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Docker Swarmとは？他ツールと比較しながら理解しよう

（最終更新月：2023年9月）

✔当記事は以下のような方に向けて書かれています

「Docker Swarmの機能について深く理解したい」

「Docker Swarmの設定方法を学びたい」

「Docker Swarmを活用した実際の例を見たい」

✔当記事から得られる知識

  • Docker Swarmの基本的な概念
  • Docker Swarmの設定手順とその応用
  • Docker Swarmを利用した実践的な例

当記事では、Docker Swarmの基本から、その高度な設定や利用方法まで、具体的な実例に基づいて細かく解説しています。

最後までじっくりと読んで、Docker Swarmの活用をマスターしましょう。

Docker Swarmの概要

こちらでは、「Docker Swarm」についてお伝えしていきます。

  • Docker Swarmとは？
  • Docker Swarmのメリット
  • Docker Swarmのデメリット

Docker Swarmとは？

Docker Swarmは、Dockerコンテナのクラスタリングとスケジューリングを提供するツールです。

複数のDockerホストを、ひとつの仮想ホストとして扱えるもの。

この機能により、アプリケーションのデプロイやスケーリングが容易になります。

Docker Swarmのメリット

Docker Swarmのメリットとして、以下が挙げられます。

  • 簡単な設定
  • 強力なスケーラビリティ
  • リソース効率の向上

例として、新しいノードの追加が非常に簡単で、一度のコマンドでクラスタに参加させることが可能です。

Docker Swarmのデメリット

Docker Swarmのデメリットには、以下のようなものがあります。

  • Kubernetesなどの他のオーケストレーションツールと比べて機能が限定的であること
  • 一部の複雑なユースケースに対応しきれないこと

大規模なプロジェクトにおいて、制限を感じる場合があるでしょう。

Dockerの基本理解

こちらでは、「Docker」についてお伝えしていきます。

  • Dockerとは？
  • コンテナ化とその利点

Dockerとは？

Dockerは、コンテナ技術を提供するプラットフォーム。

アプリケーションの開発や配布、運用を容易にします。

特定の環境でのみ動作するアプリケーションを、ほかのすべての環境で同じように動作させられる。

コンテナ化とその利点

コンテナ化は、アプリケーションとその依存関係をコンテナにパッケージ化する技術です。

開発と本番環境の差異を最小化し、迅速なデプロイとスケーリングを実現します。

Dockerを使用することで、開発チームは環境構築の手間を大幅に削減できます。

Docker SwarmとKubernetesの比較

こちらでは、「Docker SwarmとKubernetesの比較」についてお伝えしていきます。

  • Kubernetesの基本と利点・欠点
  • Docker SwarmとKubernetesの共通点と相違点

Kubernetesの基本と利点・欠点

Kubernetesは、コンテナオーケストレーションのデファクトスタンダードで、高い拡張性と柔軟性を提供します。

利点としては、大規模なクラスタ管理の能力などがありますが、セットアップと管理が複雑であるため、学習曲線が急であることが欠点となります。

Docker SwarmとKubernetesの共通点と相違点

Docker SwarmとKubernetesの共通点と相違点をまとめました。

以下の項目それぞれをご覧ください。

  • インストール・構成・習得の違い
  • アプリケーションデプロイの方法
  • 可用性とスケーラビリティの違い
  • モニタリング: 比較と違い
  • セキュリティ対策
  • 負荷分散機能

インストール・構成・習得の違い

Docker Swarmはセットアップが容易で、Kubernetesよりも学習曲線が緩やかです。

Kubernetesは強力な機能を提供しますが、インストールと構成がより複雑であるため、初心者にはハードルが高いかもしれません。

アプリケーションデプロイの方法

Docker SwarmとKubernetesのアプリケーションデプロイには違いがあります。

  • Swarm：コマンドラインからシンプルにデプロイが可能
  • Kubernetes：YAMLファイルによる定義が一般的

可用性とスケーラビリティの違い

両者ともに高い可用性とスケーラビリティを提供しますが、Kubernetesはより高度な自動化とカスタマイズが可能です。

一方、Swarmは小から中規模のプロジェクトでの使用に適しています。

モニタリング: 比較と違い

モニタリングについても、異なる点があります。

  • Kubernetes：多岐にわたるモニタリングツールをサポート
  • Swarmはモニタリングの選択肢が限られるため、一部の専門的なニーズには対応しきれない

