Kubernetes入門！kubectlとPod操作で理解するk8sのしくみ

2025年9月30日

こんにちは！今回は、「Kubernetesって難しそう…」「kubectlコマンドがよく分からない」「Podって何？」という方に向けて記事を書きました。

「Docker Composeは使えるけど、Kubernetesは挫折した…」
「kubectlコマンドを覚えるのが大変そう」
「実際にPodを操作してみたいけど、どこから始めればいいか分からない」

そんな悩みを解決してくれるのが、高橋あおいさんの「つくって、壊して、直して学ぶ Kubernetes入門」です！

つくって、壊して、直して学ぶ Kubernetes入門 [ 高橋あおい ]

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この書籍の最大の特徴は、「あえて壊しながら学ぶ」というアプローチです。普通なら避けたいトラブルを意図的に起こして、その対処法を学ぶことで、本当に実践的なスキルが身につきます。

この記事では、Kubernetes初心者の方でも安心して学習を始められるよう、kubectlコマンドやPod操作の基本から、実際のトラブル対応まで分かりやすく解説していきます！

Kubernetesとは何か？初心者が知るべき基本概念

コンテナオーケストレーションの必要性

まず、「そもそもなぜKubernetesが必要なの？」という疑問から始めましょう。

Dockerを使って開発している方なら、こんな経験はありませんか？

「本番環境でコンテナが落ちたら、手動で再起動するしかない…」
「アクセスが増えた時、コンテナを増やすのが面倒…」
「複数のサーバーでコンテナを管理するのが大変…」

Kubernetes（k8s）は、これらすべての問題を解決してくれ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！

主な機能：

自動復旧：コンテナが落ちても自動で再起動
自動スケーリング：負荷に応じてコンテナ数を調整
ロードバランシング：複数コンテナに負荷を分散
ローリングアップデート：無停止でアプリケーション更新

Kubernetesの基本アーキテクチャ

Kubernetesの仕組みを理解するために、基本的な構成要素を見てみましょう。

クラスタ

Kubernetesが管理する複数サーバーの集合体
マスターノード（制御）+ ワーカーノード（実行）で構成

ノード

クラスタを構成する1台1台のサーバー
物理サーバーでも仮想マシンでもOK

Pod

Kubernetesの最小実行単位
1つ以上のコンテナをまとめたもの
通常は1Pod = 1コンテナで運用

Service

Podへのアクセス経路を提供
Podが増減しても、アクセス方法は変わらない

例えて言うなら…

クラスタ = オフィスビル全体
ノード = 各フロア
Pod = 各部屋で働く人（コンテナ）
Service = 受付・案内デスク

Docker Composeとの違いを理解しよう

「Docker Composeで十分じゃない？」と思う方もいるでしょう。確かにDocker Composeは便利ですが、以下のような制限があります。

Docker Compose

✅ 開発環境での複数コンテナ管理が簡単
❌ 1台のサーバーでしか動かない
❌ 自動復旧・自動スケールができない
❌ 本格的な負荷分散は難しい

Kubernetes

✅ 複数サーバーでの分散実行
✅ 自動復旧・自動スケール
✅ 高度な負荷分散・ネットワーク制御
✅ 本番運用に必要な機能が豊富

つまり、開発環境ならDocker Compose、本番運用ならKubernetesという使い分けが一般的です！

kubectlコマンドをマスターしよう

kubectlの基本的な使い方

kubectl（クーベクティーエル）は、Kubernetesクラスタを操作するためのコマンドラインツールです。

基本的な書式は以下のようになります：

kubectl [動詞] [リソース] [名前] [オプション]

