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Kubernetesの 永続化ストレージ基礎 1

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⾃⼰紹介 藤原 涼⾺ (@RYoMa_0923) インフラエンジニア Rancher JPコアメンバー 趣味 勉強会で⾊々喋る ⼦供と遊ぶ 特技 無茶振り対応 いらすとや・ヒューマンピクトグラム2.0の酷使 2 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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⽬的 Kubernetesの永続化ボリュームの 必要性 と 基礎 について理解してもらう 3 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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注意 & 懸念事項 4 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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注意 & 懸念事項 5 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved これの品質

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注意 & 懸念事項 6 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved これの品質 ⾷物アレルギーで 3⽇前に救急搬送 されてる(ry

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まあ、あれだ。 7 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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まあ、あれだ。 まさか33もなって ⾷物アレルギー(きくらげ） 追加されるとは思わな かったよ & 現代医療は偉⼤ & お医者さんありがとう 8 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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9 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved 間違いの指摘歓迎

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最初に 10 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved 買った⼈?

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最初に 11 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved 買ってない⼈は 使う予定があるなら ひとまず買いましょう

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最初に 12 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved 7.5 PersistentVolumeClaim 〜 7.9 volumeMountsで利⽤可能なオプション をひととおり理解している⼈ ノシ

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最初に 13 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved あまり追加情報はないですが、 何かしら持って帰って もらえるように頑張ります

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⽬的 Kubernetesの永続化ボリュームの 必要性 と 基礎 について理解してもらう 14 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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⽬的 Kubernetesの永続化ボリュームの 必要性 と 基礎 について理解してもらう 15 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved その前に

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その前にVolumeについておさらい 永続化ボリュームについて理解してもらう前にVolumeに ついてざっくりおさらい 16 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved Volume PersistentVolume + PersistentVolumeClaim

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その前にVolumeについておさらい 永続化ボリュームについて理解してもらう前にVolumeに ついてざっくりおさらい 17 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved Volume PersistentVolume + PersistentVolumeClaim Volumeの課題感がわかれば PersistentVolumeの意義もわかるはず

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Volume コンテナにマウントできる(そりゃそうだ) 18 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: sample-pod spec: containers: - image: nginx:1.12 name: sample-container volumeMounts: - mountPath: /opt name: sample-volume volumes: - name: sample-volume emptyDir: {} sample-pod sample-container sample-volume (/optにマウント)

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Volumeの種類 Volumeはプラグインを介していろいろ実装できる 19 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/#types-of-volumes

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Volumeの種類 emptyDir と hostPath Volumeといえばこの２つ 20 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/#types-of-volumes いや、違うね!という⽅にはごめんなさい

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emptyDir Pod⽤の⼀時的なディスク領域を準備してPodにマウント する。 21 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: sample-pod spec: containers: - image: nginx:1.12 name: sample-container volumeMounts: - mountPath: /opt name: sample-volume volumes: - name: sample-volume emptyDir: {} sample-pod sample-container sample-volume (/optにマウント)

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emptyDir Podを削除するとVolumeも消える 22 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved $ kubectl delete pod/sample-pod - ( - ( ) ) - ( /( ίϯςφ΋ ϘϦϡʔϜ΋ શͯফ͑Δ

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emptyDirの使い道の例 単⼀Pod、複数コンテナ時にコンテナ間の ファイル連携などに主に利⽤する 23 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: sample-pod spec: containers: - image: updater:1.12 name: updater-container volumeMounts: - mountPath: /opt name: comb-volume - image: update_checker:1.12 name: update-check-container volumeMounts: - mountPath: /mnt name: comb-volume volumes: - name: comb-volume emptyDir: {} sample-pod comb-volume updater-container update-check -container /mnt /opt

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emptyDirの使い道の例 単⼀Pod、複数コンテナ時にコンテナ間の ファイル連携などに主に利⽤する 24 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved sample-pod comb-volume updater-container update-check -container なにがしか ファイルに書き込む ファイルの更新を 検知して何かする e.g. Amazon S3にアップロードなど

