組み込みコンテナとは？

コンテナ技術は、システムの開発、テスト、展開、管理のあり方を根本的に変えつつあります。組み込みコンテナの主な役割は、アプリケーションやサービスとそのすべての依存関係をひとまとめにし、同じハードウェア上で実行される複数のソフトウェアコンポーネントを分離することです。

コンテナは、アプリケーションを実行基盤であるインフラストラクチャ（ハードウェアやオペレーティングシステムを含む）から切り離すクラウドネイティブアーキテクチャの一部として広く知られています。 このアプローチの利点には、ソフトウェアパイプラインを自動化して人的ミスを削減すること、ツールを標準化すること、そして製品の反復サイクルを加速することが挙げられます。 CI/CDパイプラインを活用することで、企業は継続的インテグレーション（CI）と継続的デリバリー（CD）を組み合わせ、ソフトウェア提供プロセス全体を自動化し、高品質なソフトウェアをより迅速に提供できるようになります。

コンテナ技術は、システムの開発および管理のあり方を根本的に変えつつあります。

組み込み開発者もまた、コンテナによって実現されるインフラに依存しないスケーラブルな実行環境の恩恵を受けることができます。開発からテスト、展開、本番運用、管理に至るまでのプロセスにおいて、開発者はチーム全体でリソース、パイプライン、および成果物を共有できます。 利用可能な開発ボードの数に制約される代わりに、企業はクラウドのスケーラビリティを活用して、必要に応じてシステムの複数のインスタンスを立ち上げることが可能になります。

アビオニクスシステムは、コンテナ化への移行を示す好例です。 これらのシステムは、ハードウェア中心のソリューションから、アジャイルで高いアップグレード性を備えたソフトウェア・デファインドなインフラストラクチャへと進化しています。 その結果、大規模なハードウェア交換を行うことなく、新しい技術をシステムへ柔軟に取り込めるようになりました。 ソフトウェアコンテナ技術は、迅速なアップデートやパッチ適用を通じてサイバーセキュリティの脅威に対抗する有効な手段として期待されており、民間分野だけでなく、航空宇宙・防衛分野にもメリットをもたらします。

コンテナの利点がある一方で、従来の組み込みアプリケーション開発および展開は、クラウドネイティブアーキテクチャとはいくつかの重要な点で異なります。

• 特定のハードウェアに強く依存している。
• C/C++などの低水準言語で記述されている。
• ハードウェア（周辺機器など）と直接やり取りする。
• 専用の開発・管理ツールを必要とする。
• ライフサイクルが長く、ステートフルな実行となる傾向がある。
• 現場に展開されるハードウェアやソフトウェアの多様化が進んでいる。

コンテナ技術を組み込み分野へ適用するには、組み込み開発をクラウドネイティブに着想を得たワークフローへ適応させる必要があります。 ただしその際には、リアルタイムの決定性、最適化されたメモリフットプリント、クロスコンパイルおよびリンクのための統合ツールチェーン、 セキュリティスキャンや品質保証のためのツール、さらにビルド環境を保護する機能など、アプリケーション固有の要件を維持しなければなりません。

LinuxコンテナはデータセンターやIT環境では広く導入されていますが、使いやすい事前統合済みプラットフォームやエコシステム全体での十分な連携が不足していることから、 OT（Operational Technology）分野における小さなフットプリントと長いライフサイクルを持つエッジ組み込みシステムでは、コンテナの利用は限定的でした. 産業機器、医療機器、自動車システム向けの組み込みデバイスでは、軽量で信頼性が高く、長期間サポート可能なソフトウェアが求められます。 一方で、エンタープライズLinuxで利用されている既存のコンテナ技術やプラットフォームは、機能が過剰であったり、更新頻度が高すぎたりするため、 こうした組み込みシステム上では効果的に運用できない場合があります。

当初Wind River^®で開発され、GitHubで公開されている Wind River Linuxのコンテナ技術「OverC」は、Cloud Native Computing Foundation（CNCF） およびYocto Projectのコンポーネントを統合し、 組み込みシステム向けコンテナの構築および展開のための包括的なフレームワークを提供します。 この技術は、ほぼあらゆるプロセッサアーキテクチャおよびオーケストレーション環境をサポートしており、産業用制御システム、自動運転車、医療機器・装置、IoTゲートウェイ、無線アクセスネットワーク（RAN）製品、さらに幅広いネットワークアプライアンスなど、 多様な用途向けの組み込みソフトウェアプロジェクトにおいて、コンテナ利用の複雑さを軽減し、導入のハードルを下げます。

