シリーズ記事一覧

📑 目次

この記事について
この記事のゴール
全体の振り返り ― 第1回〜6回の知識マップ
Docker Compose → k8s 対応マップ（総まとめ）
YAMLの「つなぎ方」― リソース間の紐づけ総整理
kubectlコマンド総まとめ
理解度セルフチェック ― 10の質問で振り返る
Docker Compose → k8s マイグレーション戦略
次のステップ
まとめ

1. この記事について

1-1. シリーズ概要

Docker Compose経験者が「素のKubernetes」を
1週間で実践レベルまで習得することを目指す学習記録です。

1-2. シリーズ構成

回	テーマ	内容
第1回	全体像と環境構築	Docker Composeとの対比、minikube導入
第2回	Pod と Deployment	コンテナ起動〜スケーリング〜ローリングアップデート
第3回	Service と Ingress	ネットワークと外部公開
第4回	ConfigMap / Secret / PV	設定管理と永続化
第5回	模擬プロジェクト	全概念を組み合わせて実践
第6回	トラブルシュートと運用	エラー対応、ログ確認、運用テクニック
第7回（本記事）	総まとめ	振り返り・次のステップ

1-3. 対象読者

第1回〜第6回を読み終えた方
学んだ知識を整理して「語れる」状態にしたい方

2. この記事のゴール

#	ゴール	確認方法
①	第1回〜6回の知識を構造的に整理できる	リソース全体像と相互関係を語れる
②	Docker Compose → k8sの対応を網羅的に説明できる	全対応マップを見ずに主要部分を語れる
③	k8sの主要概念を自分の言葉で説明できる	Q&A 10問に自分の言葉で答えられる
④	マイグレーション戦略を説明できる	段階的移行の手順を語れる
⑤	次の学習ステップが明確になる	Helm/ArgoCD等の位置づけを語れる

3. 全体の振り返り ― 第1回〜6回の知識マップ

第1回〜6回で学んだリソースの全体像を図で整理します。
「何を・どの回で学んだか」を俯瞰することで、知識のつながりが見えてきます。

3-1. k8sリソース全体像

3-1-1. 図1：リクエストの流れ（通信経路）

外部からのリクエストがどのリソースを経由して Pod に届くかを示します。

Service の type	用途	学んだ回
ClusterIP	クラスタ内部のみ（デフォルト）	第3回
NodePort	Nodeのポートで外部公開	第3回
LoadBalancer	クラウドLB連携で外部公開	第3回
Headless	StatefulSet用（個別Pod指定）	第4回

3-1-2. 図2：Pod を支える設定・ストレージ

Pod に「何が注入されるか」を示します。

3-2. 回別の学習内容サマリー

回	テーマ	学んだリソース	キーコンセプト
第1回	全体像	—	k8sの存在意義、宣言的管理、Docker Compose対比
第2回	Pod / Deployment	Pod, Deployment, ReplicaSet	labels/selector、ローリングアップデート
第3回	Service / Ingress	ClusterIP, NodePort, LB, Ingress	CoreDNS、kube-proxy、L4/L7、TLS終端
第4回	ConfigMap / Secret / PV	ConfigMap, Secret, PV, PVC, StorageClass, StatefulSet	責務分離、etcd暗号化、動的プロビジョニング、Headless Service
第5回	模擬プロジェクト	Namespace + 全リソース統合	構築順序、Probe、resources、ファイルマウント
第6回	トラブルシュート	—	デバッグ5コマンド、エラーパターン7つ、ロールバック、dry-run

3-3. k8sが解決する「Docker Composeの限界」

Docker Composeの限界	k8sの解決策	学んだ回
1台のホストでしか動かない	複数Node + スケジューラ	第1回
スケーリングが手動	`replicas` + `kubectl scale`	第2回
デプロイ = ダウンタイム	ローリングアップデート	第2回
サービスディスカバリが弱い	CoreDNS + Service	第3回
外部公開が別途設定	Ingress	第3回
設定とコードが混在	ConfigMap / Secret	第4回
データの永続化がNode固定	PV / PVC / StorageClass	第4回
DBの順序制御が弱い	StatefulSet	第4回
ヘルスチェックがない	Probe	第5回
リソース制限がない	requests / limits	第5回
ロールバックが手動	`rollout undo`	第6回

