ステートフル MIG の仕組み

ステートフルマネージドインスタンスグループ（ステートフル MIG）は、マシンの再起動、再作成、自動修復、更新が行われるときに、VM 名、アタッチしている永続ディスク、IP アドレス、メタデータなど、各仮想マシン（VM）インスタンスの一意の状態を保持します。

このページでは、ステートフル MIG の仕組みについて説明します。ステートフル MIG の設定方法については、ステートフル MIG の構成をご覧ください。

ステートフル MIG の仕組みの概要

ステートフル構成を作成した場合、MIG はステートフルとみなされます。

空でないステートフルポリシーや、1 つ以上のインスタンスごとの空でない構成を設定することで、ステートフル構成を作成します。

ステートフルポリシーでは、MIG のすべてのインスタンスで保持する項目を定義します。
インスタンスごとの構成では、特定の VM インスタンスに対して保持する項目を定義します。

この構成は、ユーザーまたは MIG が適用した後に有効になります。

MIG は、新しいインスタンスと既存のインスタンスにステートフルポリシーの構成を自動的に適用します。
インスタンスごとの構成を作成または更新するときに、新しい構成を手動で適用するか、自動的に適用するかを選択できます。

ステートフル構成（ステートフルポリシーまたはインスタンスごとの構成）が適用されたら、各マネージドインスタンスの保持状態を調べて構成を検証できます。

MIG のステートフル構成またはサイズに対する以降の変更（たとえば、MIG のサイズの縮小、MIG からのインスタンスの削除または破棄などの変更）は、インスタンスについて維持される状態に影響します。

マネージドインスタンスにステートフル構成を適用する方法

ステートフル構成は、ユーザーまたは MIG が適用した後に有効になります。MIG のインスタンスにステートフル構成を適用する方法は、構成によって異なります。

ステートフルポリシー: MIG は、新規および既存のインスタンスにステートフルポリシー構成を自動的に適用します。
インスタンスごとの構成: インスタンスごとの構成を作成または更新するときに、新しい構成を手動で適用するか、自動的に適用するかを選択できます。

マネージドインスタンスへのステートフル構成の適用

インスタンスにステートフルポリシーの更新を適用する方法

ステートフルディスクの追加や削除を行うステートフルポリシーを作成または更新すると、MIG はステートフルポリシー構成をグループ内のすべてのマネージドインスタンスに自動的かつ非同期に適用します。たとえば、MIG のサイズが増えた場合や MIG に手動でインスタンスを作成した場合、MIG はインスタンスの作成時にステートフルポリシー構成を新しいインスタンスに自動的に適用します。

構成が適用されると、各マネージドインスタンスの保持状態をポリシーで調べることで、更新の効果を確認できます。

ステートフルポリシーを更新しても、実行中の VM は中断されません。

ステートフルポリシーを更新してステートフルディスクを追加すると、MIG は各 VM のリソースを更新し、ディスクの autoDelete フラグ（instances.disks[].autoDelete）の値を変更します。

MIG は、ステートフルとして構成したディスクの autoDelete を FALSE に設定します。これにより、自動修復、更新、手動再作成でインスタンスが再作成されるときに、ディスクの削除を防ぐことができます。
MIG は、ステートレスにするすべてのディスクのインスタンステンプレートの構成（instanceTemplates.disks[].autoDelete）に一致するように autoDelete を設定します。

autoDelete フラグの値を変更しても、実行中の VM は中断されません。

インスタンスごとの構成の更新をインスタンスに適用する方法

インスタンスごとの構成を作成または更新するときに、新しい構成を手動で適用するか、自動的に適用するかを選択できます。詳細については、インスタンスごとの構成からのステートフル構成の適用をご覧ください。

次の表に、インスタンスごとに異なる構成の更新を VM に適用するために必要な中断レベルを示します。

インスタンスごとの構成の更新	適用に必要な VM の中断
インスタンステンプレートに定義されたディスクをステートフルに構成する（インスタンスごとの構成に追加）	更新
インスタンステンプレートに定義されたディスクをステートレスに構成する（インスタンスごとの構成から削除）	更新
インスタンステンプレートに定義されていないディスクを追加し、VM に接続する	更新
インスタンステンプレートに定義されていないディスクを削除し、VM から接続解除する	更新
メタデータの Key-Value ペアを追加する	更新
メタデータの Key-Value ペアを削除する	更新
インスタンステンプレート以外から作成された外部ブートディスクを追加し、VM に接続する	変更
インスタンステンプレート以外から作成された外部ブートディスクを削除し、VM から接続解除して、インスタンステンプレートからブートディスクを作成する	変更
内部 IP アドレスを設定する	変更
内部 IP アドレスを削除する	変更

