2023.05.09

コンテナ化とは？仮想化との違いやメリット、デメリット、ユースケースまで詳しく紹介！

コンテナ化
仮想化
活用事例

「コンテナ化」という言葉をご存知でしょうか？現代の IT においては欠かすことのできない技術であり、多くの企業がコンテナを活用してコスト削減や生産性向上を実現しています。

コンテナ化は、「仮想化」と混同されることが多い言葉ですが、両者は明確に異なるものであり、様々な違いが存在します。本記事では、コンテナ化の概要、仮想化との違い、メリット、デメリット、ユースケースまで、一挙にご紹介します。

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コンテナが生まれた背景

コンテナ化について考える前にコンテナが生まれた背景を理解しておきましょう。

コンテナとは英単語の「 Container （容器）」を語源としており、 IT 分野では「ホスト OS 上にアプリケーションを起動するために必要なアプリケーション本体、設定ファイル、ライブラリなどを一つにまとめたもの」を指す言葉です。

従来、物理マシン上では1つの OS が動作しており、その基盤上で特定のアプリケーションが動いていましたが、「仮想化技術」の発展により、1つの物理マシン上で複数のゲスト OS を起動できるようになりました。仮想環境で「ホスト OS 」や「仮想化ソフト」を起動することで、仮想化を実現しています。

仮想化は、企業が抱える様々な課題解決に寄与しましたが、一方で課題もありました。例えば、仮想化ソフトウェアを利用した場合、トラブルが発生した際の課題特定が困難になること等が挙げられます。

このような仮想化の課題を解決するために生まれたのが「コンテナ化」という考え方です。

仮想化に関しては、以下の記事が参考になります。
仮想化とは何か？クラウドを支えている基礎技術を徹底解説！

コンテナ化とは？

コンテナ化とは、アプリケーションの実行環境を構築するための「コンテナ」を作成し、そのコンテナエンジンでアプリケーションを動作させるための技術です。

仮想化においては仮想マシン上でゲスト OS を起動しますが、コンテナではゲスト OS を使いません。ゲスト OS を起動せずにアプリケーションの実行環境を構築できるため、仮想化と比較してメモリや CPU のリソースを節約することができます。

コンテナ化と仮想化の具体的な違いについては、次章で詳しくご説明します。

コンテナ化と仮想化の違い

本章では、いくつかの観点からコンテナ化と仮想化の違いをご説明します。

ゲスト OS

仮想化では、仮想環境におけるアプリケーションのプロセス管理はゲスト OS によって実行されます。そのため、仮想化においてはゲスト OS の起動が必要不可欠です。一方、コンテナ化の場合は、ホスト OS とプロセスが同期されているため、わざわざゲスト OS を立ち上げる必要はありません。

使用容量

仮想化で使用する仮想マシンは、アプリケーション以外に OS などが容量にカウントされるため、使用容量が大きくなる傾向にあります。一方、コンテナはアプリケーションを実行するためのライブラリなど、必要最低限のもののみが容量としてカウントされるため、仮想化と比較して容量を節約できます。

サーバー負荷

仮想化の場合、大きなサーバー負荷が発生するリスクがあります。仮想化は仮想マシンごとに独自の OS が搭載されており、アプリケーションの実行時にメモリの使用量が増えるためです。一方、コンテナ環境で実行されるアプリケーションは OS 環境を共有しています。そのため、仮想化よりも使用リソース量を低減でき、サーバー負荷を減らすことが可能です。

メンテナンス工数

仮想化における仮想マシンでは、メンテナンスの工数が大きくなります。全ての仮想マシンに独自の OS が搭載されているため、 OS アップデートやメンテナンスを個別に行う必要があります。一方コンテナ化の場合は、コンテナを搭載しているサーバーのみがメンテナンス対象となるため、運用管理の工数を削減できます。

まとめ

以下、コンテナ化と仮想化の違いを表にまとめました。

	コンテナ化	仮想化
ゲスト OS の起動	不要	必要
使用容量	小さい	大きい
サーバー負荷	大きい	小さい
メンテナンス工数	小さい	大きい

コンテナ化と仮想化は似ている言葉ですが、このように様々な違いが存在するため、それぞれの特徴を確実に理解しておきましょう。

コンテナ化のメリット

生産性向上を実現できる

コンテナの起動はシンプルなプロセスで実行されています。起動に伴う複雑な処理は発生しないため、起動時間が早い点が特徴の一つです。また、コンテナ化することでサーバー負荷を低減できるため、処理速度の向上も期待できます。

このように、コンテナ化は社内の生産性向上を実現できるというメリットがあります。あらゆるプロセスを効率化することでビジネスのスピード感を高め、様々な変化に対応できる柔軟な経営基盤を構築することが可能になります。

運用工数やコストを削減できる

コンテナ環境におけるアプリケーションは OS 環境を共有しているため、仮想化のような個別管理は必要なく、コンテナを搭載しているサーバーのみが管理対象になります。また、コンテナはアプリケーションの起動時間が早いため、リソース効率が高くコストの削減に寄与します。

さらにコンテナを使うことで、アプリケーションの導入やパッチ適用・拡張をスムーズに行えるようになります。そのため、より柔軟かつスピーディーな運用を実現することができます。

