はじめに

マインクラフトサーバーをKubernetesクラスター上で運用することで、スケーラビリティ、可用性、および運用効率を大幅に向上させることができます。本ガイドでは、2025年7月時点の最新技術を使用して、Helm Chartを活用したマインクラフトサーバーのデプロイ方法を包括的に解説します。

Kubernetesによるコンテナオーケストレーションは、従来の物理サーバーや仮想マシンベースの運用と比較して、リソース効率、自動化、および障害対応能力において圧倒的な優位性を提供します。

Kubernetes環境でのマインクラフトサーバー運用のメリット

1. スケーラビリティの向上

Horizontal Pod Autoscaler（HPA）を使用することで、プレイヤー数やサーバー負荷に応じて自動的にサーバーインスタンスを増減できます。これにより、ピーク時間帯の負荷分散と、低利用時間帯のリソース最適化が実現されます。

2. 高可用性の実現

複数のノードにまたがるPodデプロイメントにより、単一障害点を排除し、サーバーの継続的な稼働を保証します。Node AffinityやpodDisruptionBudgetを適切に設定することで、更なる可用性向上が可能です。

3. 運用効率の向上

GitOpsやCI/CDパイプラインとの統合により、デプロイメントプロセスの自動化と一貫性が確保されます。また、Kubernetesの宣言的な設定管理により、インフラストラクチャのコード化（IaC）が実現されます。

前提条件と必要な環境

クラスター要件

• Kubernetes 1.28以上（2025年7月時点での推奨バージョン）
• 最小3ノード構成（Master 1台、Worker 2台以上）
• 各ノード最小4GB RAM、2CPU以上
• Persistent Volumeサポート（StorageClass設定済み）
• LoadBalancer対応（MetalLB、cloud provider LBなど）

必要なツール

• kubectl（クラスター管理）
• Helm 3.12以上（パッケージ管理）
• Docker（コンテナイメージ管理）
• Git（設定管理）

Helm Chartを使用したマインクラフトサーバーデプロイ

1. Helm Chartの準備

itzg/minecraft-serverチャートは、Kubernetesクラスター上でマインクラフトサーバーをデプロイするための包括的なソリューションです。以下のコマンドでチャートリポジトリを追加します：

helm repo add minecraft-server-charts https://itzg.github.io/minecraft-server-charts/
helm repo update

2. Values.yamlファイルの作成

デプロイメント設定をカスタマイズするためのvalues.yamlファイルを作成します：

replicaCount: 1

image:
  repository: itzg/minecraft-server
  tag: "java21-alpine"
  pullPolicy: IfNotPresent

minecraftServer:
  eula: "TRUE"
  version: "1.21.7"
  type: "PAPER"
  difficulty: "normal"
  gameMode: "survival"
  maxPlayers: 100
  motd: "Kubernetes Minecraft Server"
  onlineMode: true
  memory: "4G"
  jvmOpts: "-Xms4G -Xmx4G -XX:+UseG1GC -XX:+ParallelRefProcEnabled"

persistence:
  enabled: true
  dataDir:
    enabled: true
    size: 10Gi
    storageClass: "fast-ssd"

resources:
  requests:
    memory: "4Gi"
    cpu: "2"
  limits:
    memory: "6Gi"
    cpu: "4"

service:
  type: LoadBalancer
  port: 25565

nodeSelector:
  node-type: "game-server"

tolerations:
  - key: "dedicated"
    operator: "Equal"
    value: "game-server"
    effect: "NoSchedule"

3. デプロイメント実行

以下のコマンドでマインクラフトサーバーをデプロイします：

helm install minecraft-server minecraft-server-charts/minecraft \
  --namespace minecraft \
  --create-namespace \
  --values values.yaml

Persistent Volume Claims（PVC）による永続化設定

StorageClassの設定

高性能なストレージを使用するためのStorageClassを定義します：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast-ssd
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
  type: pd-ssd
  replication-type: none
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

PVCの詳細設定

マインクラフトサーバーのデータ永続化には、以下の要素が重要です：

• 世界データ（/data/world）
• プラグインデータ（/data/plugins）
• 設定ファイル（server.properties、ops.json等）
• ログファイル（/data/logs）

バックアップ戦略

定期的なバックアップを実現するCronJobを設定します：

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: minecraft-backup
spec:
  schedule: "0 2 * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: backup
            image: alpine:latest
            command:
            - /bin/sh
            - -c
            - |
              apk add --no-cache rsync
              rsync -av /data/ /backup/$(date +%Y%m%d)/
            volumeMounts:
            - name: minecraft-data
              mountPath: /data
            - name: backup-storage
              mountPath: /backup
          volumes:
          - name: minecraft-data
            persistentVolumeClaim:
              claimName: minecraft-data-pvc
          - name: backup-storage
            persistentVolumeClaim:
              claimName: backup-pvc
          restartPolicy: Never

Horizontal Pod Autoscaler（HPA）設定

HPAの基本設定

CPU使用率とメモリ使用率に基づく自動スケーリングを設定します：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: minecraft-hpa
  namespace: minecraft
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: minecraft-server
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 5
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 70
  - type: Resource
    resource:
      name: memory
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 80
  behavior:
    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300
      policies:
      - type: Percent
        value: 10
        periodSeconds: 60
    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 0
      policies:
      - type: Percent
        value: 100
        periodSeconds: 15

