[CKAD] 私のデータは大切だから！永続ボリューム(PV/PVC)と一時ボリューム(emptyDir)を徹底解説

5月 31, 2026

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こんにちは！今日は、Kubernetesアプリケーション開発者なら必ず乗り越えるべき山、ボリューム(Volume)について学びましょう。KubernetesのPodは、いつでも死んで再起動できる「一時的な」存在です。では、その中に保存されたデータはどうなるのでしょうか？Podが死んでもデータを救う方法、そして一時的に使って捨てるデータを効率的に管理する方法を15分でマスターしましょう！

📑 目次

概要：なぜボリュームが必要なのか？ (Stateless vs Stateful)
一時ボリュームの代名詞：emptyDir
永続データの核心：PV(Persistent Volume)とPVC(Claim)
動的プロビジョニングの魔法：StorageClass
CKAD実践ヒント：ボリューム設定時によくある間違い
ハンズオン：実践演習問題

0. 概要：なぜボリュームが必要なのか？ 🤔

Kubernetes Pod内のコンテナは、基本的に**揮発性(Ephemeral)**です。コンテナがクラッシュして再起動されると、実行中に生成されたすべてのファイルは消滅します。

一時ボリューム： Podが実行されている間だけデータが保持されればよい場合（例：キャッシュ、スクラッチスペース）。Podが削除されるとデータも一緒に削除されます。
永続ボリューム： Podが削除されてもデータがクラスター外部（クラウドストレージ、NFSなど）に安全に保管される必要がある場合（例：データベース、ユーザーアップロードファイル）。

1. 一時ボリュームの代名詞：emptyDir 🧹

emptyDirは、Podがノードに割り当てられたときに初めて作成され、そのPodがそのノードで実行されている間だけ存在します。

特徴： Pod内のすべてのコンテナが共有できます。あるコンテナが書き込み、別のコンテナが読み込む「サイドカー」パターンでよく使われます。
注意： Podがノードから削除されると、emptyDirのデータも永久に削除されます。

💡 emptyDir YAML例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sidecar-pod
spec:
  containers:
  - name: main-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  - name: helper-container
    image: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c", "while true; do date >> /data/index.html; sleep 5; done"]
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /data
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {} # ここに設定！

2. 永続データの核心：PVとPVC 💾

大企業環境や運用環境では、データ保存が必須です。このため、KubernetesはPV(Persistent Volume)とPVC(Persistent Volume Claim)という2つのリソースを使用します。

PV (Persistent Volume)： 実際のストレージスペース（SSD、NFSなど）を定義します。インフラ管理者が事前に準備しておく「実際のパイプ」のようなものです。
PVC (Persistent Volume Claim)： 開発者が「このくらいの容量のストレージスペースが必要だ！」と要求する「注文書」です。

💡 核心パラメータ：AccessModes

ReadWriteOnce (RWO)： 1つのノードからのみ読み書き可能。
ReadOnlyMany (ROX)： 複数のノードから読み取りのみ可能。
ReadWriteMany (RWX)： 複数のノードから同時に読み書き可能（NFSなどでサポート）。

3. 動的プロビジョニングの魔法：StorageClass ✨

管理者が毎回PVを事前に作成するのは非効率です。そのため、実務（特に大企業やクラウド環境）ではStorageClassを使用します。

開発者がPVCに特定のstorageClassNameを記述して要求すると、Kubernetesがクラウドプロバイダー（AWS、GCP、Azureなど）に要求し、リアルタイムでPVを生成します。これを**動的プロビジョニング(Dynamic Provisioning)**と呼びます。

4. CKAD実践ヒント：時間短縮とミス防止 ⏱️

試験でのボリューム問題は、設定する内容が多く、タイプミスしやすいです。

両方に記述する： spec.volumesでボリュームを定義し、必ずコンテナ内のspec.containers.volumeMountsで接続する必要があります。どちらか一つでも欠けていると、PodはContainerCreatingから先に進みません。
AccessModeの一致： PVとPVCのaccessModesが互いに一致している必要があります。そうでないとバインディング(Binding)されません。
迅速なYAML生成： ボリューム設定はコマンドだけで全て行うのは難しいです。基本的なPodのYAMLを抽出し、ボリューム部分だけを直接入力してください。

5. ハンズオン：実践演習問題 🛠️

シナリオ：

safedata-pvcという名前のPVCを作成してください。（容量：1Gi、モード：ReadWriteOnce、StorageClass：standard）
nginxイメージを使用し、data-appという名前のPodを作成してください。
作成したPVCをPodの/var/www/htmlパスにマウントしてください。

[解答ガイド]

# 1. PVCを作成 (pvc.yaml)
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: safedata-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: standard
---
# 2. Podを作成 (pod.yaml)
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: data-app
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: storage-vol
      mountPath: /var/www/html
  volumes:
  - name: storage-vol
    persistentVolumeClaim:
      claimName: safedata-pvc

まとめ 🏁

ボリュームは、Kubernetesアーキテクチャにおいて「インフラの複雑さを開発者から隠す」最も素晴らしい機能の一つです。emptyDirで効率的な協調Podを作成し、PV/PVCで安全なデータストレージを構築してみてください。

今日学んだ内容が、皆さんのCKAD合格と実務能力向上に大いに役立つことを願っています！🌟