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File metadata and controls

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前： Pod

Podの管理

Podはそれ自体によって自動復旧しません。 もしノードのリソース不足や何らかの障害などで、Podが停止や削除された場合、自動復旧は行われません。 またPodにはスケールアウトの機能はありません。 例えば、負荷分散のためにNginxが起動するPodを複数作成したい場合、 人の手でPodを複数作成する必要があります。

これでは実運用としては問題です。このような問題を解決するために、 複数のPodを作成・管理し、レプリケーションやスケールアウト、自動復旧といった機能を提供する Pod Controllerと呼ばれるAPIリソース群がK8sには用意されています。

Podコントローラーには次のようなものがあります。 （全てWorkloads APIsのカテゴリに所属します。）

  • ReplicaSet
  • Deployment
  • StatefulSet
  • DaemonSet

この章では、ReplicaSetおよびDeploymentについて解説します。 （StatefulSetとDaemonSetは中級で扱います。）

ReplicaSet

ReplicaSetはPodのレプリカを作成し、指定した数のPodを維持し続けるAPIリソースです。 Podのテンプレートと作成する数量を定義します。

次のmanifestはReplicaSetのサンプルです。 このサンプルでは、Nginxが起動するPodを3つ起動し、その状態を維持し続けます。

障害などの何らかの理由でPodの数が指定した数とずれた場合、自動的に指定した状態に修正してくれます。 ReplicaSetを使用することで、Podの自動復旧が可能になります。

ただし、このReplicaSetを実際に作成することは多くありません。 次に説明するDeploymentを介して使用することが多いためです。

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: web
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.22

Deployment

Deploymentは複数のReplicaSetを管理することで、 ローリングアップデートやロールバックなどの機能を実現するAPIリソースです。

DeploymentがReplicaSetを管理し、ReplicaSetがPodを管理するという3層構造になっています。

Deployment

Deploymentは次のような動作をします。

  1. 新しいReplicaSetを作成する
  2. 新しいReplicaSetにPod(v2)を徐々に増やし、最終的にPodの数をReplica数にする
  3. 古いReplicaSetにあるPod(v1)を徐々に減らし、最終的にPodの数を0にする ※古いReplicaSetはロールバックのために削除されず、一定数保持されます。

Deploymentを使用すると、これらの動作をK8s側で自動的に行ってくれます。 これによりサービス無停止でのローリングアップデートが容易に実現可能になります。

Deployment-update

K8sではもっとも推奨されているコンテナの起動方法です。 たとえ１つのコンテナを起動するだけであっても、自動復旧やローリングアップデートの機能を使用するため、Deploymentを使用することが多いです。

チュートリアル1: Deploymentを作ってみる

では実際にDeploymentを作成してみましょう。 次の操作を実施してください。

  1. 次のmanifestを使用して、Deployment:nginxを作成する。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.22

  1. Deployment、ReplicaSet、Podそれぞれのオブジェクト一覧を表示する。

  2. 作成したnginx-XXXXXXという名前のPodを削除する。(Deploymentは消してはダメ！)

  3. Podのオブジェクト一覧を表示する。(さきほどとは違う名前のPodが作成されていることを確認してください)

  4. manifestを修正し、Deploymentのreplicasを2に修正し、修正を適用する。

  5. Podのオブジェクト一覧を表示する。(Podの数が増えていることを確認してください)

  6. (次章Service-Clusterで作成したDeployment:nginxを使用します。次章を実施しない場合はDeployment:nginxを削除してください。)

チュートリアル2: ローリングアップデートする

次にコンテナのローリングアップデートをやってみましょう。 nginxのバージョンを1.22から1.23へアップデートします。

  1. 次のmanifestを使用して、Deployment:nginx-rollupを作成する。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-rollup
  labels:
    app: nginx-rollup
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-rollup
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-rollup
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.22
        lifecycle:
          preStop:
            exec:
              command: ['sh', '-c', 'sleep 30']
      initContainers:
      - name: busybox
        image: busybox:1.28
        command: ['sh', '-c', 'sleep 30']

  1. Deployment、ReplicaSet、Podそれぞれのオブジェクト一覧を表示する。

  2. Podのimageを表示し、nginx:1.22であることを確認する。

  3. manifestのnginx:1.22をnginx:1.23へと修正し、修正を適用する。

  4. Deployment、ReplicaSet、Podそれぞれのオブジェクト一覧を繰り返し表示する。（順番にPodが再作成されることを確認してください。）

  5. Podのimageを表示し、nginx:1.23であることを確認する。

  6. Deployment:nginx-rollupを削除する。

以上で本チュートリアルは終了です。

具体的な操作およびその結果に関する回答例はこちらにあります。 具体的な操作方法がわからなかった場合や、想定した結果にならなかった場合などに参照してください。

次： Service-ClusterIP