異なるマシンタイプへのワークロードの移行

このチュートリアルでは、アプリケーションを停止せずに、GKE クラスタで実行されているワークロードを同じクラスタ内の新しいノードセットに移行する方法を示します。この移行方法は、異なるマシンタイプのノードにワークロードを移行する場合に有効です。

背景

ノードプールとは、マシンタイプ（CPU とメモリ）の認証スコープを含め、すべてが同じように構成されたマシンからなるサブセットです。ノードプールはクラスタ内のノードからなるサブセットです。1 つのコンテナクラスタに 1 つ以上のノードプールを含めることができます。

Compute Engine クラスタのマシンプロファイルを変更する必要がある場合、新しいノードプールを作成し、その新しいプールにワークロードを移行することができます。

ダウンタイムを発生させずにワークロードを移行するには、次の操作を行います。

既存のノードプールをスケジュール不可に設定します。
既存のノードプールで実行されているワークロードをドレインします。
既存のノードプールを削除します。

既存のノードプールをドレインすると、Kubernetes（GKE クラスタのオーケストレーションシステム）は、強制排除されたポッドを新しいノードプールに対して自動的に再スケジュールします。

始める前に

次の手順で Kubernetes Engine API を有効にします。

Google Cloud Platform Console で [Kubernetes Engine] ページにアクセスします。
プロジェクトを作成または選択します。
API と関連サービスが有効になるのを待ちます。これには数分かかることがあります。
Google Cloud Platform プロジェクトに対して課金が有効になっていることを確認します。詳しくは、課金を有効にする方法をご覧ください。

このチュートリアルで使用されている以下のコマンドラインツールをインストールします。

Kubernetes Engine クラスタを作成および削除するには、gcloud を使用します。gcloud は Google Cloud SDK に含まれています。
kubectl は、Kubernetes Engine で使用されるクラスタオーケストレーションシステムである Kubernetes を管理するために使用されます。gcloud を使用して kubectl をインストールできます。
```
gcloud components install kubectl
```

`gcloud` コマンドラインツールのデフォルトの設定

次のコマンドを実行してデフォルト値を設定しておくと、gcloud コマンドラインツールでプロジェクト ID と Compute Engine ゾーンの各オプションを入力する時間を節約できます。

gcloud config set project [PROJECT_ID]
gcloud config set compute/zone [COMPUTE_ENGINE_ZONE]

ステップ 1: GKE クラスタを作成する

最初のステップは、アプリケーションのワークロードを実行するコンテナクラスタを作成することです。次のコマンドを実行して、デフォルトマシンタイプ（n1-standard-1）に設定された 5 つのノードからなる新しいクラスタを作成します。

gcloud container clusters create migration-tutorial --num-nodes=5

注: 既存の Google Kubernetes Engine クラスタを使用する場合、または Google Cloud Platform Console からクラスタを作成した場合は、次のコマンドを実行して、クラスタの認証情報を取得し、その情報を使用して kubectl コマンドラインツールを構成する必要があります。

gcloud container clusters get-credentials migration-tutorial

上記の gcloud container clusters create コマンドを使用してクラスタをすでに作成している場合、この手順は不要です。

ステップ 2: レプリケートされたアプリケーションのデプロイを実行する

次のコマンドを実行して、サンプルウェブアプリケーションコンテナイメージの 6 つのレプリカのデプロイを作成します。

kubectl run web --image=gcr.io/google-samples/hello-app:1.0 \
  --replicas=6 --limits='cpu=100m,memory=80Mi'

次のコマンドを実行すると、開始したポッドのリストが表示されます。

kubectl get pods

出力:

NAME                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
web-2212180648-80q72   1/1       Running   0          10m
web-2212180648-jwj0j   1/1       Running   0          10m
web-2212180648-pf67q   1/1       Running   0          10m
web-2212180648-pqz73   1/1       Running   0          10m
web-2212180648-rrd3b   1/1       Running   0          10m
web-2212180648-v3b18   1/1       Running   0          10m

