プログラミング

Docker ComposeからKubernetesへの移行

最終更新： 28/03/2025
1 分の読み

Docker ComposeからKubernetesへの移行は、コンテナオーケストレーションの重要なステップであり、特にスケーラブルで高可用性のあるアプリケーションを運用するために必要です。この完全かつ包括的なガイドでは、Docker Composeを使用している環境からKubernetesに移行する方法について、基本的な考え方から実際の手順までを詳細に説明します。

1. Docker ComposeとKubernetesの基本的な違い

まず、Docker ComposeとKubernetesの違いを理解することが重要です。Docker Composeは、複数のDockerコンテナを定義し、実行するためのツールですが、Kubernetesはコンテナ化されたアプリケーションのデプロイ、スケーリング、管理を行うためのより複雑で強力なプラットフォームです。Kubernetesは、クラスタ内で複数のノードにまたがるアプリケーションを効率的に管理するために設計されています。

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2. 移行の準備

移行を行う前に、次の準備が必要です。

  • Kubernetesクラスターのセットアップ: Kubernetesを利用するためには、まずKubernetesクラスターを構築する必要があります。クラウドプロバイダー（AWS, GCP, Azureなど）やオンプレミス環境にKubernetesクラスターを構築する方法が選べます。また、Minikubeなどのツールを使ってローカル環境でKubernetesを立ち上げることも可能です。

  • コンテナ化されたアプリケーションの準備: Docker Composeで動作するアプリケーションがすでにコンテナ化されていることが前提です。もしまだコンテナ化されていない場合は、まずDockerfileを作成してアプリケーションをコンテナ化してください。

  • Helmのインストール（オプション）: HelmはKubernetesのパッケージマネージャーであり、アプリケーションのデプロイを簡素化します。Helmを使用することで、Kubernetesのリソース定義をテンプレート化し、より柔軟に管理できます。

3. Docker ComposeファイルをKubernetesに移行する方法

Docker Composeファイル（docker-compose.yml）をそのままKubernetesに移行するためには、いくつかの作業が必要です。Kubernetesでは、Composeファイルの代わりに、複数のKubernetesリソース（Pod, Service, Deploymentなど）を定義する必要があります。以下にその手順を説明します。

3.1 Docker Composeファイルの構造理解

まず、Docker Composeの基本的な構造を確認します。例えば、以下のようなdocker-compose.ymlがあるとしましょう。

yaml
version: '3'
services:
  web:
    image: my-web-app:latest
    ports:
      - "8080:80"
  db:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

この例では、webサービスとdbサービスが定義されています。これらをKubernetesに移行するためには、次のようなKubernetesリソースを作成する必要があります。

3.2 Podの定義

まず、Kubernetesで動作させるためのPodを定義します。Podは、1つまたは複数のコンテナを実行するための基本的な単位です。

webサービスのPodの定義は次のようになります。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web
spec:
  containers:
  - name: web
    image: my-web-app:latest
    ports:
    - containerPort: 80

同様に、dbサービスのPodの定義も行います。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: db
spec:
  containers:
  - name: db
    image: mysql:5.7
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "example"

3.3 Deploymentの定義

Kubernetesでは、Podを直接管理するのではなく、通常はDeploymentを使ってPodのライフサイクルを管理します。Deploymentを使うことで、Podのレプリカ（複数のインスタンス）を簡単に管理できます。

webサービスに対するDeploymentは次のように定義できます。

yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: my-web-app:latest
        ports:
        - containerPort: 80

dbサービスに対しても同様にDeploymentを定義しますが、データベースには複数のレプリカを持つ必要はないことが多いため、replicas: 1で十分です。

3.4 Serviceの定義

Kubernetesでは、Pod間の通信を管理するためにServiceを定義します。ServiceはPodのIPアドレスに関係なく安定したアクセス方法を提供します。

例えば、webサービスのためのService定義は次のようになります。

yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-service
spec:
  selector:
    app: web
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer

同様に、dbサービスのためのServiceも定義します。

yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: db-service
spec:
  selector:
    app: db
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 3306
    targetPort: 3306

3.5 ConfigMapやSecretの活用

環境変数や設定ファイルをKubernetesで管理するために、ConfigMapやSecretを使用することが一般的です。これらは、アプリケーションの設定をKubernetesクラスタ外で安全に管理するためのリソースです。

例えば、MYSQL_ROOT_PASSWORDのような機密情報はSecretとして管理します。

yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql-secret
type: Opaque
data:
  MYSQL_ROOT_PASSWORD: cGFzc3dvcmQ=  # base64エンコードされた値

これをDeploymentで参照することができます。

yaml
envFrom:
- secretRef:
    name: mysql-secret

4. Kubernetes上での実行

Kubernetesリソースがすべて定義されたら、kubectl applyコマンドを使ってこれらをデプロイします。

bash
kubectl apply -f web-deployment.yml
kubectl apply -f db-deployment.yml
kubectl apply -f web-service.yml
kubectl apply -f db-service.yml

これで、Docker ComposeからKubernetesへの移行が完了しました。

5. 監視とスケーリング

Kubernetesはアプリケーションの監視とスケーリングを容易にします。例えば、kubectl scaleコマンドを使って、アプリケーションのレプリカ数を増やすことができます。

bash
kubectl scale deployment web-deployment --replicas=5

また、KubernetesはHorizontal Pod Autoscaler（HPA）を使って、負荷に応じて自動的にスケーリングを行うこともできます。

6. まとめ

Docker ComposeからKubernetesへの移行は、アプリケーションのスケーラビリティと可用性を向上させるために非常に重要なステップです。移行を行うためには、ComposeファイルをKubernetesのリソース定義に変換し、Deployment、Service、ConfigMap、Secretなどのリソースを適切に管理する必要があります。このプロセスを通じて、Kubernetesの強力なオーケストレーション機能を活用できるようになります。

最終更新： 28/03/2025
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