単一レプリカのステートフルアプリケーションを実行する

このページでは、PersistentVolumeとDeploymentを使用して、Kubernetesで単一レプリカのステートフルアプリケーションを実行する方法を説明します。アプリケーションはMySQLです。

目標

自身の環境のディスクを参照するPersistentVolumeを作成します。
MySQLのDeploymentを作成します。
MySQLをDNS名でクラスター内の他のPodに公開します。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。まだクラスターがない場合、Minikubeを使って作成するか、以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:
- Katacoda
- Play with Kubernetes
バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.
ここで使用されているPersistentVolumeClaimsの要件を満たすには、デフォルトのStorageClassを使用して動的PersistentVolumeプロビジョナーを作成するか、PersistentVolumesを静的にプロビジョニングする必要があります。

MySQLをデプロイする

Kubernetes Deploymentを作成し、PersistentVolumeClaimを使用して既存のPersistentVolumeに接続することで、ステートフルアプリケーションを実行できます。たとえば、以下のYAMLファイルはMySQLを実行し、PersistentVolumeClaimを参照するDeploymentを記述しています。このファイルは/var/lib/mysqlのボリュームマウントを定義してから、20Gのボリュームを要求するPersistentVolumeClaimを作成します。この要求は、要件を満たす既存のボリューム、または動的プロビジョナーによって満たされます。

注：パスワードはYAMLファイル内に定義されており、これは安全ではありません。安全な解決策についてはKubernetes Secretを参照してください。

`application/mysql/mysql-deployment.yaml`
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mysql spec: ports: - port: 3306 selector: app: mysql clusterIP: None --- apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2 kind: Deployment metadata: name: mysql spec: selector: matchLabels: app: mysql strategy: type: Recreate template: metadata: labels: app: mysql spec: containers: - image: mysql:5.6 name: mysql env: # Use secret in real usage - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD value: password ports: - containerPort: 3306 name: mysql volumeMounts: - name: mysql-persistent-storage mountPath: /var/lib/mysql volumes: - name: mysql-persistent-storage persistentVolumeClaim: claimName: mysql-pv-claim

application/mysql/mysql-deployment.yaml Copy application/mysql/mysql-deployment.yaml to clipboard

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
  selector:
    app: mysql
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:5.6
        name: mysql
        env:
          # Use secret in real usage
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim

`application/mysql/mysql-pv.yaml`
`kind: PersistentVolume apiVersion: v1 metadata: name: mysql-pv-volume labels: type: local spec: storageClassName: manual capacity: storage: 20Gi accessModes: - ReadWriteOnce hostPath: path: "/mnt/data" --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: mysql-pv-claim spec: storageClassName: manual accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 20Gi`

application/mysql/mysql-pv.yaml Copy application/mysql/mysql-pv.yaml to clipboard

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
  name: mysql-pv-volume
  labels:
    type: local
spec:
  storageClassName: manual
  capacity:
    storage: 20Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pv-claim
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

YAMLファイルに記述されたPVとPVCをデプロイします。

 kubectl create -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-pv.yaml

YAMLファイルの内容をデプロイします。

 kubectl create -f https://k8s.io/examples/application/mysql/mysql-deployment.yaml

作成したDeploymentの情報を表示します。

 kubectl describe deployment mysql

 Name:                 mysql
 Namespace:            default
 CreationTimestamp:    Tue, 01 Nov 2016 11:18:45 -0700
 Labels:               app=mysql
 Annotations:          deployment.kubernetes.io/revision=1
 Selector:             app=mysql
 Replicas:             1 desired | 1 updated | 1 total | 0 available | 1 unavailable
 StrategyType:         Recreate
 MinReadySeconds:      0
 Pod Template:
   Labels:       app=mysql
   Containers:
    mysql:
     Image:      mysql:5.6
     Port:       3306/TCP
     Environment:
       MYSQL_ROOT_PASSWORD:      password
     Mounts:
       /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
   Volumes:
    mysql-persistent-storage:
     Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
     ClaimName:  mysql-pv-claim
     ReadOnly:   false
 Conditions:
   Type          Status  Reason
   ----          ------  ------
   Available     False   MinimumReplicasUnavailable
   Progressing   True    ReplicaSetUpdated
 OldReplicaSets:       <none>
 NewReplicaSet:        mysql-63082529 (1/1 replicas created)
 Events:
   FirstSeen    LastSeen    Count    From                SubobjectPath    Type        Reason            Message
   ---------    --------    -----    ----                -------------    --------    ------            -------
   33s          33s         1        {deployment-controller }             Normal      ScalingReplicaSet Scaled up replica set mysql-63082529 to 1

Deploymentによって作成されたPodを一覧表示します。

 kubectl get pods -l app=mysql

 NAME                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
 mysql-63082529-2z3ki   1/1       Running   0          3m

PersistentVolumeClaimを確認します。

 kubectl describe pvc mysql-pv-claim

 Name:         mysql-pv-claim
 Namespace:    default
 StorageClass:
 Status:       Bound
 Volume:       mysql-pv-volume
 Labels:       <none>
 Annotations:    pv.kubernetes.io/bind-completed=yes
                 pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
 Capacity:     20Gi
 Access Modes: RWO
 Events:       <none>

MySQLインスタンスにアクセスする

前述のYAMLファイルは、クラスター内の他のPodがデータベースにアクセスできるようにするServiceを作成します。 ServiceのオプションでclusterIP: Noneを指定すると、ServiceのDNS名がPodのIPアドレスに直接解決されます。このオプションは、ServiceのバックエンドのPodが1つのみであり、Podの数を増やす予定がない場合に適しています。

MySQLクライアントを実行してサーバーに接続します。

kubectl run -it --rm --image=mysql:5.6 --restart=Never mysql-client -- mysql -h mysql -ppassword

このコマンドは、クラスター内にMySQLクライアントを実行する新しいPodを作成し、Serviceを通じてMySQLサーバーに接続します。接続できれば、ステートフルなMySQLデータベースが稼働していることが確認できます。

Waiting for pod default/mysql-client-274442439-zyp6i to be running, status is Pending, pod ready: false
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

mysql>

アップデート

イメージまたはDeploymentの他の部分は、kubectl applyコマンドを使用して通常どおりに更新できます。ステートフルアプリケーションに固有のいくつかの注意事項を以下に記載します。

アプリケーションをスケールしないでください。このセットアップは単一レプリカのアプリケーション専用です。下層にあるPersistentVolumeは1つのPodにしかマウントできません。クラスター化されたステートフルアプリケーションについては、StatefulSetのドキュメントを参照してください。
Deploymentを定義するYAMLファイルではstrategy: type: Recreateを使用して下さい。この設定はKubernetesにローリングアップデートを使用 しない ように指示します。同時に複数のPodを実行することはできないため、ローリングアップデートは使用できません。 Recreate戦略は、更新された設定で新しいPodを作成する前に、最初のPodを停止します。

Deploymentの削除

名前を指定してデプロイしたオブジェクトを削除します。

kubectl delete deployment,svc mysql
kubectl delete pvc mysql-pv-claim
kubectl delete pv mysql-pv-volume

PersistentVolumeを手動でプロビジョニングした場合は、PersistentVolumeを手動で削除し、また、下層にあるリソースも解放する必要があります。動的プロビジョニング機能を使用した場合は、PersistentVolumeClaimを削除すれば、自動的にPersistentVolumeも削除されます。一部の動的プロビジョナー(EBSやPDなど)は、PersistentVolumeを削除すると同時に下層にあるリソースも解放します。

Black lives matter.

ドキュメント