ノードプールの追加と管理

Standard

このページでは、Google Kubernetes Engine（GKE）Standard クラスタで実行されるノードプールの追加、管理、スケーリング、アップグレード、削除を行う方法について説明します。また、Pod を特定のノードプールにデプロイする方法と、ノードプールのアップグレードが実行中のワークロードに与える影響についても説明します。

このページの情報は、パフォーマンスとスケーラビリティを重視して GKE Standard クラスタを最適化する際に役立ちます。

このページは、クラスタの作成と構成、GKE へのワークロードのデプロイが必要なオペレーター、クラウドアーキテクト、デベロッパーを対象としています。 Google Cloudのコンテンツで参照する一般的なロールとタスク例の詳細については、一般的な GKE Enterprise ユーザーロールとタスクをご覧ください。

このページを読む前に、ノードプールについて理解しておいてください。

始める前に

作業を始める前に、次のことを確認してください。

Google Kubernetes Engine API を有効にする。

Google Kubernetes Engine API の有効化

このタスクに Google Cloud CLI を使用する場合は、gcloud CLI をインストールして初期化する。すでに gcloud CLI をインストールしている場合は、gcloud components update を実行して最新のバージョンを取得する。
注: gcloud CLI がすでにインストールされている場合には、必ず compute/region と compute/zone のプロパティを設定してください。デフォルトのロケーションを設定することで、gcloud CLI のエラー（One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location など）を防止できます。

GKE 用の IAM サービスアカウントを設定する

GKE は、ノードに接続されている IAM サービスアカウントを使用して、ロギングやモニタリングなどのシステムタスクを実行します。これらのノードサービスアカウントには、プロジェクトに対する Kubernetes Engine デフォルトノードサービスアカウント（roles/container.defaultNodeServiceAccount）ロールが最低限必要です。デフォルトでは、GKE はプロジェクトに自動的に作成される Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントをノードサービスアカウントとして使用します。

Compute Engine のデフォルトサービスアカウントに roles/container.defaultNodeServiceAccount ロールを付与する手順は次のとおりです。

コンソール

[ようこそ] ページに移動します。
[ようこそ] に移動
[プロジェクト番号] フィールドで、 [クリップボードにコピー] をクリックします。
[IAM] ページに移動します。
[IAM] に移動
[アクセスを許可] をクリックします。
[新しいプリンシパル] フィールドに次の値を指定します。
```
PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com
```
PROJECT_NUMBER は、コピーしたプロジェクト番号に置き換えます。
[ロールを選択] メニューで、[Kubernetes Engine デフォルトノードサービスアカウント] ロールを選択します。
[保存] をクリックします。

gcloud

Google Cloud のプロジェクト番号を確認します。
```
gcloud projects describe PROJECT_ID \
    --format="value(projectNumber)"
```
PROJECT_ID は、実際のプロジェクト ID に置き換えます。

出力は次のようになります。
```
12345678901
```
Compute Engine のデフォルトサービスアカウントに roles/container.defaultNodeServiceAccount ロールを付与します。
```
gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
    --member="serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com" \
    --role="roles/container.defaultNodeServiceAccount"
```
PROJECT_NUMBER は、前の手順のプロジェクト番号に置き換えます。

Standard クラスタにノードプールを追加する

新しいノードプールを GKE Standard クラスタに追加するには、gcloud CLI、Google Cloud コンソール、または Terraform を使用します。GKE は、スケーリング要件に基づいてクラスタ内のノードプールを自動的に管理するノード自動プロビジョニングもサポートしています。

ベストプラクティス:

ノードプール用に Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントの代わりに使用する最小権限の Identity and Access Management（IAM）サービスアカウントを作成します。最小権限のみのサービスアカウントを作成する手順については、クラスタのセキュリティの強化をご覧ください。

gcloud

ノードプールを作成するには、gcloud container node-pools create コマンドを実行します。

gcloud container node-pools create POOL_NAME \
    --cluster CLUSTER_NAME \
    --service-account SERVICE_ACCOUNT

次のように置き換えます。

POOL_NAME: 新しいノードプールの名前。
CLUSTER_NAME: 既存のクラスタの名前。
SERVICE_ACCOUNT: ノードで使用する IAM サービスアカウントの名前。
Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントの代わりに、ノードで使用できる最小権限の IAM サービスアカウントを指定することを強くおすすめします。最小権限のサービスアカウントを作成する方法については、最小権限のサービスアカウントを使用するをご覧ください。

gcloud CLI でカスタムサービスアカウントを指定するには、コマンドに次のフラグを追加します。
```
--service-account=SERVICE_ACCOUNT_NAME@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com
```
SERVICE_ACCOUNT_NAME は、最小権限のサービスアカウントの名前に置き換えます。

