。
• コンテナ： イメージを実行したインスタンスです。仮想マシンに近いですが、ホストのOSカーネルを共有するため軽量で起動が速いです。各コンテナは互いに隔離され、一台のマシンで複数のアプリを干渉なく稼働できます。
• Docker Compose： 複雑なセットアップで役立つツールです。YAMLファイルで複数コンテナのアプリケーションを定義し、一コマンドで環境全体を立ち上げます。n8nプロジェクトやWeb開発スタックに便利です。

つまり、Dockerはシングルノード環境に適したツールです。単独のgNodeB管理のようなシンプルさがあり、個人プロジェクトや小規模用途に向いています。一方、全国規模の5Gネットワークのようなクラスタ管理が必要なら、Kubernetesが適しています。

DockerとKubernetesの比較：共通点と違いを整理

DockerとKubernetes（K8s）はどちらもコンテナを扱うため、ライバルというより補完関係にあります。Kubernetesはコンテナ実行にDocker（または互換ランタイム）を利用しています。Dockerが一台のマシンでの基本管理に強い一方、Kubernetesは複数マシンのクラスタをオーケストレーションするエンタープライズツールです。

比較を簡単にまとめてみます。

• 規模とスケール： Dockerはシングルホスト向けで、単独セルサイトの運用イメージです。Kubernetesはクラスタ対応で、分散型RANのようにワークロードを自動分散します。
• 管理と自動化： Dockerは手動管理が中心ですが、Kubernetesは宣言型管理（YAML）で状態を指定し、自動化します。
• ネットワークとストレージ： Dockerは基本ネットワークを提供しますが、Kubernetesは高度なネットワークと、DNSのようなサービスディスカバリを持ちます。
• デプロイと更新： Dockerは手動ですが、Kubernetesはローリングアップデートによりダウンタイムを最小限に抑えます。

参考として、機能ごとの詳細な比較を以下の表にまとめました。

共通点として、コンテナ形式が同じため、DockerのスキルがKubernetesに活きやすいです。違いの核心はオーケストレーションにあります。Dockerがエンジンなら、Kubernetesは指揮者の役割を果たします。

テレコムエンジニアがKubernetesを選ぶ理由：メリットをピックアップ

両方を実際に使ってみると、DockerからKubernetesへの移行が自然に思えます。特にテレコムでは、ダウンタイムがサービス中断につながるため、Kubernetesの強みが際立ちます。主要なメリットは以下の通りです。

• クラスタ vs シングルノード： Dockerは1台で便利ですが、Cloud RANのような大規模なデプロイメントには限界があります。Kubernetesは、サーバーをクラスター化してリソースをプールし、負荷分散を自動化します。これは、単一基地局からC-RAN（Centralized RAN）への進化と似ています。
• 高可用性（HA）： Dockerではホストダウンで終わりですが、Kubernetesはレプリカをノードに分散させます。一つが落ちても他がカバーします。トランスポートネットワークの冗長パスのように、99.999%の稼働率を維持します。
• 継続的なリコンシリエーションと自己修復： 指定状態と実際を常にチェックし、差分を修正します。コンテナクラッシュ時は再起動、ノード負荷時は再スケジュールを行います。NMSの自動障害管理に近く、手間を省きます。
• GitOpsとの統合でDevOps加速： Cloud RANでKubernetesとGitOpsを組み合わせると、インフラをコードで管理できます。Gitでバージョン制御し、ArgoCDで自動適用します。手動ミスを減らし、OSSの更新を高速化します。

これらの機能により、分散ワークロードの複雑さを解消します。本番環境でDockerの限界を超える価値があります。

まとめ：Dockerを使ってコンテナを実際に活用してみましょう。

テレコムエンジニアがKubernetesをより深く理解しようと思ったら、Dockerを使って小規模なプロジェクトを試してみるのがおすすめです。基礎を簡単に学べ、Kubernetesのオーケストレーションについての理解が深まります。また、Kubernetesを小さなクラスタ（Minikubeなど）で試してみてもよいでしょう。そうすることで、テレコムでのコンテナ活用が広がるはずです。