更新されたインスタンスごとの構成を対応する VM に適用すると、更新されたステートフル項目に応じて MIG は次の処理を行います。

対応するマネージドインスタンスの構成の保持状態にディスク、IP アドレス、メタデータを追加（または削除）します。
インスタンステンプレート以外で定義されたディスクを VM にアタッチ（または切断）します。
VM に固有のメタデータの Key-Value ペアを設定（または削除）します。
指定した IP アドレスを VM インスタンスに割り振り（または削除）します。

インスタンスごとの構成ファイルが対応のマネージド VM に適用されたら、インスタンスの構成の保持状態で更新の結果を確認できます。

マネージドインスタンスの保持状態

適用すると、インスタンステンプレートとステートフル構成が各マネージドインスタンスの「保持状態」に変換されます。

マネージドインスタンスを調べることで、保存状態を確認できます。

MIG はこれらの保持状態を自動的に維持し、この状態を対応する実際の VM インスタンスに非同期で自動的に適用します。

ステートフル構成を適用して生成されたマネージド VM の状態を保持します。

保持状態は、特定のインスタンスに対してどの項目（永続ディスク、IP アドレス、メタデータ）がステートフルかを表しています。

適用されたステートフル構成から生成された保持状態。

ステートフルポリシーに基づいて生成された保持状態は、インスタンスごとの構成に基づいて生成された保持状態とは別に保存されます。VM を再作成するときに、MIG はこの両方の状態を使用します。この場合、インスタンスごとの構成から生成された状態が優先されます。

ステートフルポリシーに基づく保持状態

ステートフルポリシーでは、MIG 内の各 VM インスタンスに個別に保持される項目を指定します。この項目はすべてのインスタンスに存在し、MIG のインスタンステンプレートで定義されています。

適用されると、MIG はステートフルポリシーをインスタンス固有の保持状態（managedInstances[].preservedStateFromPolicy）に変換し、これらの状態を自動的に維持します。

次に示す MIG では、2 つの VM インスタンスがそれぞれのステートフルポリシーで定義されたステートフルディスクを使用しています。この例では、インスタンスごとの構成はありません。

ステートフルポリシーからのみ生成される保持状態。

上の図では、1 つの MIG に 2 つのインスタンスが存在しています。

インスタンステンプレートにより、MIG 内のすべてのインスタンスに boot-disk というデバイス名のブートディスクと、data-disk というデバイス名のディスクが定義されています。
ステートフルポリシーで、data-disk はステートフルと宣言されています。ブートディスクはステートレスのままです。data-disk というデバイス名のディスクはインスタンステンプレートで定義されています。
構成が適用されると、MIG はステートフルポリシーを各マネージドインスタンスに固有の保持状態に変換します。MIG は、この保持状態に従って VM インスタンス node-1 にディスク data-disk-1 を保持し、インスタンス node-2 にディスク data-disk-2 を保持します。これは、ステートフルポリシーでどちらのディスクにも data-disk というデバイス名が構成されているためです。
この例では、インスタンスごとの構成はありません。

インスタンスごとの構成に基づく保持状態

インスタンスごとの構成では、特定の VM で保持する項目を指定します。これらの項目は、MIG のインスタンステンプレートに定義されている必要はありません。

適用されると、インスタンスごとの構成が、対応するインスタンスの保持状態（preservedStateFromConfig）に変換されます。

次に示す MIG には 2 つの VM インスタンスがあります。インスタンスごとに、そのステートフルメタデータとディスクがインスタンスごとの構成（PIC）に定義されています。この例にはステートフルポリシーはありません。

PIC のみから生成された保持状態。

上の図で:

インスタンステンプレートには、MIG のすべてのインスタンスに boot-disk というデバイス名のブートディスクが定義されています。このブートディスクは、MIG 内のすべての VM でステートレスです。
インスタンスごとの構成では、MIG 内の 2 つのインスタンス（node-1 と node-2）に保持する状態が定義されています。
- node-1 インスタンスに対しては、インスタンスごとの構成で legacy-disk というデバイス名のディスク my-legacy-1 と、node-id:xyz273 というメタデータが定義されています。
- node-2 インスタンスに対しては、インスタンスごとの構成で logs-disk というデバイス名のディスク my-logs-1 と、node-id:pqr851 というメタデータが定義されています。
構成が適用されると、MIG はインスタンスごとの構成を各マネージドインスタンスの保持状態に自動的に変換します。保持状態に従い、MIG は次の接続を行い、状態を維持します。
- VM node-1 に対する永続ディスク my-legacy-1 とメタデータ node-id:xyz273
- VM node-2 に対する永続ディスク my-logs-1 とメタデータ node-id:pqr851
この例にはステートフルポリシーがありません。