コンテナ技術は複雑であり、クラウド向けに設計されていることから、組み込みシステム、特にリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）が求められるエッジ上のミッションクリティカルなアプリケーションでは、その利用が難しい場合があります。

しかし、アプリケーションとそれを支えるインフラストラクチャの複雑化に伴い、新たな攻撃経路が増え、巧妙化するサイバー攻撃の標的となっています。 そのような中で、組み込みシステム向けコンテナは、インテリジェントエッジにおいて応答性とセキュリティを備えたアプリケーション提供を実現する手段となります。 これにより、航空宇宙・防衛分野、エネルギー事業者、大規模製造業者、医療機関などは、最も要求の厳しいアプリケーションにおいても、低遅延かつ高帯域な処理性能を活用できるようになります。

ミッションクリティカルなアプリケーションにコンテナの利点を取り入れるため、Wind Riverは市場をリードするRTOSである VxWorks® 向けにOCI準拠のコンテナサポートを提供しました。 これにより、開発者は従来のIT環境で利用してきたクラウドインフラストラクチャ、ツール、ワークフローをそのまま活用できるようになります. RTOS向けアプリケーションにおけるこの技術革新は、さまざまな業界の重要なエッジコンピューティング用途に対応できる十分な堅牢性を備えた、小さなフットプリントの組み込みソリューションの新時代を切り開いています。

航空宇宙・防衛、自動車、電力網や関連システム、ロボティクスなど、高度なセキュリティが求められる環境でコンテナ技術を活用するためには、ソリューションのセキュリティ強化（ハードニング）のための追加対策が必要です。

クラウドネイティブなオープンソースレジストリは、通常、コンテナ利用時に一定のセキュリティ機能を提供します。 例えば、Harborはポリシーやロールベースアクセス制御（RBAC）を利用してコンテナコンポーネントを保護します。 各コンテナイメージは、既知の脆弱性が含まれていないことを確認するためにスキャンされ、配布前に信頼済みイメージとして署名されます。 Harborは、機密性が高くミッションクリティカルな環境において、クラウドネイティブなコンピューティングプラットフォーム間でコンテナを移動する際の信頼性を提供します。

DevSecOpsのソフトウェア開発ベストプラクティスに従うことは、コンテナセキュリティを保護するための最も効果的な方法の1つです。米国国防総省（DoD）は 『コンテナ強化ガイド （Container Hardening Guide）』 を公表しており、セキュリティ侵害を防ぐために重要なDevSecOpsプロセスについて解説しています。

VxWorks

VxWorksは、コンテナによるアプリケーション展開をサポートする世界初のリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）です。 VxWorksの最新リリースはOCIコンテナをサポートしており、決定性と性能を損なうことなく、従来のIT環境で利用されてきた技術を活用して、インテリジェントエッジ向けソフトウェアをより迅速かつ効率的に開発・展開できるようにします。

Wind River Linux

Wind River Linuxには、DockerやKubernetesなどの開発・オーケストレーションフレームワークをサポートするコンテナ技術が組み込まれています。

当社のチームは、サイバーセキュリティの脅威から組み込みデバイスを保護するためのセキュリティ強化（ハードニング）において、数十年にわたる経験を有しています。

Wind River Linuxは、OCI仕様に基づくDocker互換性を備えていますが、Dockerよりも軽量でフットプリントが小さく、これは組み込みシステムにおいてしばしば重要な要件となります。 また、Yocto Project互換のクロスアーキテクチャ対応コンテナ管理フレームワークを提供することで、組み込み開発者によるコンテナ利用の導入と活用を容易にし、その導入を加速します。

Wind River Helix Virtualization Platform

Wind River Helix^™ Virtualization Platformは、複数のOSを組み合わせて使用し、決定性や安全認証を必要とする異種混在システムにおいて、組み込みシステム特有の厳しい要件を満たしながら、コンテナのスケーラビリティを活用できるようにします。