カスタムメトリクスによるスケーリング

プレイヤー数やTPS（Ticks Per Second）に基づくスケーリングを実装するには、Prometheus MetricsとCustom Metrics APIを使用します：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: minecraft-custom-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: minecraft-proxy
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Pods
    pods:
      metric:
        name: minecraft_players_online
      target:
        type: AverageValue
        averageValue: "80"
  - type: Pods
    pods:
      metric:
        name: minecraft_tps
      target:
        type: AverageValue
        averageValue: "15"

ネットワーク設定とロードバランシング

ServiceとIngress設定

マインクラフトサーバーへの外部アクセスを提供するService設定：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: minecraft-service
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: nlb
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: minecraft-server
  ports:
  - name: minecraft
    port: 25565
    targetPort: 25565
    protocol: TCP
  - name: rcon
    port: 25575
    targetPort: 25575
    protocol: TCP
  externalTrafficPolicy: Local
  sessionAffinity: ClientIP

NetworkPolicy設定

セキュリティ強化のためのネットワークポリシー：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: minecraft-network-policy
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: minecraft-server
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress:
  - from:
    - namespaceSelector:
        matchLabels:
          name: minecraft
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 25565
  - from: []
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 25575
  egress:
  - to: []
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 53
    - protocol: UDP
      port: 53
  - to: []
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 443
    - protocol: TCP
      port: 80

モニタリングとログ管理

Prometheusによるメトリクス収集

minecraft-prometheus-exporterを使用してサーバーメトリクスを収集します：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: minecraft-exporter
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: minecraft-exporter
  template:
    metadata:
      labels:
        app: minecraft-exporter
    spec:
      containers:
      - name: exporter
        image: itzg/mc-monitor:latest
        ports:
        - containerPort: 8080
        env:
        - name: EXPORT_SERVERS
          value: "minecraft-service:25565"
        - name: EXPORT_INTERVAL
          value: "30s"

Grafanaダッシュボード

主要なメトリクスを可視化するためのダッシュボード設定：

• プレイヤー数推移
• TPS（Ticks Per Second）
• メモリ使用率
• CPU使用率
• ネットワーク帯域幅
• ストレージI/O

セキュリティ対策

Pod Security Standards

セキュリティ強化のためのPodSecurityPolicy設定：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: minecraft
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: restricted
    pod-security.kubernetes.io/audit: restricted
    pod-security.kubernetes.io/warn: restricted

ServiceAccountとRBAC

最小権限の原則に基づくアクセス制御：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: minecraft-sa
  namespace: minecraft
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: minecraft-role
  namespace: minecraft
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["configmaps", "secrets"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: minecraft-rb
  namespace: minecraft
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: minecraft-sa
  namespace: minecraft
roleRef:
  kind: Role
  name: minecraft-role
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

パフォーマンス最適化

リソース制限の調整

サーバー負荷に応じたリソース制限の最適化：

JVM最適化

Kubernetes環境に最適化されたJVMフラグ設定：

env:
- name: JVM_OPTS
  value: >-
    -Xms4G -Xmx4G
    -XX:+UseG1GC
    -XX:+ParallelRefProcEnabled
    -XX:MaxGCPauseMillis=200
    -XX:+UnlockExperimentalVMOptions
    -XX:+DisableExplicitGC
    -XX:+AlwaysPreTouch
    -XX:G1NewSizePercent=30
    -XX:G1MaxNewSizePercent=40
    -XX:G1HeapRegionSize=8M
    -XX:G1ReservePercent=20
    -XX:G1HeapWastePercent=5
    -XX:G1MixedGCCountTarget=4
    -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=15
    -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=90
    -XX:G1RSetUpdatingPauseTimePercent=5
    -XX:SurvivorRatio=32
    -XX:+PerfDisableSharedMem
    -XX:MaxTenuringThreshold=1
    -XX:+UseStringDeduplication
    -XX:+OptimizeStringConcat

トラブルシューティング

よくある問題と解決方法

1. Podが起動しない

以下のコマンドで詳細な状態を確認します：

kubectl describe pod minecraft-server-xxx -n minecraft
kubectl logs minecraft-server-xxx -n minecraft

2. 永続化データが消失する

PVCの状態とStorageClassの設定を確認します：

kubectl get pvc -n minecraft
kubectl describe pvc minecraft-data-pvc -n minecraft

3. 外部からアクセスできない

Serviceの設定とFirewall設定を確認します：

kubectl get svc minecraft-service -n minecraft
kubectl describe svc minecraft-service -n minecraft

推奨サーバーサービス

まとめ

Kubernetesを使用したマインクラフトサーバーの運用は、従来の方法と比較して大幅な運用効率の向上とスケーラビリティの実現が可能です。Helm Chartを活用することで、複雑な設定を簡素化し、再現性の高いデプロイメントを実現できます。

PVCによる永続化とHPAによる自動スケーリングの組み合わせにより、プレイヤー数の変動に対応しながら、データの安全性を確保することができます。また、PrometheusとGrafanaによるモニタリング体制を整備することで、proactiveな運用管理が可能になります。

2025年7月時点では、Minecraft 1.21.7とJava 21の組み合わせが最新の安定版となっており、これらの技術を活用することで、最高のパフォーマンスと安定性を実現することができます。