セキュリティ対策

Kubernetesは、RBAC(Role-Based Access Control)などの高度なセキュリティ機能を提供しています。

特定の役割に対して以下のようなコマンドでアクセス制限を設定可能です。

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list"]

一方、Docker Swarmはよりシンプルなセキュリティモデルを採用しており、Kubernetesほどの細かい制御が難しい場合があります。

負荷分散機能

Docker SwarmとKubernetesの負荷分散機能には違いがあります。

Docker Swarmでは、以下のようにサービスを作成する際にポートを公開することで負荷分散が可能です。

docker service create --replicas=3 -p 80:80 nginx

一方、KubernetesではServiceとIngressを利用して負荷分散を設定します。

以下のようにYAMLファイルで定義をおこないましょう。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: MyApp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

Docker Swarmの設定・運用｜Swarmクラスタの構築方法

Docker Swarmの具体的な設定方法を見ていきましょう。

理論だけでなく、実際に手を動かしながら学んでください。

  • 必要なサーバとDocker環境の構築
  • マスターノード設定の手順
  • ワーカーノードの追加方法
  • Docker Swarmネットワークの構築

必要なサーバとDocker環境の構築

Docker Swarmのクラスタ構築には、複数のサーバとDockerエンジンがインストールされた環境が必要です。

以下のコマンドでDockerをインストールできます。

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sh get-docker.sh

マスターノード設定の手順

マスターノードを設定するには、以下のコマンドでSwarmモードを初期化します。

docker swarm init --advertise-addr <MANAGER-IP>

ワーカーノードの追加方法

ワーカーノードを追加するには、マスターノードから提供されるトークンと共に以下のコマンドを実行します。

docker swarm join --token <TOKEN> <MANAGER-IP>:2377

Docker Swarmネットワークの構築

Docker Swarmでのネットワーク構築は、以下のコマンドでオーバーレイネットワークを作成します。

docker network create -d overlay my-overlay-network

Kubernetes以外の選択肢: K3s

K3sは、Kubernetesの軽量版、IoTやエッジコンピューティングなどのリソースが限られた環境向けに設計されています。

インストールは以下のコマンドひとつで完了です。

curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

メリットとしては、軽量であるため起動が速く、メモリ消費が少ないなどが挙げられます。

ベストプラクティス

こちらでは、「ベストプラクティス」についてお伝えしていきます。

  • Docker Swarm配布・セキュリティのベストプラクティス
  • どちらのプラットフォームを選ぶべき？

Docker Swarm配布・セキュリティのベストプラクティス

Docker Swarmを安全に運用するためのベストプラクティスには、以下が挙げられます。

  • TLSの使用
  • ユーザ権限の厳格な制御
  • 定期的なセキュリティ監査

例として、以下のコマンドでSwarmをセキュアモードで初期化することが推奨されます。

docker swarm init --autolock=true

どちらのプラットフォームを選ぶべき？

プラットフォームの選定はプロジェクトの規模、要件、チームのスキルセットなどに依存します。

小規模なプロジェクトや初心者にはDocker Swarmが適している一方、大規模なプロジェクトや高度なカスタマイズを求める場合はKubernetesが良いと言えるでしょう。

まとめ

当記事では、Docker Swarm、Kubernetes、K3sについて学習してきました。

  • Docker Swarm: シンプルで使いやすく、小規模なプロジェクトに適している
  • Kubernetes: 複雑で強力な機能を持ち、大規模なプロジェクトに適している
  • K3s: Kubernetesの軽量バージョンで、IoTなどの限られたリソース環境に最適

Docker SwarmとKubernetesはセキュリティやモニタリング、負荷分散などにおいてそれぞれベストプラクティスを持っています。

Docker SwarmとKubernetes、K3sなどのオーケストレーションツールを理解し、プロジェクトの要件に合わせて適切な選択をすることが重要です。

小規模なプロジェクトではDocker Swarmが適している場合が多く、大規模なプロジェクトではKubernetesの強力な機能が役立つでしょう。

軽量な解決策が必要な場合にはK3sが有効です。

当記事を通じて、Docker SwarmとKubernetesの基本的な理解と、それらを用いたコンテナオーケストレーションの重要性について理解することができたことでしょう。

今後のプロジェクトにこれらの知識が役立つことを願っています。

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