指定できるオプションのフラグの完全なリストについては、gcloud container node-pools create のドキュメントをご覧ください。

出力は次のようになります。

Creating node pool POOL_NAME...done.
Created [https://container.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/zones/us-central1/clusters/CLUSTER_NAME/nodePools/POOL_NAME].
NAME: POOL_NAME
MACHINE_TYPE: e2-medium
DISK_SIZE_GB: 100
NODE_VERSION: 1.21.5-gke.1302

この出力で、ノードで実行されているマシンタイプや GKE バージョンなど、ノードプールの詳細が表示されます。

ノードプールが正常に作成されても、サーバーからステータスが報告されず、gcloud コマンドがタイムアウトになる場合があります。プロビジョニングが完了していないノードプールを含め、すべてのノードプールのステータスを確認するには、次のコマンドを使用します。

gcloud container node-pools list --cluster CLUSTER_NAME

コンソール

既存の Standard クラスタにノードプールを追加するには、次の操作を行います。

Google Cloud コンソールで Google Kubernetes Engine のページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
クラスタのリストで、変更する Standard クラスタの名前をクリックします。
[ノードプールを追加] をクリックします。
ノードプールを構成します。
ナビゲーションメニューで [セキュリティ] をクリックします。
必要に応じて、ノードにカスタム IAM サービスアカウントを指定します。
1. [詳細設定] ページで、[セキュリティ] セクションを開きます。
2. [サービスアカウント] メニューで、目的のサービスアカウントを選択します。
Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントの代わりに、ノードで使用できる最小権限の IAM サービスアカウントを指定することを強くおすすめします。最小権限のサービスアカウントを作成する方法については、最小権限のサービスアカウントを使用するをご覧ください。

[作成] をクリックしてノードプールを追加します。

Terraform

Terraform を使用して既存の Standard クラスタにノードプールを追加するには、次の例をご覧ください。

resource "google_container_node_pool" "default" {
  name    = "gke-standard-regional-node-pool"
  cluster = google_container_cluster.default.name

  node_config {
    service_account = google_service_account.default.email
  }
}

Terraform の使用方法の詳細については、GKE での Terraform のサポートをご覧ください。

Standard クラスタ内のノードプールを表示する

gcloud

Standard クラスタのすべてのノードプールを一覧取得するには、gcloud container node-pools list コマンドを実行します。

gcloud container node-pools list --cluster CLUSTER_NAME

特定のノードプールの詳細を表示するには、gcloud container node-pools describe コマンドを実行します。

gcloud container node-pools describe POOL_NAME \
    --cluster CLUSTER_NAME

以下を置き換えます。

CLUSTER_NAME: クラスタの名前。
POOL_NAME: 表示するノードプールの名前。

コンソール

Standard クラスタのノードプールを表示するには、次の操作を行います。

Google Cloud コンソールで Google Kubernetes Engine のページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
クラスタリストで、Standard クラスタの名前をクリックします。
[ノード] タブをクリックします。
[ノードプール] で、表示するノードプールの名前をクリックします。

ノードプールをスケーリングする

ノードプールをスケールアップまたはスケールダウンして、パフォーマンスと費用を最適化できます。GKE Standard ノードプールを使用すると、ノードプール内のノード数を変更してノードプールを水平方向にスケーリングできます。また、ノードのマシン属性構成を変更してノードプールを垂直方向にスケーリングできます。

ノード数を変更して水平方向にスケーリングする

gcloud

クラスタのノードプールのサイズを変更するには、gcloud container clusters resize コマンドを実行します。

gcloud container clusters resize CLUSTER_NAME \
    --node-pool POOL_NAME \
    --num-nodes NUM_NODES

以下を置き換えます。

CLUSTER_NAME: サイズを変更するクラスタの名前。
POOL_NAME: サイズを変更するノードプールの名前。
NUM_NODES: ゾーンクラスタ内のプール内のノードの数。マルチゾーンクラスタまたはリージョンクラスタを使用する場合、NUM_NODES はノードプールが存在している各ゾーンのノード数です。

各ノードプールに対してこのコマンドを繰り返します。クラスタにノードプールが 1 つしかない場合は、--node-pool フラグを省略します。

コンソール

クラスタのノードプールのサイズを変更するには、次の手順を行います。

Google Cloud コンソールで Google Kubernetes Engine のページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
クラスタのリストで、変更する Standard クラスタの名前をクリックします。
[ノード] タブをクリックします。
[ノードプール] セクションで、サイズを変更するノードプールの名前をクリックします。
[サイズ変更] をクリックします。
[ノード数] フィールドに、ノードプールに含めるノード数を入力し、[サイズ変更] をクリックします。
必要に応じてノードプールごとに同じ操作を繰り返します。

