コンテナ基礎から実践へ｜活用を成功に導くロードマップ

1. コンテナのおさらい

まずはコンテナとは何かについて確認しておきます。

コンテナとは、アプリケーション本体と、その実行環境（ライブラリ、設定ファイルなど）を小さく軽量なパッケージにまとめる仮想化技術です。

コンテナが登場し、普及する以前に広く使用されてきた従来型の仮想化技術は、CPUやメモリ、ストレージ、ネットワークなどのハードウェアリソースを抽象化し、分割して運用可能にする仕組みです。この技術によって仮想的に作り上げられたマシン環境のことを「仮想マシン（VM）」と呼び、VMを構成・管理するためのソフトウェア基盤を「ハイパーバイザー」と呼びます。

ハイパーバイザーはコンピュータのOS（ホストOS）上で動作し、ハイパーバイザー上で複数のVMを稼働させ、各VMにOS（ゲストOS）、ミドルウェア、さらにはアプリケーションをそれぞれインストールして運用していく構造になっています。

図1：従来型の仮想化システムの構造

一方のコンテナは、ハードウェアリソースではなく、アプリケーションの実行環境を仮想化する仕組みです。この技術による仮想化のことを「コンテナ型仮想化」と呼び、システムの全体はコンテナと「コンテナ管理ソフトウェア（コンテナエンジン、コンテナランタイムとも呼ばれる／詳しくは後述）」、ホストOS、そしてハードウェアリソースから構成されます（図2）。

図2：コンテナのシステム構造

2. コンテナの要素技術

コンテナ型の仮想環境を構成する基本技術には以下の三つがあります。

2-1. コンテナイメージ

アプリケーションの実行に必要な環境を一つにまとめたテンプレートファイル。このファイルを基にコンテナが生成され、実行される。コンテナイメージは、コンテナの設計ファイルのビルド（＝ファイルをコンピュータで実行可能なバイナリー形式に変換したり、組み立てたりすること）によって生成される

2-2. コンテナ管理ソフトウェア

コンテナイメージの作成や、コンテナの実行・管理などを行うソフトウェア。代表格としてオープンソースソフトウェア（OSS）の「Docker」がある

2-3. コンテナ

コンテナイメージから作成されるコンテナのインスタンス

また、コンテナの仮想環境では、複数のコンテナがコンテナ管理ソフトウェアを通じて単一のホストOS（のカーネル）を共有する仕組みになっています。さらに、コンテナ管理ソフトウェアはホストOSの機能を使いながら、プロセスやコンピューティングリソース、ネットワークリソースを他から隔離し、個々のコンテナに提供します。これにより、各コンテナの独立性が確保されます。

図3：コンテナの基本的な仕組み（Dockerを使った例）
出典：CTCコラム「【初心者必見】クラウドネイティブとは②―これだけはおさえよう、実現のためのアーキテクチャ『コンテナ』と『Kubernetes』とは？」の内容を基に作成（2023年01月16日発行）

3. コンテナのメリット

コンテナは、主要なクラウドプラットフォーマーの間で導入が進み、以降、クラウド型のアプリケーション（サービス）を開発・リリースしてデプロイ（展開）するための標準的な技術として普及が進みました。今日では、オンプレミス環境にコンテナの開発・実行プラットフォームを導入する動きも活発化しています。

コンテナが普及した大きな理由は、同技術の導入によって、以下のようなメリットがもたらされるからです。

3-1. アプリケーションの高いポータビリティ（移植性）

アプリケーションの開発を巡っては「開発・テスト環境では正常に動いているのに本番環境では動かない」といった問題がしばしば起こります。その原因の多くは、開発・テスト環境と本番環境におけるアプリケーションの実行環境に微妙な違いがあるためです。コンテナの場合、物流でいう輸送コンテナのように、標準化されたコンテナという箱にアプリケーションと実行環境を詰め込めます。これにより、開発・テスト環境や本番環境など、どこでも同じように動くアプリケーションの移植性（ポータビリティ）を確保しやすくなります。

