Kubernetesとは？ Dockerとは違うの？
Kubernetesの特徴やメリット、安全に運用するためのセキュリティ対策について分かりやすく解説
Kubernetes（クバネティス、略称：K8s）は、コンテナ化されたアプリケーションを自動でデプロイ・管理・スケーリング・復旧するためのシステムです。とくにクラウド環境上でアプリケーションを展開・運用する際に利用されます。本記事では、Kubernetesの基本的な特徴や導入メリットに加え、安全に運用するために押さえておくべきセキュリティ対策について、分かりやすく解説します。
目次
Kubernetesとは？
Kubernetes（クバネティス）は、コンテナ化されたアプリケーションを自動でデプロイ・管理・スケーリング・復旧するためのオーケストレーションシステムです。
Kubernetesの機能
Kubernetesは、次のような作業を自動で行います。
コンテナのデプロイ：
アプリをコンテナとして登録すると、必要な数だけ自動で起動される。Kubernetesでは、これらのコンテナは1つまたは複数まとめて「Pod」という単位で実行される。
規模のスケーリング（増減）：
システムのCPUやメモリ使用率を基に、コンテナの数を自動的に調整する。
障害復旧：
コンテナが停止した場合は自動的に再起動され、ノード（=Kubernetesでコンテナを稼働させるサーバ）がダウンした場合は別のノードでpodを作成して起動する。
ロールアウト / ロールバック：
新しいバージョンへ段階的に切り替え。問題があれば即座に戻すことも可能。
Kubernetesのメリット
高可用性とサービスの安定性：
podやノードに障害が発生しても、自動で再作成や再起動が行われるため、ユーザーへの影響を最小限に抑えられる。また、新しいバージョンも段階的にリリースできるため、安全かつ継続的なサービス提供が実現できる。
大規模運用の自動化：
スケールアウトやスケールイン、コンテナの配置や再配置などがすべて自動化されており、設定の変更もYAMLファイルで一元的に管理される。そのため、Kubernetesを使うことで大規模アプリケーションの運用コストや手間を大きく抑えることが可能になる。
移植性が高い：
オンプレミスだけでなく、各種クラウドサービス上においても同じKubernetes APIがほぼ同じように運用できるため、移植性が高い。そのため、ベンダーロックインも回避可能。
KubernetesとDockerの違い
KubernetesとDockerはどちらもコンテナ技術であり、セットで語られることも多いですが、それぞれ担っている役割は異なります。Dockerは主にコンテナの作成や実行を担う技術であり、Kubernetesは多数のコンテナをまとめて管理・運用するためのプラットフォームです。
下記に、DockerとKubernetesの主な違いをまとめました。
| 項目 | Docker | Kubernetes |
|---|---|---|
| 目的 | コンテナの作成・実行 | コンテナ群を自動管理する仕組み |
| 役割 | アプリ1つを動かす | サービス全体を運用する |
| 障害時の対応 | コンテナが落ちたら手動で対応 | 自動で復旧を行う |
| ロールアウト /ロールバック | コンテナの入れ替えは手動で行う | バージョン変更を段階的に実施＆簡単に戻せる |
| 複数サーバにまたがる運用 | 単一ホスト中心 | 複数ホストをクラスタ化して管理できる |
| ネットワーク / サービス | 単純な Docker ネットワークのみ | 高度な仕組みを提供 |
単一のアプリケーションをコンテナ化するだけであれば、Dockerだけで十分対応可能です。Dockerにも複数コンテナをまとめて扱うためのDocker ComposeやDocker Swarm（Swarmモード）といった仕組みがありますが、Kubernetesはそれらよりも大規模な環境での運用や、高可用性・自動化が強く求められるケースに適しています。
Kubernetesでのセキュリティ対策
Kubernetesは多層的なアーキテクチャで構成要素が多く、攻撃を受ける可能性のあるポイントも多いため、構成要素ごとで対策していく必要があります。
クラスター単位での対策
APIサーバーへのアクセス制御：
Kubernetesクラスターのコンポーネント（APIサーバー、etcdなど）と設定を保護。
- RBAC（Role-Based Access Control）を有効化し、必要な最小限の権限のみをユーザーやサービスアカウントに付与。
- 認証・認可を強化し、匿名アクセスを無効化。
- 外部の認証プロバイダー（IDaaS）と連携。
etcd（クラスターの状態を記録しているデータベース）の保護：
- etcdへのアクセスを厳しく制限。
- etcdに格納されているデータを暗号化。
監査ログの有効化：
- クラスター内でのすべてのアクティビティを記録する監査ログを有効にし、定期的に監視・分析。
ネットワークの制限：
- ネットワークポリシーを定義し、Pod間の通信を必要なもののみに制限・隔離。
- NodeRestrictionなどを使用して、Podやノードがアクセスできるリソースを制限。
シークレットの管理：
- 機密情報（Secret）は環境変数として直接渡さず、サードパーティのシークレット管理ツールを使用。
ノードやコンテナ単位での対策
ノードの最小化と強化：
- ノードのOSには最小限のディストリビューションを採用。、攻撃対象領域を減らす。
- AppArmorやSELinuxなどのOS強化フレームワークを適用。
コンテナイメージのセキュリティ：
- 使用するコンテナイメージは信頼できるレジストリから取得。
- イメージは latest タグではなく、一意なsha256ダイジェストを使用して参照。
- 脆弱性スキャンをCI/CDパイプラインに組み込む。
Podおよびコンテナの権限制限：
- コンテナを非rootユーザーで実行。
- 特権モードの使用は避ける。
- ファイルシステムを読み取り専用にし、書き換えられないようにする。
- Seccompプロファイルを使用して、コンテナが実行できるシステムコールを制限。
リソース制限：
- 各PodやNamespace（仮想クラスタ）が使用できるCPUやメモリなどのリソース量を制御。
継続的なセキュリティ対策
継続的なアップグレード：
Kubernetesおよびコンテナランタイムを最新の状態に保ち、既知の脆弱性に対応できるようにしておく。
設定の監査と評価：
プロジェクトで採用しているセキュリティ基準に基づき、kube-benchやkubesecといったツールでクラスターやマニフェスト（設定ファイル）のセキュリティを継続的に評価する。
ランタイムセキュリティ：
実行中のコンテナの振る舞いを監視し、不正なアクティビティを検出・封じ込めるランタイムセキュリティツールを導入する。侵害が疑われる場合は、Podを破棄して再作成するなどの対応を自動化できるようにしておく。
DevSecOpsの実現：
開発初期段階からセキュリティ思想・設計を組み込み（＝ シフトレフト）、SBOM（Software Bill of Materials）などを用いて、アプリ内で使用しているソフトウェアコンポーネントを記録しておく。
これらの対策を単一でなく多層的に組み合わせることが、Kubernetes環境のセキュリティを最大限に高める鍵となります。
Kubernetesを導入することで、エンジニアはサーバー運用・管理から解放され、アプリケーション開発に集中できるようになります。一度きちんと導入・運用基盤を整えれば、24時間365日止まりにくい、変化にも強いシステムを構築することが可能になります。
一方で、Kubernetesのセキュリティ対策は一度設定して終わりではありません。新たな脆弱性は日々発見され、システムを取り巻く環境も常に変化していくからです。アクセス制御や機密情報の暗号化といった基本的な対策に加えて、「スキャンの自動化」「可視化による異常の早期検知」「構成をシンプルに保つことで攻撃を受ける面を削減する」といった取り組みを組み合わせ、これらを継続的に実施していくことが重要です。
