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

Lab 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
• 動作する Kubernetes クラスタ（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

# 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 status

Cilium 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 内のプログラマブル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 Network Policy 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: Service 間通信に効率的な分散ロードバランシングを提供
• 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
• マルチクラスタサポート: クラスタ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 以降のバージョンと完全互換
• 強化された BGP サポート: Cilium 1.18 の改善された BGP コントロールプレーンによる、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とトレーシング機能による、より深いインサイト

Cilium アーキテクチャ

Kubernetes から CNI、Cilium、eBPF、Linux kernel に至るレイヤーと、Cilium から Hubble にフローイベントが送信される様子を示す図。全画面で開く ↗

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メカニズムを提供します。

コンテナネットワーキングモデル:

1. Host Network: コンテナがホストのネットワーク名前空間を共有
2. Bridge Network: コンテナがホスト内の仮想ブリッジに接続
3. 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
4. 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 Service をサポート
• パフォーマンス: レイテンシを最小化し、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）の理解

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: さまざまなネットワーキングソリューションとの統合を可能にするモジュール設計
• 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

主要な CNI プラグインの比較:

機能	Cilium	Calico	Flannel	AWS VPC CNI
基盤技術	eBPF	iptables/IPVS	VXLAN/host-gw	AWS ENI
Network Policy	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	強化された制御（v1.18+）	限定的	なし	VPC Routing

• Weave Net: マルチホストの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 内のプログラマブルなデータパスによる高いパフォーマンスと柔軟性
• API 対応ネットワーキング: L7 レイヤーまでの Network Policy 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 Service 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 Kubernetes 互換性: Kubernetes 1.32 以降のバージョンと完全互換

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 Network Policy とオブザーバビリティ
• マルチクラスタデプロイメント: クラスタ間の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
• 高パフォーマンス要件: 最適化されたデータパス
• Service Mesh 統合: Istio のような Service Mesh との統合

Lab: Cilium のインストールと基本設定

# 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 Network Policy の適用:

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

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クイズ

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