日本のクリーンエネルギーの未来を支える：

複雑で大規模エッジクラスターの管理

2024年から2025年にかけて、PowerXは急速な事業成長を遂げ、グローバル自動車メーカー、クリーンエネルギーサービスプロバイダー、その他業界リーダーとの戦略的パートナーシップを結びました。同社は全国数百ヶ所に分散した電気自動車充電ステーションと蓄電システム（BESS）をカバーする事業拡大しました。

急速な拠点拡大に対応するため、ITチームには、コストを抑えつつエッジコンピューティングインフラの信頼性と拡張性を最適化することが求められていました。また、エンジニアリングチームとカスタマーサクセスチームも、システムの可用性を最大限に高めるため、エッジデバイスの状態をリアルタイムで可視化できる環境を必要としていました。

しかし、多数のエッジノードを管理することは容易ではありませんでした。特に、メモリ500MBのARMv7デバイスと2GBメモリのIntel CPUデバイスという、スペックの異なる2種類の産業用デバイスを併用していたことが複雑さを増していました。すべてのエッジノードは、Google Kubernetes Engine（GKE）上で動作するマイクロサービスと通信するためのIoTゲートウェイソフトウェアを実行する必要があります。ITチームはこれまで、デバイスごとに異なるバージョンのソフトウェアを維持してきましたが、よりシンプルで自動化されたソリューションへの移行を模索していました。

エッジにおけるKubernetesの活用

ITチームは、GKEとの技術スタック統合、リソース管理の簡素化、そしてGitOpsによる一貫したデプロイを実現するため、エッジノードへのKubernetes導入を決定しました。Kubernetes の導入は、スケーラビリティと信頼性の向上、デバイス全体での可視性の統合、SRE（Site Reliability Engineering）のベストプラクティスの実現も可能にします。また、オープンソース技術を採用することで、ベンダーロックインの回避も図りました。

ディストリビューションの選定にあたっては、いくつかの課題がありました。まず、リソースの限られたARMv7デバイスでも動作する軽量さが必要です。また、各ノードは4G LTE通信を利用しているため、通信コストを抑えられる経済的なソリューションであること、 そしてエンジニアが短期間で習得できるシンプルさも重視されました。

同社は最も人気のある軽量Kubernetesディストリビューション3つを評価し、100%オープンソースのコンパクトで自己完結型Kubernetesディストリビューションであるk0sを選択しました。評価したディストリビューションの中で、k0sは最小のフットプリントを提供していました。依存関係のない単一バイナリとしてパッケージ化されたk0sは、エンジニアにとってもデプロイが容易でした。

ハイブリッドKubernetesクラスター：デプロイメントと可視性

PowerXは、パブリッククラウドとエッジコンピューティングリソースを組み合わせたハイブリッドクラスターアーキテクチャを使用しています。コントロールプレーンはGKE上で動作し、Google Compute Engine（GCE）インスタンスがセキュリティ、可視性、その他の機能のための共有サービスをホストします。エッジデバイスはk0sエージェントを実行し、ワーカーノードとしてクラスターに参加します。

チームはArgoCD GitOpsを使用して、全ノード間でKubernetesリソースの一貫した宣言的デプロイメントを確保しています。Kubernetesは効率的にIoTゲートウェイワークロードをエッジデバイスにデプロイし、ハードウェアタイプ間でのバージョン互換性を制御します。Kubernetesはまた、リソース制約のあるエッジデバイスでエッジ適応ワークロードのみが実行されることを保証する制御も提供します。

トラブルシューティングを簡素化するため、ITチームはカスタマーサクセスチームとエンジニアリングチームがデバイスパフォーマンスと充電ステーションの状態を監視するためのダッシュボードを作成しました。OpenTelemetry CollectorとPrometheusをベースとしたダッシュボードは、デバイス間でのソフトウェアセットアップの違いにもかかわらず、クラスターレベルのメトリクスと統合されたデバイスレベルのメトリクスを提供します。Intel CPUデバイスはOpenTelemetry Collectorを直接実行する一方、リソース制約のあるARMv7デバイスはVPN経由でGCE上で動作するOpenTelemetry Collectorにアクセスします。

大規模での一貫した信頼性の高いエッジコンピューティング

エッジデバイスでk0sを採用して以来、PowerXはスケーラビリティと信頼性の具体的な改善を実現しています。ITチームは現在、自動化されたGitOpsワークフローを通じて効率的に管理される数百台の異種エッジデバイスで、大規模での一貫した運用を実行しています。エッジノードでk0sを実行することで、リソース制約のあるデバイスでもIoTゲートウェイワークロードの安全で安定した運用が可能になります。信頼性は、障害が発生した場合のダウンタイムを削減するKubernetesの自己修復機能により向上しました。

異なるデバイス間での集中的な可視性が監視を簡素化し、KubernetesとPrometheusおよびOpenTelemetryの組み合わせがトラブルシューティングを改善し、カスタムハートビートスクリプトの必要性を排除します。シンプルでデプロイしやすいk0sディストリビューションとクラウドおよびエッジ間での統合されたKubernetesスタックにより、エンジニアの認知負荷も軽減されました。k0sがオープンソースであるため、コストも最小化されています。

将来の成長への準備

PowerXの急速な全国展開は、適切な技術基盤がエッジコンピューティングソリューションの採用をいかに加速できるかを実証しています。エッジに最適化されたKubernetesコンテナオーケストレーションを採用することで、同社はより迅速にスケールし、より多くの顧客にリーチできるようになり、機会が生まれる場所でシームレスにデプロイする俊敏性を獲得しました。

PowerXとその技術スタックについて詳しく知りたい方は、SRE NEXT 2025からの録画（日本語）をご覧ください。