ノードマシンの属性を変更して垂直方向にスケーリングする

ノードプールの構成済みのマシンタイプ、ディスクタイプ、ディスクサイズを変更できます。

これらのマシン属性を編集すると、GKE はノードプールに構成されたアップグレード戦略を使用して、ノードを新しい構成に更新します。Blue/Green アップグレード戦略を構成すると、移行の失敗時に元のノードをロールバックできるようにしながら、元のノードから新しいノードにワークロードを移行できます。ノードプールのアップグレード設定を調べて、構成した戦略が必要なノードの更新方法と一致していることを確認します。

次のコマンドで、ハイライト表示されているマシン属性の少なくとも 1 つを更新します。

gcloud container node-pools update POOL_NAME \
    --cluster CLUSTER_NAME \
    --machine-type MACHINE_TYPE \
    --disk-type DISK_TYPE \
    --disk-size DISK_SIZE

変更しないマシン属性のフラグは省略します。ただし、少なくとも 1 つのマシン属性フラグを使用する必要があります。そうしないと、コマンドが失敗します。

次のように置き換えます。

POOL_NAME: サイズを変更するノードプールの名前。
CLUSTER_NAME: サイズを変更するクラスタの名前。
MACHINE_TYPE: ノードに使用するマシンのタイプ。詳細については、gcloud container node-pools update をご覧ください。
DISK_TYPE: ノード VM ブートディスクのタイプ。pd-standard、pd-ssd、pd-balanced のいずれかにする必要があります。
DISK_SIZE: ノード VM ブートディスクのサイズ（GB）。デフォルトは 100 GB です。

この変更を行うにはノードの再作成が必要になり、実行中のワークロードが中断する可能性があります。この変更の詳細については、メンテナンスポリシーを遵守せずにノードアップグレード戦略に従ってノードを再作成する手動変更の表で対応する行をご覧ください。ノードの更新の詳細については、ノードの更新による中断の計画をご覧ください。

ノードプールをアップグレードする

デフォルトでは、クラスタのノードで自動アップグレードが有効になっています。ノードの自動アップグレードにより、クラスタのコントロールプレーンとノードのバージョンが同期されており、Kubernetes バージョンスキューポリシーに準拠していることが保証されます。これにより、コントロールプレーンはそのコントロールプレーンの 2 つ前までのマイナーバージョンのノードと互換性が保証されています。たとえば、Kubernetes 1.29 コントロールプレーンは Kubernetes 1.27 ノードと互換性があります。

ベストプラクティス:

ノードの自動アップグレードを無効にしないでください。有効にしておくことで、クラスタは前の段落で説明したアップグレードのメリットを享受できます。

GKE ノードプールのアップグレードでは、サージアップグレードと Blue/Green アップグレードの 2 つの構成可能なアップグレード戦略を選択できます。

クラスタ環境のニーズに最適な戦略を選択し、戦略を調整するパラメータを使用します。

ノードのアップグレードの仕組み

ノードがアップグレードされている間、GKE は新しい Pod のスケジュールを停止し、実行中の Pod を他のノードにスケジュールします。これは、ノードプールで機能を有効または無効にする場合など、ノードの再作成を行う他のイベントも同様です。

ノードの自動アップグレード中または手動アップグレード中、PodDisruptionBudgets（PDB）と Pod の停止猶予期間は、最大 1 時間使用されます。ノードで実行中の Pod を 1 時間後に新しいノードにスケジュールできない場合でも、GKE はアップグレードを開始します。maxUnavailable フィールドを 0 または 0% に設定するか、minAvailable フィールドを 100% またはレプリカ数に設定して、すべてのレプリカを常に使用できるように PDB を構成している場合でも、この動作は適用されます。これらのシナリオではすべて、GKE によって 1 時間後に Pod が削除されることでノードが削除されるようになっています。

ベストプラクティス:

ワークロードを正常に終了する際に柔軟性が必要な場合は、Blue/Green アップグレードを使用すると、デフォルトの 1 時間を超えて PDB チェックを行うために追加のソーク時間が設定されます。

ノードの停止中の一般的な動作については、Pod に関するトピックをご覧ください。

アップグレードは、すべてのノードが再作成され、クラスタが望ましい状態になったときにはじめて完了します。新しくアップグレードされたノードがコントロールプレーンに登録されると、GKE ではノードがスケジューリング可能であるとマークされます。

新しいノードインスタンスでは、目的の Kubernetes バージョンと次のものが実行されます。

ノードプールの手動アップグレード

手動でアップグレードできるノードプールのバージョンは、コントロールプレーンと同じバージョンか、引き続き使用可能でコントロールプレーンと互換性のある以前のバージョンです。複数のノードプールを同時に手動でアップグレードできますが、GKE が自動で一度にアップグレードするノードプールは 1 つだけです。

