コンテナー vs 仮想マシン (VM)


クラウドネイティブ、クラウドネイティブ。それは至る所で耳にしますが、その理由は明確です – インフラストラクチャの構築と管理の方法は時代と共に変化してきました。しかし、これらの流行語の渦中においても、非常に実践的な質問が依然として残っています:ワークロードをコンテナで実行すべきか、仮想マシン(VM)で実行すべきか?

ハイプ(誇大宣伝)や古い仮定に流されるのではなく、各アプローチが現実のユースケースにどのように適合し、どこで連携できるかを検討しましょう。

コンテナと仮想マシンの理解

比較に入る前に、コンテナと仮想マシンが実際に何であり、どのように動作し、それぞれがどのような特徴を持つのかを理解することが重要です。

コンテナとは何ですか?

コンテナは、アプリケーションとその依存関係をすべて含む軽量でポータブルなソフトウェアパッケージです。コンテナは共有オペレーティングシステムカーネル上で動作するため、起動が迅速で、リソース使用効率が高く、異なる環境への展開が簡単です。

コンテナが普及している理由:

  • ほぼ瞬時に起動可能
  • リソース消費量が少ない
  • 環境間の移植性がほぼシームレス
  • マイクロサービスやCI/CDパイプラインとの相性が良い

課題点:

  • VMに比べて隔離レベルが低い
  • ホストOSのカーネルを共有するため、マルチテナント環境でのセキュリティに影響を与える可能性がある
  • 永続的なサービスや状態保持型サービスの管理には追加のツールが必要となることが多い

人気のコンテナプロバイダー

  • Docker – ローカル開発と生産環境向けの最も人気のあるコンテナエンジン
  • Podman – デーモンレスコンテナエンジン。ルートレス環境でよく使用される
  • containerd – DockerとKubernetesで使用されるコアコンテナランタイム
  • CRI-O – Kubernetesネイティブのコンテナランタイム
  • Kubernetes – コンテナを大規模に管理するためのオーケストレーションプラットフォーム

仮想マシンとは何ですか?

仮想マシン(VM)は、物理コンピュータの完全なシミュレーションであり、独自のオペレーティングシステム、仮想ハードウェア(CPU、メモリ、ストレージなど)、およびネットワークインターフェースを含みます。

VMは、単一の物理サーバー上でVMの作成と管理を可能にする専用ソフトウェアであるハイパーバイザーによって管理されます。ハイパーバイザーには2つのタイプがあります:

  • タイプ1(ベアメタル):物理ハードウェア上で直接実行されます(例:VMware ESXi、Hyper-V、KVM)
  • タイプ2(ホスト型):ホストOSの上で実行されます(例:VirtualBox、VMware Workstation)

仮想マシン(VM)の優位点:

  • ワークロード間の強力な隔離
  • 1つのホスト上で複数のOSタイプを実行するのに適している
  • 成熟した管理ツールとセキュリティツール

仮想マシンの制限事項:

  • 起動とシャットダウンが遅い
  • リソース使用量が高い
  • コンテナよりも移植性が低い

コンテナと仮想マシン

コンテナとVMはどちらもアプリケーション仮想化の手法です。以下に簡単な比較を示します。

コンテナと仮想マシン(VM)の選択タイミング

選択は、技術そのものよりも、ワークロードの特性、組織の要件、インフラストラクチャの現実的な制約に依存するケースがほとんどです。

コンテナが適している場合:

  • ●迅速な反復デプロイメントが求められる場合
  • ●マイクロサービスやステートレスアプリケーションの開発を行っている場合
  • ●自動化とCI/CDワークフローが優先事項である場合

VMが適している場合:

  • ワークロードの強力な隔離が必要
  • 異なるOSタイプの実行が必須
  • アプリケーションがレガシーまたはフルスタック環境を必要とする
  • コンプライアンスが厳格な分離とセキュリティを要求する

どちらが適していますか?

一概に回答はありません。コンテナと仮想マシン(VM)の選択は、具体的な目標によって異なります:

  • ●開発者やDevOpsチームは、速度、アジリティ、自動化機能のためコンテナを好む傾向があります。
  • ●レガシーソフトウェアを実行する企業や、混合オペレーティングシステム環境で運用する企業は、引き続き仮想マシンに依存する可能性があります。
  • ●セキュリティを最優先する組織は、優れた隔離機能のためVMを好む傾向があります。
  • ●マイクロサービスやクラウドネイティブアーキテクチャを採用する組織は、コンテナを選択すべきです。

決定する際は、アプリケーションアーキテクチャ、デプロイメント頻度、インフラストラクチャの制御、コンプライアンス要件などの要因を考慮することが重要です。

コンテナと仮想マシンを一緒に使用するには?

どちらか一方を選択する必要はありません。コンテナと仮想マシン(VM)を組み合わせて展開することで、両方の強みを活かすことができます。

  • コンテナをVM内に配置:この方法は、Amazon EKSをEC2上で実行するやAzure AKSを仮想マシン上で実行するなどのパブリッククラウド環境でよく使用されます。
  • VMはベースOSの隔離を提供し、コンテナはアプリケーションの配信に使用されます。
  • VMはKubernetesクラスターをホストすることもできます。これにより、数千のコンテナを管理できます。

このハイブリッド戦略は、特定のワークロード要件に最適化された柔軟性、セキュリティ、パフォーマンスを提供します。

結論

コンテナと仮想マシンは競合するものではありません – それぞれ異なるシナリオ向けに最適化されたツールです。適切な選択はトレンドを追うことではなく、アプリケーションの要件、インフラストラクチャの機能、長期的な目標を理解することです。

多くの環境では、両方を組み合わせた戦略が最良の選択です。StarWind VSANのようなソリューションが基盤インフラをサポートすることで、上層で実行されるアプリケーションの種類に関わらず、高速でスケーラブルかつ障害耐性のあるシステムを設計できます。

参考: 

Kubernetes環境のバックアップとモビリティを手軽に実現するKasten

Windowsユーザのためのコンテナ(Container)入門

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