インスタンスごとの構成の保持状態にあるディスクとメタデータは、この例ではインスタンステンプレートによって定義されないことに注意してください。代わりに、インスタンスごとの構成によってのみ定義されます。これは、インスタンスごとの構成で指定した構成が特定の VM に固有のためです。つまり、インスタンステンプレートに存在する必要はありません。

インスタンスごとの構成はステートフルポリシーとインスタンステンプレートよりも優先される

1 つの MIG 内で、ステートフルポリシーと 1 つ以上のインスタンスごとの構成の両方を構成できます。たとえば、ステートフルポリシーで、すべてのインスタンスに存在するステートフルディスクを定義でき、インスタンスごとの構成でインスタンス固有のメタデータを定義できます。

インスタンステンプレートまたはステートフルポリシーと競合した場合、マネージドインスタンスのインスタンスごとの構成が優先されます。

インスタンスごとの構成を適用して、ステートフルポリシーですでに定義されているディスクまたはネットワークインターフェースを追加する場合、MIG は、そのディスクまたはネットワークインターフェース用のステートフル構成を、インスタンス単位の構成のマネージドインスタンスの保存状態（preservedStateFromConfig）に保存し、ポリシーの保存状態（preservedStateFromPolicy）から競合するエントリを削除します。新しい保存状態が以前のものと異なる場合、MIG は VM を更新する必要があります。更新すると、メタデータまたは外部 IP アドレスが変更される場合があります。また、ディスクの交換が発生し、最後に保存された状態構成からディスクが切断され、新しい保持状態の構成に指定されたディスクがアタッチされることもあります。

次の例では、VM インスタンス node-1 のインスタンスごとの構成が以下を再定義します。

デバイス名 logs-disk のディスクの保持状態（ステートフルポリシーで定義されたもの）
メタデータキー logmonth の値（インスタンステンプレートで最初に定義されたもの）

インスタンスごとの構成から生成された構成が、ステートフルポリシーやインスタンステンプレートよりも優先されます。

上の図で:

インスタンステンプレートでは次のことを定義しています。
- MIG 内のすべてのインスタンスが使用する 3 つのディスク。デバイス名は boot-disk、data-disk、logs-disk です。
- すべてのインスタンスに共通のメタデータ: logmonth:jan
ステートフルポリシーで、デバイス名が data-disk と logs-disk のディスクをステートフルと宣言しています。ブートディスクはステートレスのままです。
インスタンス node-1 のインスタンスごとの構成では、次のことを再定義しています。
- デバイス名が logs-disk のディスクを含むステートフル構成: MIG は、この情報に従って、logs-disk というデバイス名でディスク pd-logs-feb を node-1 にアタッチします。
- インスタンステンプレートで定義されたメタデータ（キー値 logmonth:jan）: MIG は、この情報に従って値 logmonth:feb を node-1 に設定します。
構成を適用すると、MIG はステートフルポリシーとインスタンスごとの構成をマネージドインスタンスに保存されたインスタンス固有の状態に自動的に変換します。
- ポリシーから生成された保持状態に従い、MIG は VM node-1 のディスク data-disk-1 を保持します。ポリシーの保持状態には、デバイス名が logs-disk のディスクのステートフル構成が含まれていないことに注意してください。この構成は、インスタンスごとの構成の logs-disk の構成によって上書きされるためです。
- 構成から生成された保持状態に従い、MIG は永続ディスク logs-disk をアタッチして保持し、VM インスタンス node-1 のメタデータ logmonth:feb を設定して保持します。構成の保持状態は、ステートフルポリシーの logs-disk の構成をオーバーライドし、インスタンステンプレートのメタデータ logmonth:jan をオーバーライドします。

ステートフルポリシーからリソースを削除した場合の保持状態への影響

ステートフルポリシーからリソース構成を削除すると、すべてのマネージドインスタンスで対応する preservedStateFromPolicy が自動的に削除されます。コンピューティングリソースはインスタンスに接続されたままですが、ステートフルではなくなります。

次の例では、ステートフルポリシーからディスクを削除したため、すべてのマネージド VM のポリシーからそのディスクが削除されています。これらのディスクは VM に接続されたままですが、ステートフルではなくなり、次の VM の再作成時に削除されて再作成される可能性があります。

ステートフルポリシーからディスクを削除する。

ステートフル永続ディスクなどの同じ項目がステートフルポリシーとインスタンスごとの構成の両方に存在しており、ステートフルポリシーからそのステートフル構成のみを削除した場合、MIG はインスタンスごとの構成から削除しません。対応する VM で構成されたリソースはステートフルのままです。

次の例では、ステートフルポリシーからディスクを削除しても、インスタンスごとの構成からディスクは削除されません。ディスクは構成から生成された保持状態の一部であるため、ステートフルのままです。

