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【保存版】Google Cloudのコンテナ・サーバーレス全解説〜DockerからGKE、Cloud Runまで〜

Last updated at 2025-12-14Posted at 2025-12-14

この記事は

この記事では、Google Cloudにおけるコンテナ技術とサーバーレスサービスについて解説します。Docker、Kubernetes、GKE、そしてApp Engine、Cloud Functions、Cloud Runなどのサーバーレスサービスを詳しく説明します。

コンテナとは

～アプリケーション単位で仮想化する技術～

コンテナの概念

コンテナは、アプリケーションとその実行に必要な依存関係を1つのパッケージにまとめる技術です。

仮想マシンとコンテナの比較

項目	仮想マシン	コンテナ
起動時間	数分	数秒
サイズ	GB単位	MB単位
リソース効率	中	高
分離レベル	完全分離	プロセス分離
OSオーバーヘッド	あり	なし

コンテナの利点

利点	説明
ポータビリティ	どの環境でも同じように動作
効率性	リソースの有効活用
一貫性	開発・本番で同一の環境
スケーラビリティ	迅速なスケールアップ/ダウン
マイクロサービス	サービスの分離と独立デプロイ

Docker

Dockerは、最も広く使われているコンテナプラットフォームです。

主な概念：

Dockerfile：コンテナイメージの定義ファイル
イメージ：コンテナの設計図
コンテナ：イメージの実行インスタンス
レジストリ：イメージの保存場所

# Dockerfileの例
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["npm", "start"]

Artifact Registry

Google Cloud のコンテナイメージを管理するサービス：

# イメージのビルドとプッシュ
docker build -t asia-northeast1-docker.pkg.dev/PROJECT/REPO/IMAGE:tag .
docker push asia-northeast1-docker.pkg.dev/PROJECT/REPO/IMAGE:tag

Kubernetes (K8s)

～コンテナを管理するツール～

Kubernetesとは

Kubernetes (K8s)は、Googleが開発し、現在はCNCFが管理するコンテナオーケストレーションプラットフォームです。詳しくは下記の記事でも解説しています。

Kubernetesの主要概念

概念	説明
Pod	1つ以上のコンテナのグループ
Deployment	Podのデプロイと管理
Service	Podへのネットワークアクセス
ConfigMap/Secret	設定と機密情報の管理
Namespace	リソースの論理的な分離
Ingress	外部からのHTTPアクセス制御

Kubernetesの機能

機能	説明
オートスケーリング	負荷に応じたPod数の自動調整
自己修復	障害発生時の自動再起動
ローリングアップデート	ダウンタイムなしの更新
サービスディスカバリ	Podの自動検出
ストレージ管理	永続ストレージの自動プロビジョニング

Google Kubernetes Engine (GKE)

～Google Cloudで使えるKubernetes～

GKEとは

Google Kubernetes Engine (GKE)は、Google CloudのマネージドKubernetesサービスです。

GKEの特徴

特徴	説明
マネージド	コントロールプレーンはGoogleが管理
自動アップグレード	Kubernetesバージョンの自動更新
自動スケーリング	クラスタとPodの自動スケール
統合監視	Cloud Monitoringとの連携
セキュリティ	Shielded GKEノード、Workload Identity

GKEのモード

モード	説明	管理レベル
Standard	ノードを自分で管理	中
Autopilot	ノードもGoogleが管理	低（フルマネージド）

GKE Autopilot

2024年にさらに強化されたAutopilotの特徴：

GPUの利用（AI/MLワークロード）
バースト可能なPodのサポート
リソース設定の柔軟性向上（1m単位）
Flexible CUDsの適用

GKEのアーキテクチャ

～コンテナを管理するしくみ～

GKEクラスタの構成

コントロールプレーン

コンポーネント	説明
API Server	Kubernetes APIのエントリーポイント
Scheduler	Podをノードに配置
Controller Manager	クラスタの状態を管理
etcd	クラスタの状態を保存

GKEでは、コントロールプレーンはGoogleがマネージドVPC内で運用します。

ノードプール

同じ設定のノードをグループ化：

# ノードプールの追加
gcloud container node-pools create high-memory-pool \
    --cluster=my-cluster \
    --zone=asia-northeast1-a \
    --machine-type=n2-highmem-4 \
    --num-nodes=2

ネットワーキング

オプション	説明
VPCネイティブ	Pod IPをVPC IPから割り当て
ClusterIP	クラスタ内部のサービス
NodePort	ノードのポートで公開
LoadBalancer	外部ロードバランサーで公開
Ingress	HTTP(S)ルーティング

2024年のアーキテクチャ更新

最大65,000ノードのクラスタをサポート
マルチCPUアーキテクチャ対応（AMD64、Arm64）
Google Axion（C4A）プロセッサのサポート
Kubernetes 1.32がRapidチャネルで利用可能

GKE／K8sを使うメリット

～GKEとCompute Engineの比較～

GKEを使うメリット

メリット	説明
運用負担の軽減	コントロールプレーンの管理不要
自動スケーリング	Pod/ノードの自動スケール
自己修復	障害時の自動復旧
宣言的設定	マニフェストでインフラを定義
ポータビリティ	他のKubernetes環境への移行が容易

