Kubernetes入門：PodからIngressまで（基礎と実践）

第1章：Kubernetesの全体像

Kubernetes は「望ましい状態（Desired State）」を宣言し、コントローラが現在の状態を収束させることで、アプリケーションの配置・更新・回復を自動化します。

学習目標

  • Kubernetes の宣言的管理とコントロールループを説明できる
  • 主要リソース（Pod/Deployment/Service/Ingress）の役割分担を整理できる
  • kubectl でリソースを観測し、仕様を調べる基本操作ができる

扱う範囲 / 扱わない範囲

扱う範囲

  • 宣言的管理と収束（reconcile）の考え方
  • Control Plane / Node の主要コンポーネントの役割
  • 本書で扱う主要リソースの俯瞰
  • kubectl による API の探索（api-resources / explain）

扱わない範囲

  • クラスタの HA 設計、スケーリング、監視設計（運用編で扱う）
  • CRD/Operator の設計

Kubernetes が解決すること / しないこと

解決すること（代表例）

  • アプリの配置（スケジューリング）
  • 望ましいレプリカ数の維持（自己修復）
  • ロールアウトとロールバック（Deployment）
  • サービスディスカバリ（Service / DNS）

しないこと（代表例）

  • アプリのバグ修正
  • リリース判断の自動化（設計しない限りは提供されない）
  • アプリ固有の監視要件の定義（SLO/SLI は利用者側の責務）

宣言的管理とコントロールループ

  • 利用者はマニフェストで「あるべき状態」を宣言します。
  • Kubernetes は現在状態との差分を検知し、あるべき状態に近づけます（reconcile）。
  • 収束を担うのがコントローラ（Deployment Controller 等）です。

この仕組みにより、ノード障害や Pod の異常終了が起きても、望ましい状態へ戻す動きが基本線になります。

コンポーネントの俯瞰

Control Plane（制御系）

  • kube-apiserver: API の入口（状態を宣言/取得する）
  • etcd: クラスタ状態の永続化
  • kube-scheduler: Pod の配置先決定
  • kube-controller-manager: 各種コントローラの実行

Node（実行系）

  • kubelet: ノード上で Pod を実行状態へ持ち上げる
  • container runtime（例: containerd）: コンテナの実行
  • kube-proxy: Service の到達性を実現（実装は環境で異なる）

主要リソース（本書で扱う範囲）

  • Pod: コンテナ実行の最小単位
  • Deployment: Pod のレプリカ維持とロールアウト
  • Service: Pod 群への安定した到達点（仮想IP/DNS）
  • Ingress: HTTP(S) ルーティング（Ingress Controller が必要）
  • ConfigMap/Secret: 設定の外部化
  • PV/PVC/StorageClass: 永続ストレージの抽象化（第9章）

ハンズオン：API を探索する

kubectl api-resources | head
kubectl explain pod
kubectl explain deployment.spec.template.spec.containers

出力例（kubectl api-resources / kubectl explain）:

kubectl で API を探索する（例）

よくある落とし穴

  • 「Pod を直接作る」だけで運用し、更新・回復・スケールの仕組みを使わない
  • Ingress を「単体機能」と誤解し、Ingress Controller の存在を見落とす

まとめ / 次に読む

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