DevOpsは、コンピュータサイエンス分野において最も注目を集めているトピックの一つであり、あらゆる技術者がその話題に上らせています。DevOpsには厳密かつ画一的な定義が存在しませんが、平たく言えば、IT運用と開発を統合して行う「実践手法」であると捉えられています。

DevOpsは、運用・開発プロセスからプロジェクトの完了、さらにはその後のサポートに至るまで、ITライフサイクル全体を通じて機能します。Kubernetes、Docker、そしてJenkinsは、DevOpsにおける自動化を実現する上で欠かせない、極めて重要な構成要素です。

こうした管理モデルの普及・発展は、組織全体の業務効率向上に大きく寄与しています。本ブログでは、Kubernetes、Docker、Jenkinsという各モデルの仕組みや役割の違いについて解説するとともに、それぞれのメリットとデメリットについて概観していきます。

Kubernetes vs. Docker vs. Jenkins：どれがより人気か？

上記のGoogleトレンドのスクリーンショットから、顧客の選好という点において、JenkinsがKubernetesやDockerを大きくリードしていると評価することができます。

Kubernetes vs Docker vs Jenkins：各パラメータにおける違い

Kubernetesとは何ですか？

KubernetesはオープンソースのCMSであり、その「C」は「コンテナ（Container）」を意味します。これはGoogleによって開発されました。Kubernetesは、物理環境、仮想環境、あるいはクラウド環境といったあらゆるカテゴリにおいて、コンテナ化されたプログラムを管理・運用するために利用されます。

極めて複雑なアプリケーションの運用にも対応できるほど、非常に柔軟性の高いコンテナツールです。このソフトウェアは、数百万台もの独立したサーバーから成るクラスター上で稼働します。また、Kubernetesでは、正当な認証情報（クレデンシャル）を持つユーザーであれば誰でも、コンテナ化されたソフトウェアを管理することが可能です。

Kubernetesの機能

• サービスロケーションとロードバランシング：
  Kubernetesは、コンテナに固有のDNS名を持つIPアドレスを割り当て、検出することができます。DevOpsエンジニアは、このDNS名とIPアドレスをロードバランシングに利用できます。
• プランニングと配置：
  クラスタ内でのコンテナの配置は、コンテナが必要とするリソースの種類と稼働時間に基づいて決定される重要な要素です。
• オートスケーリング：
  オートスケーリングはCPU使用率に直接依存します。プログラムの垂直スケーリングは、CLIを使用して自動的にトリガーされます。
• 自己修復：
  自己修復はKubernetesの特別な機能で、コンテナが動作不能になった場合にコンテナ全体を再起動します。ノードが停止した場合、コンテナは復元され、他のノードに再割り当てされます。ヘルスチェック中にコンテナが応答しない場合は、コンテナを手動で制御できます。
• ストレージオーケストレーション：
  ストレージオーケストレーションは、クライアントがネットワークストレージシステムをスケーリングし、ローカライズできるようにするKubernetesの機能です。
• バッチ実行：Kubernetesはバッチ処理とCIワークロードの両方を管理し、動作しないコンテナを復元します。
• 構成管理とシークレット：Kubernetesにとって、分類と構成は非常に重要です。これらの情報は、Kubernetesの「シークレット」と呼ばれるモジュールに格納されます。これらのシークレットは、イメージを再構築することなくソフトウェアを構成する際に利用されます。

Dockerとは何か？

Dockerは、クラウドやDevOpsの世界で広く普及しているコンテナ化フレームワークの一つです。

これはオープンソースの技術であり、様々なアプリケーションを軽量かつ可搬性の高い「コンテナ」へとパッケージ化するプロセスを自動化します。Dockerは、Linuxカーネルが持つ「名前空間（namespaces）」や「グループ（groups）」といった様々な機能を活用しています。さらに、設定可能な仮想環境内でサンドボックス化されたプロセスを実行することも可能です。