インスタンスごとの構成が存在する場合、ステートフルポリシーからディスクを削除します。

インスタンスごとの構成からアイテムを削除した場合の保持状態への影響

インスタンスごとの構成からステートフル構成を削除して変更を適用すると、MIG は対応するマネージドインスタンスの構成（preservedStateFromConfig）の保持状態からステートフル構成を自動的に削除します。保持状態の一部ではなくなったコンピューティングリソースはステートレスになります。

インスタンスごとの構成からステートフルディスク構成を削除した場合の保持状態への影響

インスタンスごとの構成からステートフルディスクを削除して、関連する VM インスタンスに変更を適用すると、MIG は次の処理を行います。

インスタンスの構成の保持状態からディスク構成を削除します。
同じデバイス名のディスクがインスタンステンプレートで定義されていても、ステートフルポリシーで構成されていない場合、ディスクは指定された VM にアタッチされたままになります。ただし、指定された VM のディスクはステートレスになり、次の VM の再作成、自動修復または更新イベントでインスタンステンプレートの構成に従って再作成される可能性があります。
同じデバイス名のディスクがインスタンステンプレートで定義されていない場合、自動削除構成に関係なく、更新されたインスタンスごとの構成が関連付けられた VM に適用されるとすぐに、VM から自動的に切り離されます。
ステートフルポリシーで同じデバイス名のディスクが構成されている場合、そのステートフルポリシー構成が、特定のマネージドインスタンスのポリシーから生成された保持状態に変換されます。

次の例では、node-1 のインスタンスごとの構成から青色のディスクと緑色のディスクを削除すると、node-1 マネージドインスタンスの保持状態から両方のディスクが削除されています。

青色のディスクは node-1 VM インスタンスにアタッチされたままですが、ステートレスになります。このディスクは、次の VM の再作成時にインスタンステンプレートの構成に従って再作成できます。
インスタンステンプレートに同じデバイス名のディスクが定義されていないため、緑色のディスクはnode-1 VM インスタンスから切断されます。

インスタンスごとの構成からディスクを削除します。

インスタンスごとの構成からステートフルメタデータを削除した場合の保持状態への影響

インスタンスごとの構成からステートフルメタデータを削除して変更を適用するとすぐに、MIG は対応するマネージドインスタンスの保持状態からそのステートフルメタデータを削除します。

インスタンステンプレートで同じキーのメタデータが定義されている場合、MIG はインスタンステンプレートの値をすぐにインスタンスに適用します。
同じキーのメタデータがインスタンステンプレートで定義されていない場合、MIG はすぐにインスタンスからキー値を削除します。

次の例では、mode:dev と id:xyz273 メタデータを node-1 のインスタンス単位構成から削除すると、構成から node-1 のマネージドインスタンスの保持状態から Key-Value ペア両方のログが自動的に削除されます。

mode:dev は、VM のインスタンステンプレートの mode:test に置き換えられます。
インスタンステンプレートに同じキー id のメタデータがないため、id:xyz273 は直ちに VM から削除されます。

インスタンスごとの構成からメタデータを削除します。

インスタンスごとの構成からステートフル IP 構成を削除した場合の保持状態への影響

インスタンスごとの構成から内部 IP 構成を削除すると、この VM の IP アドレスがステートレスになります。この VM では自動変更は行われませんが、IP アドレスは、VM の再作成、更新、自動修復後に変更される可能性があります。

ステートフルポリシーへのフォールバック

インスタンスごとの構成ファイルからリソースのステートフル構成を削除し、ステートフルポリシーで同じリソースを構成した場合、リソースはステートフルポリシーに従ってステートフルのままになります。

MIG は、項目のステートフル構成を preservedStateFromConfig から自動的に削除し、対応するマネージドインスタンスの preservedStateFromPolicy に追加します。

次の例では、node-1 のインスタンスごとの構成からディスクを削除しても、ステートフルポリシーからディスクは削除されません。ディスクはステートフルポリシーに従ってステートフルのままです。

MIG は、node-1 マネージドインスタンスの preserveStateFromConfig からディスクを自動的に削除します。これは、ディスクがインスタンスごとの構成に含まれていないためです。
ステートフルポリシー構成がまだ存在し、node-1 のインスタンスごとの構成と競合していないため、MIG は node-1 マネージドインスタンスの preserveStateFromPolicy にディスクを自動的に追加します。

インスタンスごとの構成からディスクを削除しますが、ステートフルポリシーからは削除しません。

フィードバック

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次のステップ

さまざまな構成と MIG アクションが保持状態に与える影響を確認する。
マネージドインスタンスでインスタンス名、永続ディスク、メタデータを保持し、ステートフルワークロードをサポートする方法を確認する。ステートフル MIG の構成をご覧ください。
ステートフル MIG を使用する場合を確認する。
既存のワークロードをステートフル MIG に移行する方法を確認する。
MIG の詳細を学習する。
マネージドインスタンスを操作する。

ステートフル MIG の仕組み