4. Docker Compose → k8s 対応マップ（総まとめ）

Docker Composeの知識がk8sのどこに対応するかを一覧で確認します。「Composeではこう書いていたけど、k8sではどうなる？」という疑問をここで解消しましょう。

4-1. リソース対応

Docker Compose	k8s	学んだ回
`services:`	Deployment / StatefulSet	第2回 / 第4回
`image:`	`spec.containers[].image`	第2回
`ports:`	Service	第3回
`environment:` (一般)	ConfigMap	第4回
`environment:` (機密)	Secret	第4回
`volumes: ./file:/path`	ConfigMap + volumeMount	第4回 / 第5回
`volumes: vol-name:/path`	PVC + volumeMount	第4回
`volumes: vol-name:` (定義)	PVC + StorageClass	第4回
`depends_on:`	構築順序 + readinessProbe	第5回
`docker-compose up`	`kubectl apply -f`	第2回
`docker-compose logs`	`kubectl logs`	第6回
`docker exec -it`	`kubectl exec -it`	第6回
`docker-compose down`	`kubectl delete namespace`	第5回

4-2. k8sにしかないもの

k8sリソース	Docker Composeでの代替	意味
Ingress	なし（nginx等を別途構築）	L7ルーティング + TLS終端
Namespace	なし	環境分離、リソースクォータ
Probe	`healthcheck:` (限定的)	readiness/liveness/startup
resources	`deploy.resources:` (Swarmのみ)	CPU/メモリの保証と上限
ロールバック	なし（手動で戻す）	`rollout undo` で1コマンド
Headless Service	なし	Pod個別のDNS名
StorageClass	なし	ストレージの動的プロビジョニング

🍽️
Docker Compose = 「1人で切り盛りする小さなお店」。
k8s = 「大規模チェーン店の運営システム」。
やりたいことは同じだが、スケール・信頼性・運用性が桁違い。

5. YAMLの「つなぎ方」― リソース間の紐づけ総整理

k8sではリソース同士がYAMLで紐づいてはじめて動きます。
その紐づけ方は 2パターンしかありません。

パターン	仕組み	対象
① ラベルセレクタ	`selector` と `labels` が一致	Service→Pod, Deployment→Pod
② 名前参照	リソース名が文字列一致	その他すべて

5-1. パターン①：ラベルセレクタ方式

「labels（名札）と selector（条件）が一致すると繋がる」 方式です。

# ────────────────────────────────────
# 【①】Deployment：Pod に名札を貼り、自分も同じ名札で管理する
# ────────────────────────────────────
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: web            # ◆ この条件で Pod を管理する
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web          # ◆ Pod に貼る名札（ここが中心）
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.25
---
# ────────────────────────────────────
# 【②】Service：同じ名札の Pod を探してトラフィックを送る
# ────────────────────────────────────
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-svc
spec:
  selector:
    app: web              # ◆ 同じ名札 → この Pod にトラフィックを送る
  ports:
    - port: 80

3者の関係を整理すると：

Deployment                    Service
selector.matchLabels ──┐  ┌── spec.selector
                       ▼  ▼
                  Pod の labels
                   app: web      ← ◆ ここが全員の合流点

🍽️ Pod の名札（labels）は「ホール担当」。
Deployment は「ホール担当のシフトを管理する」（selector）。
Service は「ホール担当にお客さんを案内する」（selector）。
名札の文字が1文字でも違えば、管理もされず、お客さんも来ない。

5-2. パターン②：名前参照方式

「リソース名を文字列で直接指定する」 方式です。

# ────────────────────────────────────
# 【参照される側】ConfigMap の定義
# ────────────────────────────────────
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: db-config          # ◆ この名前が
data:
  POSTGRES_DB: "webapp"
---
# ────────────────────────────────────
# 【参照される側】Secret の定義
# ────────────────────────────────────
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: db-secret          # ◆ この名前が
stringData:
  POSTGRES_PASSWORD: "mypassword"
---
# ────────────────────────────────────
# 【参照する側】Pod（Deployment の template）
# ────────────────────────────────────
spec:
  containers:
    - name: postgres
      envFrom:
        - configMapRef:
            name: db-config    # ◆ ここと一致 → 環境変数として注入
      env:
        - name: POSTGRES_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: db-secret  # ◆ ここと一致 → 環境変数として注入
              key: POSTGRES_PASSWORD

