パート 1: はじめに
対応バージョン: Cilium 1.18 最終更新: February 23, 2026
ラボ環境のセットアップ
このドキュメントの例に沿って進めるには、以下のツールと環境が必要です。
必要なツール
- kubectl v1.33 以降
- Helm v3.12 以降
- 稼働中の Kubernetes クラスター（EKS、minikube、kind など）
- Linux kernel 4.19 以降（eBPF 機能のサポート用）
Cilium のインストール
bash
# Install Cilium CLI
curl -L --remote-name-all https://github.com/cilium/cilium-cli/releases/latest/download/cilium-linux-amd64.tar.gz
sudo tar xzvfC cilium-linux-amd64.tar.gz /usr/local/bin
rm cilium-linux-amd64.tar.gz
# Install Cilium
cilium install --version 1.18.0
# Check installation status
cilium statusCilium とは？
Cilium は、Linux kernel の強力な eBPF 技術を活用して、コンテナ化されたアプリケーションにネットワーキング、セキュリティ、オブザーバビリティを提供するオープンソースソフトウェアです。Kubernetes、Docker、Mesos などのコンテナオーケストレーションプラットフォームに、ネットワーキング、セキュリティ、オブザーバビリティを提供するよう設計されています。
主な機能:
- eBPF ベース: kernel 内のプログラム可能なデータパスを通じて、高性能なネットワーキングとセキュリティ機能を提供
- API 対応ネットワーキング: L3-L7 レイヤーで API 対応のネットワークセキュリティポリシーをサポート
- Kubernetes 統合: Kubernetes CNI（Container Network Interface）実装を提供
- 分散ロードバランシング: サービス間通信のための効率的な分散ロードバランシング
- ネットワーク可視性: Hubble によるネットワークフローの監視とトラブルシューティング
- マルチクラスターサポート: クラスター間ネットワーキングとセキュリティポリシーをサポート
- Kubernetes 互換性: Kubernetes 1.32 以降と完全互換
- 強化された BGP サポート: Cilium 1.18 の改善された BGP control plane による、より柔軟なルーティング設定
- 強化されたオブザーバビリティ: 改善されたメトリクスおよびトレーシング機能による、より深い洞察
Cilium アーキテクチャ
コンテナネットワーキングの基礎
コンテナネットワーキングは、コンテナ化されたアプリケーション同士、および外部との通信を可能にする仕組みを提供します。
コンテナネットワーキングモデル:
- Host Network: コンテナはホストのネットワーク名前空間を共有
- Bridge Network: コンテナはホスト内の仮想ブリッジに接続
- Overlay Network: 複数のホストにまたがって仮想ネットワークを作成
- Underlay Network: 物理ネットワークインフラストラクチャを直接利用
コンテナネットワーキングの課題:
- スケーラビリティ: 数千のコンテナとサービスをサポート
- パフォーマンス: レイテンシーを最小化し、スループットを最大化
- セキュリティ: マイクロサービス間の通信を保護
- オブザーバビリティ: ネットワークフローの監視とトラブルシューティング
- ポータビリティ: さまざまな環境で一貫したネットワーキング体験を提供
CNI（Container Network Interface）を理解する
重要な概念: CNI（Container Network Interface）は、コンテナランタイムとネットワークプラグイン間の標準インターフェースを定義する CNCF プロジェクトです。
CNI の主要コンポーネント:
- プラグインアーキテクチャ: 多様なネットワーキングソリューションの統合を可能にするモジュラー設計
- ネットワーク設定: JSON 形式で定義されるネットワーク設定
- IPAM（IP Address Management）: IP アドレスの割り当てと管理
- 標準 API: コンテナの追加・削除時にネットワークをセットアップするための標準 API
主要 CNI プラグインの比較:
| 機能 | Cilium | Calico | Flannel | AWS VPC CNI |
|---|---|---|---|---|
| 基本技術 | eBPF | iptables/IPVS | VXLAN/host-gw | AWS ENI |
| ネットワークポリシー | L3-L7 | L3-L4 | 限定的 | AWS Security Groups |
| 暗号化 | IPsec/WireGuard | IPsec | なし | なし |
| オブザーバビリティ | Hubble | Flow Logs | 限定的 | VPC Flow Logs |
| Service Mesh | 組み込み | Istio が必要 | Istio が必要 | Istio/AppMesh が必要 |
| パフォーマンス | 非常に高い | 高い | 中程度 | 高い |
| IPAM | Cluster Pool, CRD | IPAM Plugin | Host Subnet | AWS IPAM |
| Kubernetes 互換性 | 1.32+ | 1.29+ | 1.28+ | 1.29+ |
| BGP サポート | 強化された control (v1.18+) | 限定的 | なし | VPC Routing |
- Weave Net: マルチホストコンテナネットワーキング
- AWS VPC CNI: AWS VPC との直接統合
Cilium の差別化機能
Cilium は、ほかの CNI ソリューションと比較していくつかの独自の利点を提供します。
技術的な差別化:
- eBPF の活用: kernel 内のプログラム可能なデータパスによる高性能と柔軟性
- API 対応ネットワーキング: L7 レイヤーまでのネットワークポリシーをサポート
- XDP（eXpress Data Path）: パケット処理パフォーマンスの最適化
- Kube-proxy の置き換え: より効率的なサービスロードバランシング
- Hubble 統合: 強力なネットワークオブザーバビリティツール
- 最新の Kubernetes 互換性: Kubernetes 1.32 以降と完全互換
ユースケース別の利点:
- マイクロサービスアーキテクチャ: きめ細かなネットワークポリシーとオブザーバビリティ
- マルチクラスターのデプロイメント: クラスター間でシームレスなネットワーキング
- セキュリティ重視の環境: 強力なネットワークセキュリティポリシー
- 高性能要件: 最適化されたデータパス
- Service Mesh 統合: Istio などの Service Mesh との統合
ラボ: Cilium のインストールと基本設定
bash
# Install Cilium CLI on Kubernetes cluster
curl -L --remote-name-all https://github.com/cilium/cilium-cli/releases/latest/download/cilium-linux-amd64.tar.gz
sudo tar xzvfC cilium-linux-amd64.tar.gz /usr/local/bin
rm cilium-linux-amd64.tar.gz
# Install Cilium
cilium install --version 1.18.0
# Check installation status
cilium status
# Connectivity test
cilium connectivity test基本ネットワークポリシーの適用:
yaml
apiVersion: "cilium.io/v2"
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata:
name: "allow-frontend-backend"
spec:
endpointSelector:
matchLabels:
app: backend
ingress:
- fromEndpoints:
- matchLabels:
app: frontend
toPorts:
- ports:
- port: "8080"
protocol: TCPクイズ
この章で学んだ内容を確認するには、トピッククイズに挑戦してください。