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# 第1部：導入

> **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 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:

1. **Host Network**: コンテナはホストのネットワーク名前空間を共有
2. **Bridge Network**: コンテナは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
```

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## 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](/kubernetes/jp/kuizu/nettowku/cilium-xiang-yue/01-introduction-quiz.md)に挑戦してください。