🍽️
レストランで例えると、名前参照は「メニュー表の名前で注文する」方式。
「db-config ください」と書いたのに、
棚にあるのが「db-conf」だったら「そんなメニューありません」
（CreateContainerConfigError）になる。

誰が	誰を	YAMLフィールド
Pod	ConfigMap	`configMapRef.name`
Pod	Secret	`secretKeyRef.name`
Pod	PVC	`persistentVolumeClaim.claimName`
PVC	StorageClass	`storageClassName`
Ingress	Service	`backend.service.name`
StatefulSet	Headless Service	`spec.serviceName`

5-3. 参照関係の全体図

実線 = ①ラベルセレクタ方式　／　点線 = ②名前参照方式

5-4. タイプミスで壊れるとどうなるか

紐づけのどちらのパターンでタイプミスしたかで、症状と調査方法が変わります。

パターン	よくあるミス	症状	確認方法
①ラベル	selector と labels の不一致	Service に疎通できない	`kubectl describe service` で Endpoints が空
①ラベル	Ingress の Service名タイプミス	502 Bad Gateway	`kubectl describe ingress` で確認
②名前	ConfigMap名のタイプミス	CreateContainerConfigError	`kubectl get configmap -n NS` で存在確認
②名前	Secret キー名のタイプミス	CreateContainerConfigError	`kubectl describe secret` でキー一覧確認
②名前	PVC名のタイプミス	Pod が Pending	`kubectl get pvc -n NS` で状態確認

各エラーの詳細な調査手順は第6回（セクション5） を参照してください。

6. kubectlコマンド総まとめ

「何をしたいか？」からコマンドを引く辞書です。

やりたいこと	コマンド	用途
状態を知りたい	`kubectl get RESOURCE -n NS`	リソース一覧
	`kubectl describe RESOURCE NAME -n NS`	詳細情報（Events含む）
	`kubectl logs POD -n NS`	ログ確認
問題を調べたい	`kubectl logs POD --previous`	前回クラッシュのログ
	`kubectl exec -it POD -- bash`	Pod内に入る
	`kubectl get events -n NS`	イベント一覧
	`kubectl run debug --image=busybox` `--rm -it --restart=Never -- sh`	一時デバッグPod
変更を適用したい	`kubectl apply -f FILE`	リソース作成・更新
	`kubectl delete -f FILE`	リソース削除
	`kubectl scale deployment/NAME --replicas=N`	スケーリング
元に戻したい	`kubectl rollout undo deployment/NAME`	ロールバック
	`kubectl rollout restart deployment/NAME`	安全な再起動
	`kubectl rollout history deployment/NAME`	デプロイ履歴
適用前に確認したい	`kubectl apply --dry-run=server -f FILE`	事前検証
	`kubectl diff -f FILE`	差分確認
監視したい	`kubectl top pods / nodes`	CPU/メモリ使用量

7. 理解度セルフチェック ― 10の質問で振り返る

以下の質問に自分の言葉で答えられるかを試してみます。

7-1. Q1. KubernetesとDocker Composeの違いは？

回答例：
Docker Composeは単一ホスト上の複数コンテナを管理するツールです。
一方k8sは、複数ノードにまたが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。
k8sには自動スケーリング、ローリングアップデート、セルフヒーリング、サービスディスカバリなど、本番運用に必要な機能が組み込まれています。
Docker Composeは開発環境に適し、k8sは本番環境での大規模運用に適しています。

7-2. Q2. Podとは何ですか？

回答例：
Podはk8sの最小デプロイ単位で、1つ以上のコンテナをまとめたグループです。
同じPod内のコンテナはネットワーク（localhost）とストレージを共有します。
実務では1 Pod = 1コンテナが基本で、サイドカーパターン等の場合のみ複数コンテナを入れます。
Podは使い捨て（エフェメラル）で、直接作成せずDeployment経由で管理します。

7-3. Q3. DeploymentとStatefulSetの違いは？

回答例：
Deploymentはステートレスなアプリケーション向けで、Pod名はランダム、起動順序は保証されず、全PodがPVCを共有します。
StatefulSetはステートフルなアプリケーション（DB等）向けで、Pod名が連番、起動順序が保証され、各Podに専用PVCが割り当てられます。
StatefulSetはHeadless Serviceと組み合わせて各Podに固定DNS名を提供します。