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hostPath Kubernetesのノード(≒dockerホスト)のディスク領域を コンテナにマウントする 25 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: sample-pod spec: containers: - image: nginx:1.12 name: sample-container volumeMounts: - mountPath: /mnt name: sample-volume volumes: - name: sample-volume hostPath: path: /opt type: DirectoryOrCreate sample-container sample-volume KubernetesのNode /opt /mnt sample-pod k8sのノードの/optをsample-volume として切り出し、sample-containerは これを/mntにマウント

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hostPathの使い道(例) なにかしらの理由があってKubernetesのノード側に ファイルを出⼒したい場合に利⽤する 26 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved sample-container sample-volume KubernetesのNode /opt /mnt sample-pod

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Kubernetesの永続化ボリュームの 必要性 と 基礎 について理解してもらう 27 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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1台構成のKubernetesクラスタの世界 28 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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1台構成 + MySQL 1台構成のKubernetesクラスタ + MySQL を考える 29 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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1台構成+MySQL+emptyDir 1台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + emptyDir 30 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved (Volume) emptyDir Podを消すとVolumeも消える

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1台構成+MySQL+emptyDir 1台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + emptyDir 31 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved (Volume) emptyDir DBとして基本的にはNG (意図的に消えて欲しい場合は別)

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1台構成 + MySQL + hostPath 1台構成のKubernetes + MySQL + hostPath 32 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved (Volume) hostPath よさげ

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1台構成 + MySQL + hostPath 1台構成のKubernetes + 複数MySQL + hostPath 33 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved (Volume) hostPath 複数のMySQLが同じデータファイルを ⾒てしまう可能性⼤(hostPathの管理が超煩雑に) やっぱりダメだったよ…

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複数台構成+MySQL+emptyDir or hostPath 複数台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + emptyDir or hostPath 34 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved (Volume) emptyDir or hostPath

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複数台構成+MySQL+emptyDir 複数台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + hostPath 35 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved NodeA NodeB NodeC

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複数台構成+MySQL+emptyDir 複数台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + hostPath 36 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved NodeA NodeB NodeC 起動するたびにデータファイル があったりなかったりなんですが… (期待したデータで起動できたりできなかったり……)

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複数台構成+MySQL+emptyDir 複数台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + hostPath 37 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved NodeA NodeB NodeC NodeAで起動した時だけ うまくいきます

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複数台構成+MySQL+emptyDir 複数台構成のKubernetesクラスタ + MySQL + hostPath 38 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved NodeA NodeB NodeC NodeAで起動した時だけ うまくいきます DBの正常起動ガチャはふつうやらない (nodeSelectorで頑張れば⽴ち上がるNodeの固定も可能だがあまりしない)

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PersistentVolumeの意義 ここまでで出てきた課題への解決策が Persistent (永続的な) Volume (ボリューム) 39 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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Kubernetes Nodeとボリュームを (可能な限り)疎な関係にする ※ネットワーク経由のボリュームを使うのが⼀般的 40 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved PersistentVolume Kubernetes Node 疎

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結果、どのNodeで起動しても期待した データファイルが得られる 41 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved PersistentVolume Kubernetes Nodes どのNodeで起動しても期待した データファイルがあります!感激! ちゃんと ”永続化”できてる

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Kubernetesの永続化ボリュームの 必要性 と 基礎 について理解してもらう 42 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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PersistentVolumeの作成 • 名前(オプション) • ラベル • アクセスモード • リクレイムポリシー • ストレージクラス名 43 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: sample-volume labels: type: longhorn-pv environment: dev spec: accessModes: - ReadWriteOnce capacity: storage: 8Gi storageClassName: longhorn persistentVolumeReclaimPolicy: Delete

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PersistentVolumeの作成 & 構成要素 • 名前 • ラベル • アクセスモード • 容量 • リクレイムポリシー • ストレージクラス名 44 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: sample-pv-volume labels: type: longhorn-pv environment: dev spec: accessModes: - ReadWriteOnce capacity: storage: 8Gi persistentVolumeReclaimPolicy: Delete storageClassName: longhorn ここには出てないものもあるので注意