ステップ 3: 大きいマシンタイプのノードプールを作成する

デフォルトでは、GKE によって、新しいクラスタごとに default-pool という名前のノードプールが作成されます。

gcloud container node-pools list --cluster migration-tutorial

出力:

NAME          MACHINE_TYPE   DISK_SIZE_GB  NODE_VERSION
default-pool  n1-standard-1  100           1.5.7

異なる [マシンタイプ] や認証スコープなど、構成の異なるインスタンスを導入するには、新しいノードプールを作成する必要があります。

次のコマンドは、n1-highmem-2 マシンタイプ（GKE のデフォルトである n1-standard-1 よりも大きいマシンタイプ）に設定された 5 つのハイメモリインスタンスを含む新しいノードプールを larger-pool という名前で作成します。

gcloud container node-pools create larger-pool \
  --cluster=migration-tutorial \
  --machine-type=n1-highmem-2 \
  --num-nodes=5

これでコンテナクラスタに存在するノードプールが 2 つになりました。

gcloud container node-pools list --cluster migration-tutorial

出力:

NAME          MACHINE_TYPE   DISK_SIZE_GB  NODE_VERSION
default-pool  n1-standard-1  100           1.5.7
larger-pool   n1-highmem-2   100           1.5.7

新しいノードプールのインスタンスが GKE クラスタに追加されています。

kubectl get nodes

出力:

NAME                                                STATUS    AGE       VERSION
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-059q   Ready     40m       v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-0ng4   Ready     40m       v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-k6jm   Ready     40m       v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-lkrv   Ready     40m       v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-p9j4   Ready     40m       v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-2rhk    Ready     4m        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-4bb2    Ready     4m        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-7fl0    Ready     4m        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-cx9q    Ready     4m        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-hs6p    Ready     4m        v1.5.7

ステップ 4: ワークロードを移行する

新しいノードプールを作成しても、ワークロードはまだ default-pool で実行されています。ポッドが実行され、使用可能になっている間、Kubernetes はポッドの再スケジュールを行いません。

次のコマンドを実行して、ポッドが実行されているノードを確認します（NODE 列に表示されます）。

kubectl get pods -o=wide

出力:

NAME                          READY     STATUS    IP         NODE
web-2212180648-80q72          1/1       Running   10.8.3.4   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-k6jm
web-2212180648-jwj0j          1/1       Running   10.8.2.5   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-0ng4
web-2212180648-pf67q          1/1       Running   10.8.4.4   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-lkrv
web-2212180648-pqz73          1/1       Running   10.8.2.6   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-0ng4
web-2212180648-rrd3b          1/1       Running   10.8.4.3   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-lkrv
web-2212180648-v3b18          1/1       Running   10.8.1.4   gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-p9j4

これらのポッドを新しいノードプールに移行するには、次の操作を行います。

既存のノードプールを閉鎖する: これにより、既存のノードプール（default-pool）内のノードがスケジュール不可に設定されます。スケジュール不可に設定されると、Kubernetes はこれらのノードに新しいポッドをスケジュールしなくなります。
既存のノードプールをドレインする: これにより、既存のノードプール（default-pool）のノードで実行されているワークロードが正常に強制排除されます。

これらの操作を行うと、既存のノードプールで実行されているポッドが正常に終了し、Kubernetes が使用可能な他のノードにポッドを再スケジュールします。この場合、ステップ 3 で作成した larger-pool 内のノードだけが使用可能になります。

Kubernetes がアプリケーションを正常に終了するには、コンテナで SIGTERM 信号を処理する必要があります。この信号は、クライアントとのアクティブな接続を終了し、データベーストランザクションを適切に commit または中止するために使用されます。ポッド内のコンテナを終了するまでに Kubernetes が待機する時間を、ポッドマニフェストの spec.terminationGracePeriodSeconds フィールドに指定できます。デフォルトは 30 秒です。詳細については、Kubernetes のドキュメントでポッドの終了に関する説明をご覧ください。