コンテナ仮想化という概念自体は以前から存在していましたが、近年その人気は急速に高まっています。現在では、Red Hat、Microsoft、VMware、SaltStack、IBM、HPといった著名な企業が、自社のDevOps基盤においてDockerを採用し、その技術に依存するまでになっています。

Dockerの主な特徴

• 迅速かつ容易な構成：Dockerの最も重要な特徴は、システムの構成をより簡単かつ迅速に行えるように支援することです。Dockerは多様な環境で使用されるため、インフラストラクチャの要件がアプリケーションの実行環境に強く依存することなく切り離されています。
• 生産性の向上：Dockerを活用することで、技術的な構成作業やアプリケーションの迅速なデプロイが簡素化されます。その結果、生産性が向上します。また、Dockerはリモート環境でのアプリケーションの拡張を支援し、追加リソースへの依存度を低減させます。
• アプリケーションの分離（アイソレーション）：Dockerは、アプリケーションを分離された環境内で実行するための「コンテナ」を提供します。各コンテナは互いに完全に分離されており、どのような種類のアプリケーションでも安全に実行することが可能です。
• Swarm：Swarmは、Dockerコンテナのためのクラスタリングおよびスケジューリングツールです。フロントエンドとしてDocker APIを使用しているため、様々な外部ツールを用いてSwarmを制御することが可能です。また、Swarmは複数のDockerホストから成るクラスタを、単一の仮想ホストとして一元管理します。
• Routing Mesh：Routing Meshは、公開ポート宛てに届いたすべての受信リクエストを、たとえそのノード上でタスクが実行されていなくとも、現在稼働中のコンテナへと自動的に転送（ルーティング）します。この機能により、ノードとコンテナ間の接続が確実に維持されます。
• Services：「Service（サービス）」とは、各クラスタ内におけるコンテナの状態を管理・識別するためのタスクのリストのことです。各タスクはデプロイ対象となるコンテナのインスタンス（実体）を1つ表しており、Swarmがそれらをキュー形式で管理し、複数のノードにまたがって適切にスケジューリングします。
• セキュリティ管理：セキュリティ管理機能を利用することで、機密情報や秘匿すべき重要情報をSwarm内に安全に保存し、必要に応じて特定の対象にのみその「シークレット（秘密情報）」へのアクセス権を付与することができます。

Jenkinsとは？

Jenkinsは、Javaプログラミング言語で記述された、無料のDevOps自動化ツールです。継続的インテグレーション（CI）に活用される、数多くのプラグインを備えています。Jenkinsは、ソフトウェアプロジェクトやアプリケーションの開発およびテストを行うために利用されます。これにより、プログラマーやコーダーがプロジェクトへの変更を統合する作業が、より円滑かつ容易になります。

したがって、このツールを利用することで、エンドユーザーが新しいビルド（ソフトウェアの最新版）を入手するプロセスも簡素化されます。また、多種多様なテストやデプロイ（配備）の技術と連携させることで、ソフトウェアの継続的なデリバリー（継続的デリバリー）を実現することも可能です。

Jenkinsを活用することで、企業は自動化を通じてソフトウェア開発プロセスを加速させることができます。Jenkinsは、ビルド、ドキュメント作成、テスト、パッケージ化、ステージング、デプロイ、静的解析など、開発ライフサイクルにおけるあらゆる工程を強化・改善することが可能です。

Jenkinsの特長

• 容易なインストール：Jenkinsは、プラットフォームに依存しない独立したJavaベースのプログラムです。Windows、Mac OS、およびUnix系OS上で、すぐに導入・運用を開始することができます。
• 容易な設定：JenkinsはWebベースのインターフェースを採用しており、直感的な設定が可能です。また、設定内容の不備を自動的にチェックする機能や、組み込みのヘルプ機能も備えています。
• 豊富なプラグイン：「Update Center」を通じて多数のプラグインが提供されており、あらゆるCI/CDツールチェーンのツールと連携させることが可能です。
• 高い拡張性：Jenkinsはプラグインアーキテクチャによって高い拡張性を実現しており、その活用方法には無限の可能性が広がっています。
• 容易な分散処理：Jenkinsは複数のマシンにタスクを分散させて実行できるため、開発やテストの高速化、および多種多様なプラットフォームへの対応を効率的に行うことができます。
• 無料のオープンソース：Jenkinsは、強力なコミュニティサポートに支えられた、無料かつオープンソースのDevOps自動化ツールです。