このように、コンテナ化は自社の運用工数やコストの削減に直結します。これらは企業における根幹的な課題であるため、コンテナ化によって享受できるメリットは大きいと言えるでしょう。

環境要因によるトラブルを回避できる

コンテナは試験環境で動作したものを本番環境でも利用できるため、環境要因によるトラブルを回避することが可能です。トラブルが起きた場合、解決に向けた作業工数や追加コストが発生しますが、コンテナ化においては心配する必要はありません。

一般的に環境要因によるトラブルは珍しくなく、場合によっては事業継続を揺るがすような致命的な事態に発展するリスクもあります。そのため、環境要因によるトラブルを回避できる点は、コンテナ化の大きなメリットと言えます。

コンテナ化のデメリット

OS 依存が発生する

仮想化の場合、仮想マシンごとに独自の OS が搭載されているため、それぞれの仮想マシンで運用を分けることができますが、コンテナにおいては同一基盤上で異なる OS を動かすことはできません。

そのため、コンテナ環境でメインで使用している OS 以外の OS システムは利用不可となります。このように OS 依存が発生する可能性があるため、要件によってはコンテナ化で対応できないケースがあります。

セキュリティリスクが高い

コンテナ化は、仮想化と比較してセキュリティリスクが高くなります。複数のコンテナが特定の OS 上で動くため、大元の OS に不具合が生じた場合、すべてのコンテナに影響が出てしまいます。

そのため、コンテナ化を行う際はセキュリティレベルの高いサービスを利用してください。また、パスワード設定などの基本的なセキュリティ対策についても、あらゆる観点から万全な対策を講じる必要があります。

コンテナのユースケース

アプリケーションのデプロイ

特定のアプリケーションを継続的にデプロイする場合、コンテナの利用が高い効果を発揮します。システム運用においては、同じ日に何度もサービスをデプロイするケースも存在しますが、コンテナはゲスト OS をインストールする必要がなく、起動時間を短縮できるため、効率的にデプロイを進めることが可能です。

スムーズな開発環境の構築

コンテナのイメージはレジストリを通して、様々な種類が提供されています。そのため、自社のニーズに合わせて、あらゆる開発環境をスピーディーに構築可能です。変化の激しい現代において、開発環境を構築する上での柔軟性を高められる点は、企業にとって嬉しいポイントです。

反復ジョブの実行を効率化

コンテナを活用することで、反復ジョブ（同じようなプロセスを繰り返す単純作業）を効率化できます。例えば、 ETL （データの抽出・変換・格納）やパッチジョブの実行などが挙げられます。コンテナは、このようなバックグラウンドで動くことが多いプロセスをサポートしており、うまく活用することで自社の業務効率化や生産性向上に直結します。

既存アプリケーションのリファクタリング

リファクタリングとは、ソフトウェアやシステムの修正・理解を簡素化するために内部構造を改善することです。本来、リファクタリングには大きな負荷がかかりますが、コンテナを活用することで必要な処理を一括作業できるため、効率的に既存アプリケーションのリファクタリングを進めることが可能になります。

コンテナ利用には Google Cloud がオススメ

コンテナ利用を進める上では、 Google が提供しているクラウドサービス「 Google Cloud 」がオススメです。 Google Cloud には、コンテナ環境を管理するための「 Google Kubernetes Engine 」というサービスが内包されています。

Google Kubernetes Engine はフルマネージドで提供されているサービスのため、自社の運用負荷を軽減できます。また、コンテナイメージの脆弱性スキャンやデータ暗号化などがデフォルトで組み込まれており、セキュリティ面も安全な設計となっています。

また、実際にコンテナを使ってアプリケーションを実行するためには「 Docker 」というソフトウェアを利用します。 Docker は、仮想化技術の1つである「コンテナ型仮想化」でアプリケーションを実行するためのソフトウェアであり、1つの OS 上で任意の数の Docker コンテナと呼ばれる環境を作成します。

つまり、 Docker で構築したコンテナ環境を Google Kubernetes Engine で管理することで、自社におけるコンテナ利用を効率化でき、会社全体の生産性向上に繋げることが可能になります。

さらに Google Cloud には、他にもビッグデータ分析が可能な「 BigQuery 」や ETL サービスである「 Dataflow 」など、様々なサービスが搭載されています。そして、各サービスがシームレスに連携可能なため、あらゆるシーンにおいて自社の生産性向上を実現することが可能です。

コンテナ活用を検討している方は、ぜひ Google Cloud をご検討ください。

フルマネージドサービスに関して理解を深めたい方は以下の記事がオススメです。
マネージドサービスとフルマネージドサービスの違いとは？メリット・デメリットまで徹底解説！

Kubernetes に関して理解を深めたい方は以下の記事がオススメです。
Kubernetes とは？概要、機能、メリット、活用事例まで徹底解説！

Google Kubernetes Engine と Docker を組み合わせたコンテナの起動方法は、以下の記事で詳しくご紹介しています。
【GCP入門編・第7回】知らなきゃ損！ Google Container Engine (GKE) での Dockerイメージを使ったコンテナの起動方法！