例：

kubectl get pods
kubectl describe pod my-pod
kubectl delete service my-service

最初は覚えることが多く感じるかもしれませんが、よく使うコマンドは限られているので安心してください！

よく使うkubectlコマンド一覧

リソースの確認

# Pod一覧の表示
kubectl get pods

# Service一覧の表示
kubectl get services

# すべてのリソースを表示
kubectl get all

# 詳細情報の表示
kubectl describe pod [pod名]

リソースの作成・削除

# YAMLファイルからリソース作成
kubectl apply -f app.yaml

# リソースの削除
kubectl delete pod [pod名]
kubectl delete -f app.yaml

デバッグ・トラブルシューティング

# Podのログ確認
kubectl logs [pod名]

# Podの中に入る
kubectl exec -it [pod名] -- /bin/bash

# Podの状態詳細確認
kubectl describe pod [pod名]

kubectlでクラスタの状態を確認する方法

実際にクラスタの状態を確認してみましょう！

ノードの状態確認

kubectl get nodes

これで、クラスタを構成するノードの一覧と状態が分かります。

リソース使用量の確認

kubectl top nodes
kubectl top pods

CPU・メモリの使用量を確認できます（metrics-serverが必要）。

イベントの確認

kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

クラスタ内で何が起こっているかを時系列で確認できます。

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Podの基本操作を体験してみよう

Podとは何か？基本概念の理解

Podは、Kubernetesの最小デプロイ単位です。

「コンテナじゃないの？」と思うかもしれませんが、Kubernetesではコンテナを直接操作しません。必ずPodという「入れ物」に包んで管理します。

Podの特徴：

1つのPodには1つ以上のコンテナが入る
同じPod内のコンテナは同じノードで実行される
同じPod内のコンテナはネットワークを共有
Podには一意のIPアドレスが割り当てられる

なぜPodが必要？
複数のコンテナを密結合で動かしたい場合があります。例えば：

Webアプリケーション + ログ収集サイドカー
アプリケーション + プロキシサーバー

でも実際は、1Pod = 1コンテナで運用することがほとんどです！

Podの作成・削除・確認方法

実際にPodを作ってみましょう！

コマンドでPodを作成

kubectl run my-nginx --image=nginx --port=80

これで、nginxコンテナが動くPodが作成されます。

YAMLでPodを作成

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80

kubectl apply -f pod.yaml

Podの状態確認

# Pod一覧
kubectl get pods

# 詳細情報
kubectl describe pod my-nginx

# Podの中に入る
kubectl exec -it my-nginx -- /bin/bash

Podの削除

kubectl delete pod my-nginx

Podのログ確認とデバッグ

Podが期待通り動いているか確認する方法を見てみましょう。

ログの確認

# 最新のログを表示
kubectl logs my-nginx

# リアルタイムでログを表示（-f）
kubectl logs -f my-nginx

# 過去のログを指定行数表示
kubectl logs --tail=100 my-nginx

Podの状態診断

# Pod詳細情報（エラー原因の特定に重要！）
kubectl describe pod my-nginx

# Pod内のプロセス確認
kubectl exec my-nginx -- ps aux

# Pod内のネットワーク確認
kubectl exec my-nginx -- netstat -tlnp

よくあるPodのステータス

Running：正常に動作中
Pending：まだ起動していない（リソース不足など）
CrashLoopBackOff：起動しては落ちるを繰り返している
ImagePullBackOff：イメージがダウンロードできない

「つくって、壊して、直して」で学ぶトラブル対応

意図的にPodを壊してみる

ここからが本書の真骨頂！実際にPodを壊してトラブルシューティングを体験してみましょう。

メモリ不足でPodを壊す

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-hog
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "64Mi"  # 少なすぎるメモリ制限
      requests:
        memory: "128Mi" # リクエストがリミットを超えている

これを適用すると、PodがOutOfMemoryエラーで落ちるはずです。

存在しないイメージでPodを壊す

kubectl run broken-pod --image=nonexistent:latest

無効な設定でPodを壊す

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: broken-config
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: "invalid"  # 数値じゃなく文字列