3-2. ハードウェアリソース消費の効率化

コンテナはVMに比べてハードウェアリソースの消費が軽量です。というのも、VMでは、アプリケーションを動作させるのにゲストOSが必要とされますが、コンテナはホストOSのカーネルをホストコンピュータと共有する構造になっており、ゲストOSの使用が不要だからです。VM上のゲストOSは、アプリケーションの稼働に不要な機能が含まれており、それらがハードウェアリソースを無駄に消費する可能性もあります。その意味でも、VMによるハードウェアリソースの消費効率は、コンテナよりもかなり低いといえるでしょう。したがって、従来の仮想化環境からコンテナへの切り替えによってハードウェアリソースの消費効率がかなり高められる可能性があります。

3-3. アプリケーションリリースのスピードアップ

コンテナでは、一度コンテナイメージを作成すれば、実行環境の立ち上げをスピーディに行えます。そのため、アプリケーションのリリースやデプロイのスピードを大幅に高められます。

以上のようなコンテナのメリットは、コンテナを実際に導入している企業の間でも重視されています。CTCが2025年に実施した調査でも、コンテナ導入の理由として「インフラやHW（ハードウェア）コスト等の削減」（回答率56.1％）、「ビジネスの変化に合わせたシステムのスケーラビリティ（の実現）」（同49.4％）、「市場や社内でのシステム・サービスリリースの迅速化」（同44.3％）といった項目が上位となりました（図4）。

図4：コンテナ技術を使用する（した）理由（MA）
出典：CTC「クラウドネイティブ 取組実態調査 調査レポート 2025」を基に作成

この結果は、多くの企業が上で触れたコンテナのメリットに魅力を感じていることを示すものです。また同時に、コンテナの導入がコストの削減や事業スピードの向上といったビジネスメリットにつながっていることを物語ってもいます。

4. コンテナの活用シーン

コンテナは、クラウドネイティブ技術の代表格であり、この技術を中心にさまざまな技術的な発展やムーブメントが生まれてきました。その中から、コンテナの主要な活用シーンについて紹介します。

4-1. マイクロサービスアーキテクチャの実装

マイクロサービスアーキテクチャとは、アプリケーションを小さな機能部品（＝マイクロサービス）に分解してそれぞれを疎結合のかたちでつなぐ構造を指しています。そして、この構造を実装するための技術としてコンテナが広く使われています。例えば、マイクロサービスを独立したコンテナとして実装し、それぞれを疎結合することで、機能の追加・更新・変更がしやすくなります。また、多数のコンテナのオーケストレーション（*1）を実現するOSS「Kubernetes」を活用することで、システムを停止させることなくマイクロサービスの追加・更新・変更を行うことが可能になります。

4-2. DevOpsの実践

DevOpsは、アプリケーションの開発と運用を一体化させ、開発のスピードとアプリケーションのサービス品質をともに高めていくためのプロセス、あるいは方法論です。コンテナとKubernetesは、DevOpsを実践するための標準的なソリューションとなっています。

4-3. CI/CDツールとの連携

コンテナは「GitHub Actions」や「GitLab CI」「Jenkins」といったCI（継続的インテグレーション）/CD（継続的デリバリー）ツールとの親和性が高い技術です。例えば、開発者がアプリケーションのプログラムコードの変更をGitHub、あるいはGitLabなどにプッシュ（反映）すると、自動的にコンテナイメージがビルドされ、テストが実行されます。テストに合格したものは、承認プロセスを経て本番環境へデプロイされることになります。

4-4. テストのスピードアップ

コンテナを活用することで、必要に応じてテスト環境を即座に立ち上げ、テストの完了後はそれを破棄することが可能になります。また、同時に複数の異なる構成のテスト環境を起動させ、テストを並行して行うことも容易になります。これにより、テスト環境の立ち上げに要する工数・時間を大幅に低減させられるほか、品質保証のプロセス全体を効率化することも可能になります。

4-5. ハイブリッド環境、マルチクラウド環境でのアプリケーション提供

先にも触れたとおり、コンテナは異なるプラットフォーム間での移植性が高いという特長を有しています。ゆえに、ハイブリッド環境やマルチクラウド環境でのアプリケーション提供を容易に実現できます。

4-6. アプリケーションのモダナイゼーション

ここでいう「モダナイゼーション（近代化）」とは、レガシーな技術を使った古い構造のアプリケーションを、クラウドネイティブな技術を使ったモダンな構造にすることを指しています。そのための有効な手段の一つが、アプリケーションのコンテナ化です。これによって、アプリケーションのリリース、更新、変更のスピードを大幅に高めることができます。

