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Kubernetes(K8s とも呼ばれます)は、マシンのクラスタ全体にわたるアプリケーション コンテナの展開、スケジューリング、監視、維持、運用を管理および自動化するために使用されるオープンソースのプラットフォームです。
Google が開発した Kubernetes によるネットワークを活用すると、管理者はプライベート、パブリック、およびハイブリッドクラウドの各インフラストラクチャにわたってワークロードを移動することができます。開発者は Kubernetes を使用することで、必要なインフラストラクチャとともにアプリケーションをパッケージ化して、新しいバージョンを迅速に展開できます。
Kubernetes コンポーネント間の相互通信や、ほかのアプリケーションとの通信は、Kubernetes ネットワークを利用して行われます。Kubernetes プラットフォームは、フラットなネットワーク構造に基づいているため、ほかのネットワーク プラットフォームとは異なり、ホスト ポートとコンテナ ポートをマッピングする必要がありません。Kubernetes プラットフォームでは、分散システムを実行する方法が提供され、ポートを動的に割り当てることなくアプリケーション間でマシンを共有することができます。
Kubernetes ポッド ネットワークは相互に関連する複数のコンポーネントを結び付けます。
Kubernetes プラットフォーム内のコンポーネント(ポッド、コンテナ、ノード、アプリケーション)はそれぞれ異なるネットワークの通信方法を使用して通信を行います。通信には、コンテナ間通信、ポッド間通信、ポッドとサービス間の通信、外部とサービスの間の通信があります。
ポッド間通信は Kubernetes の基盤です。ポッドは、ネットワーク プラグインによって設定されたネットワーク ポリシーに従って相互に通信し、ポッド間にリンクを明示的に作成したり、コンテナ ポートとホスト ポートをマッピングしたりすることなく、ほかのポッドと通信します。ポッドは同じネットワーク ネームスペースを共有しており、固有の IP アドレスを持つため、ネットワーク アドレス変換(NAT)を使用することなく、localhost を使用してすべてのノード上のほかのすべてのポッドを見つけて通信することができます。
Kubernetes ネットワークの課題のひとつは、内部(East-West)トラフィックと外部(North-South)トラフィックの通信をどのようにするかということです。なぜなら内部ネットワークは外部ネットワークから分離されているからです。ただし、ノード間を行き来するトラフィックは、ノードから外部の物理マシンまたは仮想マシンとも行き来します。外部トラフィックを Kubernetes クラスタに取り込む方法はいくつかあります。
Kubernetes ネットワークのもうひとつの重要な側面は、コンテナ ネットワーク インターフェイス(CNI)です。CNI はノード間でポッドを接続して、ネットワーク ネームスペースとネットワーク プラグイン間、またはネットワーク プロバイダーと Kubernetes ネットワーク間のインターフェイスとして機能します。CNI プロバイダーとプラグインはさまざまな選択肢が用意されており、それぞれが異なる特徴と機能性を備えています。CNI プラグインには、ポッドがプロビジョニングされたり破棄されたりする場合にネットワークとリソースを動的に構成する機能が備えられています。CNI プラグインは、コンテナが作成されたり削除されたりする場合に IP アドレスをプロビジョニングおよび管理します。Kubernetes は Kubernetes 用のデフォルトのネットワーク プロバイダーですが、Flannel、Calico、Canal、Weave Net などの CNI プラグインは追加の機能を提供します。
ネットワーク管理者は、Kubernetes ネットワーク モデルを多岐にわたるさまざまな方法で実装できます。Gartner は、2019 年のデータセンター ネットワーキング分野のマジック クアドラントの「ビジョナリ」として次の Kubernetes ネットワークの具体化例を評価しました。
VMware NSX Data Center は、ネットワークとセキュリティに関する L2 ~ L7 の包括的な仮想化プラットフォームを提供します。これにより、ネットワーク全体を単一の管理画面から一括して管理できます。
VMware Enterprise PKS は、優れた生産性と効率性を備え、本番環境向けの Kubernetes の展開、実行、管理ができるソリューションです。