Kubernetes × Node.js / Python 入門

はじめに

Kubernetes（k8s）は、
現代のWebアプリケーション運用において 事実上の標準技術 となっています。

DockerやDocker Composeでアプリを動かせるようになった次の壁が、

• Kubernetesでは何をどう書けばいいのか分からない
• Node.js / Pythonアプリをどうやってデプロイするのかイメージできない
• YAMLファイルが多くて混乱する

という点です。

本記事では、Node.js / PythonアプリをKubernetes上で動かすまでの全体像を、

• 設計思想の解説
• 用語の整理
• 実践ハンズオン

を交えながら、初心者が迷わないように文章多めで丁寧に解説します。

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Kubernetes × アプリ開発の全体像

Kubernetesでアプリを動かす流れは、次のステップに分解できます。

1. アプリを作る（Node.js / Python）
2. Dockerでコンテナ化する
3. Kubernetes用のYAMLを書く
4. Deploymentでアプリを管理
5. Serviceで外部公開

この流れを理解できると、本番運用レベルの基礎が身につきます。

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Docker Composeとの思想の違い

Docker Composeは「開発効率」が主目的です。
一方、Kubernetesは「運用の自動化・安定性」が目的です。

観点	Docker Compose	Kubernetes
想定規模	小〜中	中〜大
障害時	手動対応	自動復旧
Pod/Container数	少数	多数
本番運用	限定的	前提

Kubernetesは「落ちる前提で設計する」思想が特徴です。

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KubernetesでNode.js / Pythonを使うメリット

Node.jsやPythonはAPI・Webアプリで非常によく使われます。
Kubernetesと組み合わせることで、次のような恩恵があります。

• プロセスが落ちても自動で再起動
• アクセス増加時にPodを増やせる
• バージョンアップ時も無停止で切り替え可能
• クラウド（GKE / EKS / AKS）にそのまま移行可能

「ローカルで動いたものを、そのまま本番へ」
これを実現できるのがKubernetesです。

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Kubernetesの基本リソース（復習＋深掘り）

Pod

• 1つ以上のコンテナをまとめた実行単位
• IP・ストレージを共有する

Deployment

• Podの数（replicas）を管理
• 再起動・ローリングアップデートを制御

Service

• Podの前段に立つ入口
• Podが増減してもアクセス先を固定できる

この3つが 最重要リソース です。

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【ハンズオン①】Kubernetes × Node.js（Express）

使用技術

• Node.js
• Express
• Kubernetes（Docker Desktop）

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① Node.jsアプリ作成

index.js

const express = require("express");
const app = express();

app.get("/", (req, res) => {
  res.send("Hello Kubernetes with Node.js!");
});

app.listen(3000, () => {
  console.log("Node.js app running on port 3000");
});

ポイント

• ポートは3000固定
• ステートレス（重要）

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② Dockerfile（Node.js）

FROM node:20-alpine
WORKDIR /app
COPY package.json .
RUN npm install
COPY . .
CMD ["node", "index.js"]

Kubernetesでは 軽量イメージ（alpine） が基本です。

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③ イメージをビルド

docker build -t node-k8s-sample .

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④ Deployment作成

node-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: node
  template:
    metadata:
      labels:
        app: node
    spec:
      containers:
        - name: node
          image: node-k8s-sample
          ports:
            - containerPort: 3000

ここが重要

• replicas: 2 → 冗長化
• Podが落ちても自動復旧

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⑤ Service作成

node-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: node-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: node
  ports:
    - port: 3000
      targetPort: 3000
      nodePort: 30001

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⑥ デプロイ

kubectl apply -f node-deployment.yaml
kubectl apply -f node-service.yaml

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⑦ 動作確認

http://localhost:30001

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【ハンズオン②】Kubernetes × Python（Flask）

使用技術

• Python
• Flask
• Kubernetes

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① Pythonアプリ作成

app.py

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def hello():
    return "Hello Kubernetes with Python!"

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=5000)

hostを0.0.0.0にする理由
→ コンテナ外からアクセスするため

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② Dockerfile（Python）

FROM python:3.12-slim
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
CMD ["python", "app.py"]

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③ Deployment & Service

Pythonも Node.jsと構造は同じ です。
言語が変わってもKubernetesの考え方は共通です。

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スケーリングを体験する

kubectl scale deployment node-app --replicas=4
kubectl get pods

アクセスが増えたらPodを増やす
これがKubernetes最大の強みです。

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よくある設計ミス（初心者向け注意点）

• コンテナ内に状態を持つ
• ポート番号がServiceと不一致
• latestタグを本番で使う
• リソース制限を書かない

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実務でよく使うkubectl

kubectl get pods
kubectl get svc
kubectl logs <pod名>
kubectl describe pod <pod名>

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まとめ

Kubernetes × Node.js / Pythonを理解すると、

• 本番運用を見据えた設計ができる
• スケーラブルなAPIを構築できる
• クラウドネイティブ開発に対応できる

Dockerの次に学ぶべき 実践的スキル がここにあります。