4-7. スケールアウト／スケールダウンの自動化

コンテナとKubernetesを組み合わせることで、トラフィックが増加した際に動的にコンテナ数を追加し、負荷が下がれば削減するといった柔軟なスケーリングが可能になります。これにより、負荷変動が大きい局面でも、リソースを最適に配分しながらサービスを安定して提供することができます。

*1 コンテナのオーケストレーション：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（拡張）、ネットワーク設定、稼働監視、障害復旧などを自動化・管理すること

5. コンテナ活用のロードマップ

以上のとおり、コンテナには幅広い活用シーンがあります。ただ、最初からすべてを追求しようとすると、体制や技術的な準備面でつまずく場合があります。

そこで重要になるのが、コンテナ活用のロードマップ、言い換えればコンテナの活用を成功へと導くステップを適切に描くことです。以下は、CTCがこれまでの経験に基づきまとめたコンテナ活用のステップです。

ステップ 1. 基礎的な導入：開発環境でコンテナの基礎を学ぶ

まずは、Dockerなどの標準的な技術を導入し、開発者がハンズオンでコンテナの基礎を学び、チーム内でコンテナの扱い方のルールや知識を積み上げていきます。この段階では、コンテナイメージを小さく・軽量に保つことを意識し、コンテナイメージの適切な作り方やデータの扱い方など、基本的なノウハウを身につけていきます。

ステップ 2. 本番環境への展開：コンテナのビルド、デプロイを自動化する取り組みを推進する

上記のステップを経て、開発者がコンテナの扱いに慣れてきた段階で、テスト環境、そして本番環境へと段階的にコンテナを導入していきます。このステップでは、コンテナを使ったCI/CDプロセスをどう構築するかがカギとなります。コンテナイメージのビルドからテスト、デプロイまでの一連の作業を自動化することで、開発からリリースまでの流れを効率化します。また、コンテナレジストリの運用やコンテナイメージのバージョン管理、監視・ログ管理など、実運用に必要な基盤を整備していきます。

ステップ 3. Kubernetesの導入：多数のコンテナを管理する仕組みを整える

コンテナの活用が進むことで、コンテナの数が増えていき、多数のコンテナをどのように管理するかという問題が浮上します。この課題を解決するのがKubernetesです。Kubernetesを導入することで、多数のコンテナを運用管理する業務負荷を大幅に低減することが可能になります。なお、Kubernetes運用では Podは再作成・再配置され得る前提のため、Pod内データは揮発性として扱います。そのため、PV等を用いた外部ストレージへの永続化を前提に設計する必要があります。

ステップ 4. 疎結合アーキテクチャの実践：API設計を通じてサービス間の依存を最小化する

Kubernetesによってコンテナの運用管理を自動化・効率化する仕組みを整えたのちには、アプリケーションのマイクロサービス化を直ちに進めるのではなく、まずはAPI設計を通じた疎結合アーキテクチャの実践を検討します。

アプリケーションのすべての機能が密結合するモノリシック（一枚岩）構造では、一つの機能変更が全体へ影響を及ぼすリスクがあります。しかし、常にマイクロサービス化が最適解になるとは限りません。機能規模や組織体制によっては、フロントエンド、バックエンド、バックエンド for フロントエンド（BFF）といった比較的シンプルな構成で十分な場合も多くあります。

重要なのは、アプリケーションを過度に分割することではなく、APIを通じて責務を明確に分離し、サービス間の依存を最小化することです。コンテナとKubernetesを活用すれば、各コンポーネントを独立してデプロイ・スケールさせることが可能となり、段階的に疎結合化を進められます。その結果、将来的に必要性が高まった場合に、マイクロサービスへと発展させる選択肢も取れるようになります。

ステップ 5. 開発・運用のさらなる高度化：クラウドネイティブな開発・運用を組織全体で推進

各ステップで積み上げてきた技術やノウハウを統合し、クラウドネイティブな開発・運用を組織全体で目指します。この段階では、コンテナやKubernetes、CI/CDツール、さらにはITインフラ構築のコード化・自動化を実現するIaC（Infrastructure as Code）ツールといったクラウドネイティブ技術を使って、開発・運用のさらなる効率化・自動化を推し進めていきます。また、ハイブリッドクラウドやマルチクラウド環境での柔軟な運用、オブザーバビリティ（可観測性 *2）のソリューションを使った高度な監視、継続的な改善サイクルの確立など、組織全体でクラウドネイティブの利点を最大限に引き出す体制を整えていきます。