7-4. Q4. ServiceのClusterIP / NodePort / LoadBalancerの違いは？

回答例：
ClusterIPはクラスタ内部専用の仮想IPで、Pod間通信に使います。
NodePortは各ノードのポートを開放して外部からアクセス可能にしますが、ポート番号が固定されるため本番には不向きです。
LoadBalancerはクラウドプロバイダーのロードバランサーを自動作成し、外部からのトラフィックを分散します。
実務ではIngressと組み合わせてL7ルーティングを行うのが一般的です。

7-5. Q5. ConfigMapとSecretの違いは？

回答例：
構造はほぼ同じですが、用途が違います。
ConfigMapは一般的な設定（環境名、ログレベル等）、Secretは機密情報（パスワード、APIキー等）に使います。
SecretはBase64エンコードされますが、これは暗号化ではありません。
Secretにはtmpfsマウント、RBAC制御、etcd暗号化などの追加保護レイヤーがあります。
本番ではExternal Secrets Operator等で外部シークレット管理サービスと連携するのがベストプラクティスです。

7-6. Q6. PersistentVolumeとPersistentVolumeClaimの関係は？

回答例：
PVはストレージの実体（「10GBのEBSボリュームがある」）、PVCは開発者からのストレージ要求（「10GBください」）です。
PVCを作成するとk8sが条件に合うPVを自動バインドします。
クラウド環境ではStorageClassによる動的プロビジョニングが主流で、PVCを作るだけで自動的にEBS等が作成されます。
ReclaimPolicyの設定（Retain/Delete）がデータ保護の鍵です。

7-7. Q7. Podが起動しない場合のトラブルシュート手順は？

回答例：
5つのコマンドを順番に使います。
まず kubectl get pods でSTATUSを確認。
CrashLoopBackOffなら kubectl logs --previous で前回クラッシュのログを確認。
ImagePullBackOffやPendingなら kubectl describe pod のEventsで原因を特定。
Running だが READY 0/1 なら readinessProbe の設定を確認し、kubectl exec でPod内から疎通テスト。
最後に kubectl get events でクラスタ全体の問題を確認します。

7-8. Q8. ローリングアップデートの仕組みは？

回答例：
Deploymentのイメージを更新すると、新しいPodを1台ずつ起動し、readinessProbeで正常確認後に古いPodを1台ずつ終了します。
これにより無停止でデプロイできます。
失敗した場合は kubectl rollout undo で1コマンドで前のバージョンに戻せます。
maxSurgeとmaxUnavailableで同時に何台まで入れ替えるかを制御できます。

7-9. Q9. readinessProbeとlivenessProbeの違いは？

回答例：
readinessProbeは「リクエストを受ける準備ができたか」をチェックし、失敗するとServiceの振り分けから外します。
Podは生き続けます。
livenessProbeは「生きているか」をチェックし、失敗するとPodを再起動します。
重要な設計ポイントとして、livenessProbeにDB接続チェックを入れてはいけません。
DB障害時にAPI Pod全台が再起動ループに陥るためです。

7-10. Q10. Ingressとは何ですか？なぜ必要？

回答例：
IngressはL7（HTTP/HTTPS）のルーティングルールを定義するリソースです。
ホスト名やパスに基づいて複数のServiceにトラフィックを振り分けます。
Serviceだけでは外部公開にNodePort（ポート固定）かLoadBalancer（各Serviceごとにロードバランサー）が必要ですが、Ingressなら1つのエントリーポイントで複数Serviceを管理でき、TLS終端も一元化できます。
実体はIngress Controller（nginx等）が処理します。

8. Docker Compose → k8s マイグレーション戦略

8-1. 段階的移行アプローチ

一気に移行するのではなく、段階的に進めるのが安全です。

Phase 2（設定分離）と Phase 3（ストレージ設計）は並行して進められます。両方完了後に Phase 4 へ。

8-2. Phase別の作業内容

8-2-1. Phase 1：YAML変換

docker-compose.yml	k8s YAML
`services: api:`	Deployment + Service
`services: db:`	StatefulSet + Headless Service
`image:`	`spec.containers[].image`
`ports:`	Service の `ports`