kubectlでトラブルシューティング

壊れたPodを診断・修復してみましょう！

ステップ1：状況確認

# Pod一覧で状態確認
kubectl get pods

# 詳細情報でエラー原因を特定
kubectl describe pod broken-pod

ステップ2：ログ確認

# エラーログの確認
kubectl logs broken-pod

# 前回実行時のログ確認（Podが再起動している場合）
kubectl logs broken-pod --previous

ステップ3：イベント確認

# 関連するイベントを時系列で確認
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=broken-pod

ステップ4：リソース使用量確認

# CPU・メモリ使用量確認
kubectl top pod broken-pod

実際の障害対応の流れ

本書では、以下のような実践的な障害対応パターンを学べます：

1. OutOfMemoryエラー

症状：PodがCrashLoopBackOffになる
原因：メモリ制限が不適切
対処：リソース制限の調整

2. ImagePullBackOffエラー

症状：Podが起動しない
原因：イメージが存在しない・認証エラー
対処：イメージ名の修正・認証情報の設定

3. ネットワーク接続エラー

症状：Pod間の通信ができない
原因：Service設定の問題
対処：Service・ネットワークポリシーの確認

デバッグのコツ

kubectl describeで詳細情報を確認
kubectl logsでアプリケーションログを確認
kubectl get eventsでシステムイベントを確認
kubectl execで直接Podの中を調査

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Kubernetesの学習を続けるために

次に学ぶべき概念とリソース

Podとkubectlの基本をマスターしたら、次のステップに進みましょう！

レベル2：基本的なワークロード

Deployment：Podの管理・更新を自動化
Service：Podへの安定したアクセス経路
ConfigMap：設定情報の外部化
Secret：機密情報の管理

レベル3：高度な機能

Ingress：HTTP/HTTPSアクセスの制御
PersistentVolume：データの永続化
Horizontal Pod Autoscaler：自動スケーリング
NetworkPolicy：ネットワークセキュリティ

レベル4：運用・監視

Prometheus + Grafana：メトリクス監視
ELK Stack：ログ管理
Helm：アプリケーション管理
GitOps：宣言的なデプロイメント

まとめ

お疲れさまでした！この記事では、Kubernetes入門の基本的な内容を学習しました：

✅ Kubernetesの基本概念を理解
✅ kubectlコマンドの使い方をマスター
✅ Pod操作の基本を体験
✅ トラブルシューティングの手法を学習

Kubernetesは確かに学習コストがかかる技術です。でも、一歩ずつ着実に進めば必ずマスターできます！

重要なポイント：

まずはPodとkubectlから始める
実際に手を動かしながら学ぶ
トラブルを恐れずに「壊して学ぶ」
分からないところは公式ドキュメントで確認

特に最初の基礎固めが重要です。「つくって、壊して、直して学ぶ Kubernetes入門」なら、図解豊富で実践的な内容で、確実にスキルアップできます。

Kubernetesの世界への第一歩として、ぜひ手に取ってみてください！

きっと「Kubernetesって面白い！」と感じられるはずです。

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Kubernetes入門！kubectlとPod操作で理解するk8sのしくみ

Kubernetesとは何か？初心者が知るべき基本概念

コンテナオーケストレーションの必要性

Kubernetesの基本アーキテクチャ

Docker Composeとの違いを理解しよう

kubectlコマンドをマスターしよう

kubectlの基本的な使い方

よく使うkubectlコマンド一覧

kubectlでクラスタの状態を確認する方法

Podの基本操作を体験してみよう

Podとは何か？基本概念の理解

Podの作成・削除・確認方法

Podのログ確認とデバッグ

「つくって、壊して、直して」で学ぶトラブル対応

意図的にPodを壊してみる

kubectlでトラブルシューティング

実際の障害対応の流れ

Kubernetesの学習を続けるために

次に学ぶべき概念とリソース

おすすめの学習リソース

まとめ

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Kubernetesとは何か？初心者が知るべき基本概念

コンテナオーケストレーションの必要性

Kubernetesの基本アーキテクチャ

Docker Composeとの違いを理解しよう

kubectlコマンドをマスターしよう

kubectlの基本的な使い方

よく使うkubectlコマンド一覧

kubectlでクラスタの状態を確認する方法

Podの基本操作を体験してみよう

Podとは何か？基本概念の理解

Podの作成・削除・確認方法

Podのログ確認とデバッグ

「つくって、壊して、直して」で学ぶトラブル対応

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実際の障害対応の流れ

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次に学ぶべき概念とリソース

おすすめの学習リソース

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