*2　オブザーバビリティ（可観測性）のソリューション：システムを構成するITインフラやアプリケーション、ネットワークなどの状態を包括的に監視・可視化し、異常の早期検知や原因の特定、潜在的なボトルネックの発見などを支援するソリューションのこと。

6. コンテナ活用における課題

コンテナを活用し、クラウドネイティブな開発・運用の体制を整えていくうえでは解決すべき課題がいくつかあります。以下、その課題を見ていきます。

6-1. コンテナはホストOSへの依存性が高い

先に触れたとおり、コンテナは、ホストOSのカーネルを共有します。したがって、ホストOSへの依存性が高く、使用するホストOSに対応していないアプリケーションをコンテナ化して動作させるには相応の工夫が必要になります。

例えば、ホストOSがLinuxであったとします。この環境上でWindows アプリケーションのコンテナをネイティブに動かすことはできず、動作させるには、例えば、Linux 上で仮想化ソフトウェアを動作させ、Windows アプリケーションのコンテナを動作させるといった手段を講じなければなりません。こうしたことから、Windows アプリケーションのコンテナを動作させたい場合には、Windows、あるいはWindows ServerをホストOSとして使うのが一般的です。言い換えれば、アプリケーションのコンテナ化を図るうえでは、OSとの対応関係をあらかじめチェックしておく必要があるということです。

6-2. セキュリティをどう担保するか

コンテナイメージに脆弱性が含まれていると、そのイメージから作成されたすべてのコンテナが同じ脆弱性を抱えることになります。ゆえに、コンテナイメージを構成する際には、信頼できるソース（公式リポジトリなど）からのイメージを取得することを原則とし、使用する技術に脆弱性が含まれていないか定期的にチェックすることが大切です。

6-3. データの永続化をどう実現するか

コンテナは基本的に一時的な実行環境として動作し、コンテナが削除されたり、再起動されたりすると内部に保存されていたデータは失われてしまいます。それを回避したい場合には、コンテナの外部（ホストコンピュータやストレージ）にデータを永続的に保存するための仕組みを用意しておく必要があります。例えば、Dockerを使用する場合には、Dockerが管理するホストコンピュータ上のボリューム（volumes）にデータを保存するといった方法があります。また、Kubernetesを使う場合には、「Persistent Volume（永続ボリューム）」などを活用して、コンテナのライフサイクルから独立した外部ストレージにデータを保存することができます。

6-4. ネットワークの複雑化にどう対処するか

マイクロサービスアーキテクチャを採用すると、ネットワーク設計が複雑化します。それは、コンテナを使ってマイクロサービスを実装する場合も例外ではありません。サービスの数が増えるほど通信経路が増大・複雑化し、一つひとつの経路に対して通信許可ルールを定義・管理しなければならないという課題が生じます。

7. 課題解決に向けた一手を知る

上に示したような課題を解決するうえでは、技術的な施策を講じたり、必要な環境を整えたりするのと併せて、人材の育成を含めた体制の整備を進めていくことが重要になります。

そうした課題の解決をトータルに支援すべく、CTCではクラウドネイティブ支援サービス「C-Native」を提供しています。

本サービスでは、サービスメニューの一つとして、コンテナ活用におけるセキュリティ管理の強化やリスクの見える化、人材育成をサポートする「C-Native Security Service」を用意しています。本サービスでは、例えば、コンテナイメージの脆弱性やセキュリティ上の問題点を診査し、リスクの分析と対策の立案・遂行を支援しています。また、各種セキュリティツールの導入や運用もサポートいたします（図5）。

図5：「C-Native Security Service」の概要
出典：CTC「C-Native Security Service」を基に作成

一方、コンテナ活用におけるネットワークの複雑化に対処するうえでは、適切な技術スタックの選定とネットワーク設計が求められます。そこでCTCでは「C-Native Professional Service」を通じて、Kubernetesをベースとしたコンテナプラットフォーム「Red Hat OpenShift」のインテグレーションをサポートしながら、個々のお客様にとって最適な技術の選定・導入をご支援しています。さらに、人材育成に向けたサービスとして、コンテナの基本操作からKubernetes、CI/CDツール、オブザーバビリティソリューションの運用方法に至るまで、お客様のステップに合わせた実践的な学習のカリキュラムをご用意しています。お気軽にご相談ください。