🔰 この段階では「動くこと」が目標。最適化は後。

8-2-2. Phase 2：設定分離

作業	内容
環境変数を分類	一般設定 → ConfigMap、機密情報 → Secret
ハードコードを排除	接続先ホスト名をService名に変更
環境別ConfigMap	dev/staging/prod でConfigMapだけ差し替え

8-2-3. Phase 3：ストレージ設計

判断	内容
永続化が必要なデータの特定	DBデータ、アップロードファイル等
StorageClass選定	gp3/io2 等、ワークロードに応じて
ReclaimPolicy	本番は Retain、開発は Delete
バックアップ戦略	スナップショット、pg_dump 等

8-2-4. Phase 4：運用機能追加

機能	内容
Probe	readiness/liveness の設計と設定
resources	requests/limits のチューニング
Ingress	外部公開 + TLS証明書
Namespace	環境分離

8-2-5. Phase 5：CI/CD統合

ツール	役割
Helm	k8s YAMLのテンプレート化・パッケージ管理
ArgoCD	GitOps（gitの変更を自動でクラスタに反映）
GitHub Actions	CI（テスト・ビルド・イメージ作成）

8-3. よくある落とし穴

落とし穴	説明	対策
全サービスを一度に移行	リスクが大きすぎる	1サービスずつ段階的に
開発環境なしで本番移行	テストができない	minikubeで事前検証
ConfigMap/Secret未分離	パスワードがgitに入る	Phase 2を必ず実施
PVのReclaimPolicy未確認	Namespace削除でデータ消失	本番は必ずRetain
Probe未設定	障害Pod にリクエストが飛ぶ	Phase 4を必ず実施

9. 次のステップ

このシリーズで「素のk8s」を学びました。ここから先は、目的に応じてツールを選びます。

段階	ツール	何を解決するか	比喩	いつ必要か
すぐ学ぶ	Helm	YAML管理の複雑さ。テンプレート変数で環境差分を吸収	レシピのテンプレート。分量だけ変えて同じ料理を作れる	実務でほぼ必須
	ArgoCD	デプロイの自動化。 git push でクラスタに反映	自動発注システム。メニュー更新で食材が届く	CI/CD が必要になったら
	Prometheus + Grafana	監視とアラート。リソース使用量をダッシュボードで可視化	厨房のモニタリングカメラ＋温度計	本番運用開始時に
本番運用で	RBAC	誰が何を操作できるかの制御	スタッフの権限証。アルバイトは金庫を開けられない	チーム開発開始時に
	NetworkPolicy	Pod間通信の制御。不要な通信をブロック	厨房の出入り口にセキュリティゲート	セキュリティ要件が明確になったら
	HPA	負荷に応じた自動スケーリング	混雑時に自動でスタッフを増員	トラフィックが変動するサービスで
エキスパート	Operator	カスタムリソースの自動管理	専属マネージャーを雇って定型業務を自動化	独自リソース管理が必要な時
	Service Mesh	マイクロサービス間の通信制御・可観測性	全通路に監視カメラ＋自動ドアを設置	サービス数が増えた時
	マルチクラスタ	複数クラスタの統合管理	複数店舗を本部で一括管理	大規模運用・DR要件で

10. まとめ

10-1. 本シリーズで学んだこと

回	学んだこと	一言	該当セクション
第1回	k8sの全体像	「何のために存在するか」を理解	3-2, 3-3
第2回	Pod / Deployment	「コンテナの管理方法」を理解	3-2, 7-2〜7-3
第3回	Service / Ingress	「通信と外部公開」を理解	3-2, 7-4
第4回	ConfigMap / Secret / PV	「設定管理と永続化」を理解	3-2, 7-5〜7-6
第5回	模擬プロジェクト	「全部組み合わせる」を体験	3-2, 5
第6回	トラブルシュート	「壊れた時の直し方」を理解	3-2, 7-7
第7回	総まとめ	「語れる」状態に整理	7, 8, 9

10-2. シリーズを終えて

このシリーズでは、
Docker Compose経験をベースに「素のKubernetes」を全7回で学びました。
k8sのリソースは多く見えますが、
本質はDocker Composeの各要素を責務ごとに分離して、より堅牢に管理する仕組みだと感じました。

（完結）