Kubernetes、Docker、Jenkinsの主な違い

Kubernetes、Docker、およびJenkinsの比較ポイントをいくつかご紹介します。

• KubernetesはGoogleによって開発されています。DockerはDocker Inc.によって開発されており、Jenkinsは川口耕介氏によって開発されました。また、Docker Swarmは継続的インテグレーション（CI）向けに設計されています。
• Docker、そしてそれに付随するSwarmは、オートスケーリング（自動拡張）をサポートしていません。Kubernetesはオートスケーリング機能を提供していますが、JenkinsはKubernetesの支援を受けることでオートスケーリングに対応可能となります。
• Kubernetesは最大5000ノードまでの制限をサポートしていますが、Docker Swarmは2000ノード以上をサポートしています。Jenkinsにおけるジョブやノードの数は、マスターおよびスレーブの構成において設定された制限値に依存します。そのため、その数は可変であり、固定された上限値というものは存在しません。
• Kubernetesは、それ単体ではカスタマイズ性が低いという特徴があります。対照的に、Docker Swarmはより包括的であり、高度なカスタマイズが可能です。Jenkinsも本来はカスタマイズを前提とした設計ではありませんが、プラグインを活用することで柔軟にカスタマイズすることができます。
• KubernetesとJenkinsは、比較的低い耐障害性（フォールトトレランス）を持つのに対し、Dockerは高い耐障害性を備えています。
• Dockerはコンテナの作成や管理を行う「コンテナエンジン」です。一方、Jenkinsはアプリケーションの実行、ビルド、テストを行うための「CI/CDツール」です。そしてKubernetesは、CI/CDツールなどの外部システムと連携し、コンピュータアプリケーションの運用を自動化するための「コンテナオーケストレーションシステム」です。
• Dockerは、技術スタック（技術基盤）に合わせて、移植性の高い複数の実行環境を構築・運用するために利用されます。Jenkinsは、アプリケーションの自動ソフトウェアテストを行うためのツールです。これらに対し、Kubernetesはデプロイ、スケーリング、および管理の自動化を行うためのシステム、端的に言えば、コンテナ化されたアプリケーション全体のオーケストレーション（統合管理）を担うシステムです。
• Jenkinsは、エンドユーザーがプラグインを活用して多数のCI/CDパイプラインを構築・管理できるよう、使いやすいUI/UXを提供しています。ソフトウェアテストを目的として、JenkinsのCI/CDパイプライン上でDockerイメージをビルドしたり、Dockerコンテナを実行したりするケースもよく見られます。また、Kubernetesの代表的なユースケースの一つとして、バージョン管理システム上のコードの変更を検知し、それに連動して動作するCI/CDパイプラインをデプロイ・運用することが挙げられます。

結論

Kubernetes、Docker、あるいはJenkinsなど、どのツールを採用するにせよ、DevOpsエンジニアやマネージャーは、自社にとって最も適した選択肢を見極める必要があります。その選定にあたっては、予算、機能、拡張性、堅牢性といった様々な要素を考慮に入れなければなりません。

組織にとって最適なツール群を決定することは、ステークホルダー、技術担当者、DevOpsエンジニアなど、関係者全員にとって絶えず進化し続ける課題であり続けています。さらに言えば、単一のツールだけでDevOps導入に向けた完全なソリューションが完結するとは限りません。むしろ、複数のツールを組み合わせることこそが、組織にとって最善の選択肢となり得るのです。