Compute Engineとの比較

項目	Compute Engine	GKE
抽象化レベル	低（VM直接管理）	高（コンテナ）
スケーリング	手動/スクリプト	自動
デプロイ	手動/構成管理ツール	kubectl/マニフェスト
可搬性	低	高
学習コスト	低	中〜高
適したワークロード	レガシーアプリ、特殊要件	マイクロサービス

選択の基準

適切なサービスの選択

要件	推奨サービス
完全なVM制御が必要	Compute Engine
Kubernetes機能が必要	GKE
シンプルなコンテナ実行	Cloud Run
イベント駆動関数	Cloud Functions
Webアプリ（簡単）	App Engine

サーバーレスサービス

～サーバーを意識する必要がないしくみ～

サーバーレスとは

サーバーレスは、インフラストラクチャの管理をクラウドプロバイダーに任せ、コードの実行に集中できるコンピューティングモデルです。

サーバーレスの特徴

特徴	説明
ゼロ運用	サーバーのプロビジョニング・管理不要
自動スケーリング	需要に応じて自動的にスケール
従量課金	使用した分だけ支払い
イベント駆動	イベントに応じて実行

Google Cloudのサーバーレスサービス

サービス	説明	用途
App Engine	フルマネージドWebアプリ	Webアプリ、API
Cloud Functions	イベント駆動関数	軽量処理、トリガー
Cloud Run	コンテナベース	柔軟性が必要な場合

2024年の重要な変更

2024年8月、Cloud FunctionsはCloud Runに統合され、「Cloud Run functions」として提供されるようになりました。

これにより：

Cloud Functionsのイベント駆動モデルとCloud Runの柔軟性が統合
GPU機能がCloud Run functionsで利用可能に
より詳細なサービス設定のコントロールが可能に

App Engine

～Webアプリケーション開発のサービス～

App Engineとは

App Engineは、Webアプリケーションやモバイルバックエンドを簡単にデプロイできるフルマネージドPaaSです。

App Engineの環境

環境	特徴	用途
スタンダード	高速スケーリング、ゼロスケール	一般的なWebアプリ
フレキシブル	Dockerコンテナ、カスタムランタイム	カスタム要件

スタンダード環境

特徴	説明
スケーリング	ミリ秒単位で0から自動スケール
料金	インスタンス時間で課金
ランタイム	Python, Java, Node.js, Go, PHP, Ruby
制限	リクエストタイムアウトあり

Cloud Functions（レガシーサービス）

～関数を実行できるサーバーレスサービス～

Cloud Functionsとは

Cloud Functions（現：Cloud Run functions）は、イベント駆動型のサーバーレスコンピューティングサービスです。

サポートするランタイム

言語	バージョン
Node.js	18, 20
Python	3.9, 3.10, 3.11, 3.12
Go	1.20, 1.21, 1.22
Java	11, 17, 21
.NET	6, 8
Ruby	3.0, 3.2
PHP	8.1, 8.2

Cloud Run

～コンテナを動かせるサーバーレスサービス～

Cloud Runとは

Cloud Runは、コンテナベースのサーバーレスプラットフォームです。任意の言語・フレームワークで構築したコンテナを実行できます。

Cloud Runの特徴

特徴	説明
任意のコンテナ	Dockerイメージを実行
ゼロスケール	リクエストがなければ0にスケール
自動HTTPS	マネージドSSL証明書
カスタムドメイン	独自ドメインの設定可能
VPC接続	VPCリソースへのアクセス

Cloud Run services vs Cloud Run jobs

タイプ	用途
services	HTTPリクエストを処理
jobs	バッチ処理、スケジュールタスク

2024年の機能強化

デプロイされたイメージの自動セキュリティ更新
Cloud Run jobsでのGPU利用（プレビュー）
Cloud Run functions（Cloud Functionsの統合）

Cloud Build

～テストやビルドを自動化～

Cloud Buildとは

Cloud Buildは、Google Cloud上でCI/CDパイプラインを実行するマネージドサービスです。

Cloud Buildの特徴

特徴	説明
マネージド	インフラ管理不要
高速	並列ビルドで高速化
統合	GKE、Cloud Run、App Engineと連携
セキュリティ	VPC Service Controlsサポート

まとめ

この記事では、コンテナとサーバーレスサービスについて以下の内容を学びました：

コンテナはアプリケーションを軽量・ポータブルにパッケージ化する技術
KubernetesはGoogleが開発したコンテナオーケストレーション
GKEはマネージドKubernetesで、特にAutopilotは運用負担を大幅に軽減
サーバーレスは運用を最小化するコンピューティングモデル
App Engineは最もシンプルなWebアプリデプロイ
Cloud Functions（Cloud Run functions）はイベント駆動の軽量処理
Cloud Runはコンテナベースの柔軟なサーバーレス
Cloud Buildで CI/CD を自動化

参考リンク

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