まず、default-pool 内のノードを閉鎖します。次のコマンドを実行して、このノードプールに含まれているノードの一覧を表示します。

kubectl get nodes -l cloud.google.com/gke-nodepool=default-pool

kubectl cordon NODE コマンドを実行して、各ノードを閉鎖します。NODE は、前のコマンドで確認した名前で置き換えます。各ノードに次のコマンドを実行して、ノードをスケジュール不可として設定します。

for node in $(kubectl get nodes -l cloud.google.com/gke-nodepool=default-pool -o=name); do
  kubectl cordon "$node";
done

出力:

node "gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-059q" cordoned
node "gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-0ng4" cordoned
node "gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-k6jm" cordoned
node "gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-lkrv" cordoned
node "gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-p9j4" cordoned

ノードのリストで、default-pool ノードのステータスが SchedulingDisabled になります。

kubectl get nodes

出力:

NAME                                                STATUS                     AGE       VERSION
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-059q   Ready,SchedulingDisabled   1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-0ng4   Ready,SchedulingDisabled   1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-k6jm   Ready,SchedulingDisabled   1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-lkrv   Ready,SchedulingDisabled   1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-default-pool-56e3af9a-p9j4   Ready,SchedulingDisabled   1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-2rhk    Ready                      1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-4bb2    Ready                      1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-7fl0    Ready                      1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-cx9q    Ready                      1h        v1.5.7
gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-hs6p    Ready                      1h        v1.5.7

次に、各ノードのポッドを正常にドレインします。ドレインを実行するには、kubectl drain コマンドを実行して各ノードのポッドを強制排除します。

kubectl drain --force NODE コマンドも実行できます。NODE は、kubectl cordon コマンドに渡した名前のリストで置き換えます。

default-pool の各ノードに次のシェルコマンドを実行して、割り当てられた最大猶予期間の 10 秒間でポッドを強制排除することによって、ノードをドレインします。

for node in $(kubectl get nodes -l cloud.google.com/gke-nodepool=default-pool -o=name); do
  kubectl drain --force --ignore-daemonsets --delete-local-data --grace-period=10 "$node";
done

このコマンドが完了すると、ポッドが larger-pool ノードで実行されます。

kubectl get pods -o=wide

出力:

NAME                   READY     STATUS    IP         NODE
web-2212180648-3n9hz   1/1       Running   10.8.9.4   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-cx9q
web-2212180648-88q1c   1/1       Running   10.8.7.4   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-2rhk
web-2212180648-dlmjc   1/1       Running   10.8.9.3   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-cx9q
web-2212180648-hcv46   1/1       Running   10.8.5.4   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-hs6p
web-2212180648-n0nht   1/1       Running   10.8.6.4   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-7fl0
web-2212180648-s51jb   1/1       Running   10.8.8.4   gke-migration-tutorial-larger-pool-b8ec62a6-4bb2

ステップ 5: 古いノードプールを削除する

web デプロイのすべてのポッドが Kubernetes によって larger-pool に再スケジュールされたら、不要になった default-pool を安全に削除できます。次のコマンドを実行して、default-pool を削除します。

gcloud container node-pools delete default-pool --cluster migration-tutorial

このオペレーションが完了すると、コンテナクラスタ内のノードプールは larger-pool だけになります。

gcloud container node-pools list --cluster migration-tutorial

出力:

NAME          MACHINE_TYPE   DISK_SIZE_GB  NODE_VERSION
larger-pool   n1-highmem-2   100           1.5.7

クリーンアップ

このチュートリアルで使用するリソースについて、Google Cloud Platform アカウントに課金されないようにする手順は次のとおりです。

コンテナクラスタを削除する: コンテナクラスタを構成するリソース（コンピューティングインスタンス、ディスク、ネットワークリソースなど）を削除します。
```
gcloud container clusters delete migration-tutorial
```

次のステップ

Kubernetes Engine のチュートリアルを調べる。
Google Cloud Platform のその他の機能を試す。チュートリアルをご覧ください。

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最終更新日: 10月 24, 2019