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PersistentVolumeの作成 • 名前 : ⽂字通り • ラベル : PersistentVolumeの分類・識別⼦ • アクセスモード : 別途説明 • 容量 : ボリュームの容量 • リクレイムポリシー: 別途説明(ボリューム再利⽤時の挙動) • ストレージクラス名: どのストレージを使うか 45 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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アクセスモード ３種類ある 46 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved ① ReadWriteOnce: 単⼀のPodからのみ読み書き可能 ② ReadOnlyMany: 複数のPodからの読み取りアクセスのみ可能 ③ ReadWriteMany: 複数のPodからの読み書きアクセスが可能 PersistentVolume PodA PodB PersistentVolume PodA PodB PersistentVolume PodA PodB

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アクセスモード ３種類ある 47 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved ① ReadWriteOnce: 単⼀のPodからのみ読み書き可能 ② ReadOnlyMany: 複数のPodからの読み取りアクセスのみ可能 ③ ReadWriteMany: 複数のPodからの読み書きアクセスが可能 PersistentVolume PodA PodB PersistentVolume PodA PodB PersistentVolume PodA PodB どのaccessModeが使えるかは、 ボリュームプラグイン次第 https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/#access-modes

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リクレイムポリシー PersistentVolumeの利⽤が完了 (=PersistentVolumeClaimが削除された) した際の挙動 48 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved ① Delete ② Retain ③ Recycle(⾮推奨なので説明しない) PersistentVolumeClaim の削除 PersistentVolume の削除 PersistentVolumeClaim の削除 PersistentVolume の削除 ボリュームはそのまま残る ボリュームは消える データも消える

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ストレージクラス名 ストレージクラスを指定することで、 ストレージクラスに対応したprovisionerを介してどのボ リュームプラグインを使ってPersistentVolumeをプロビ ジョニングするかが定まる 49 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved StorageClass provisioner Volume Plugin PersistentVolume プロビジョニング

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どうやって作成したPersistentVolumeを使う? 50 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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どうやって作成したPersistentVolumeを使う? 51 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved PersistentVolumeClaim

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PersistentVolumeClaim PersistentVolumeの所有権を主張して割り当ててもらう 52 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved https://eikaiwa.dmm.com/blog/21699/ Claim = 権利(ここでは所有権) を主張する

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何を主張するか 53 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved ラベルが〜〜〜(ラベルセレクタ) で 容量がxxxx、 かつ アクセスモードがyyyy、 で ストレージクラスがzzzz な PersistentVolume をよこせ kind: PersistentVolumeClaim apiVersion: v1 metadata: name: sample-pvc spec: selector: matchLabels: type: "nfs” matchExpressions: - {key: environment, operator: In, values: [stg]} accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 4Gi storageClassName: longhorn この要求をsample-pvcとする! https://thinkit.co.jp/article/14195?page=0%2C1 ͔ΒҾ༻

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Podへのボリュームのマウント 54 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved 先ほどの主張 (sample-pvc)で得られた ボリュームにnginx-pvcの 名前を与え①、 sample-pvc-podの nginx-containerに マウント②せよ https://thinkit.co.jp/article/14195?page=0%2C1 ͔ΒҾ༻ apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: sample-pvc-pod spec: containers: - name: nginx-container image: nginx ports: - containerPort: 80 name: "http” volumeMounts: - mountPath: "/usr/share/nginx/html" name: nginx-pvc volumes: - name: nginx-pvc persistentVolumeClaim: claimName: sample-pvc ① ②

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ざっくりと定義の流れをまとめ 55 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved PersistentVolume Persistent VolumeClaim volumes container Podఆٛ

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(補⾜)Dynamic Provisioningやリサイズ PersistentVolumeClaimのみで動的にプロビジョニングし たり、PersistentVolumeをリサイズしたりもできますがこ のあたりは書籍・他資料を参照してください 56 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved https://speakerdeck.com/masayaaoyama/cndjp8-pvcr 書籍 他資料 https://speakerdeck.com/hhiroshell/kubernetesbiao-zhun- falsesutoreziji-neng-woosaraisiyou

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……あれ？ 57 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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Rancherではどうなのよ？ 58

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できないとでも？ 60

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もちろんできますとも ただし、事前にストレージの準備等は必要 ボリュームの⼀覧 61 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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もちろんできますとも 作成(動的プロビジョニング) 62 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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もちろんできますとも !? 63 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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もちろんできますとも 作成(動的プロビジョニング) 64 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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もちろんできますとも ボリュームできた 65 (C)Ryoma Fujiwara, All rights reserved

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Enjoy! 66