ノードプールを手動でアップグレードすると、kubectl を使用して個々のノードに追加したラベルが削除されます。これを回避するには、ノードプールにラベルを適用します。

ノードプールを手動でアップグレードする前に、次の条件を検討してください。

注: ノードプールをアップグレードすると、そのノードプールで実行中のワークロードが中断される可能性があります。これを回避するには、目的のバージョンで新しいノードプールを作成しワークロードを移行します。移行後、古いノードプールは削除できます。
注: エラー状態の Ingress でノードプールをアップグレードすると、インスタンスグループは同期しません。この問題を回避するには、まず、kubectl get ing コマンドでステータスを確認します。インスタンスグループが同期されていない場合は、Ingress の作成に使用したマニフェストを再適用して問題を回避します。

ノードプールは、Google Cloud コンソールか Google Cloud CLI を使用して、コントロールプレーンと互換性のあるバージョンに手動でアップグレードできます。

gcloud

このセクションのコマンドでは、次の変数を使用します。

CLUSTER_NAME: アップグレードするノードプールのクラスタの名前。
NODE_POOL_NAME: アップグレードするノードプールの名前。
VERSION: ノードのアップグレード先の Kubernetes バージョン。たとえば、--cluster-version=1.7.2 や cluster-version=latest です。

ノードプールをアップグレードします。

gcloud container clusters upgrade CLUSTER_NAME \
  --node-pool=NODE_POOL_NAME

ノードで GKE の別のバージョンを指定するには、オプションの --cluster-version フラグを使用します。

gcloud container clusters upgrade CLUSTER_NAME \
  --node-pool=NODE_POOL_NAME \
  --cluster-version VERSION

バージョンの指定の詳細については、バージョニングに関する記事をご覧ください。

詳細については、gcloud container clusters upgrade のドキュメントをご覧ください。

コンソール

Google Cloud コンソールを使用してノードプールをアップグレードするには、次の手順に沿って操作します。

Google Cloud コンソールで Google Kubernetes Engine のページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
編集するクラスタの横にある [ アクション] をクリックし、[ 編集] をクリックします。
[クラスタの詳細] ページで [ノード] タブをクリックします。
[ノードプール] セクションで、アップグレードするノードプールの名前をクリックします。
[ 編集] をクリックします。
[ノードのバージョン] で [変更] をクリックします。
[ノードのバージョン] プルダウンリストから目的のバージョンを選択し、[変更] をクリックします。

ノードのバージョンが変更されるまで数分かかることがあります。

Pod を特定のノードプールにデプロイする

Pod マニフェストで nodeSelector を使用して、Pod を特定のノードプールに明示的にデプロイできます。nodeSelector は、ラベルが一致するノードに Pod のスケジュールを設定します。

すべての GKE ノードプールには、cloud.google.com/gke-nodepool: POOL_NAME という形式のラベルがあります。次の例に示すように、このラベルを Pod の nodeSelector フィールドに追加します。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    cloud.google.com/gke-nodepool: POOL_NAME

詳細は、ノードに Pod を割り当てるをご覧ください。

ノードセレクタの代わりに、ノードアフィニティを使用できます。Pod が制約を満たそうと試みる一方で、制約を満たせない場合でも Pod のスケジュールが設定される「ソフト」ルールを適用したい場合は、ノードアフィニティを使用します。詳細は、ノードアフィニティをご覧ください。コンテナのリソースリクエストを指定することもできます。

ノードプールをダウングレードする

たとえば、ノードプールのアップグレードの失敗の可能性を軽減するために、ノードプールをダウングレードできます。ノードプールをダウングレードする前に、制限事項を確認してください。

ベストプラクティス:

ワークロードに影響するノードプールのアップグレードのリスク軽減を最適化する必要がある場合は、ノードの Blue/Green アップグレード戦略を使用します。この戦略では、アップグレードが失敗した場合に、進行中のアップグレードを元のノードにロールバックできます。

ダウングレード後に GKE によってノードプールが自動的にアップグレードされないようにするには、メンテナンスの除外をクラスタに設定します。
ノードプールをダウングレードするには、ノードプールを手動でアップグレードするの手順に沿って、以前のバージョンを指定します。

ノードプールを削除する

ノードプールを削除すると、PodDisruptionBudget の設定に関係なく、ノードと実行中のワークロードがすべて削除されます。ノードセレクタの操作など、ワークロードへの影響の詳細については、ノードプールの削除をご覧ください。

gcloud

ノードプールを削除するには、gcloud container node-pools delete コマンドを実行します。

gcloud container node-pools delete POOL_NAME \
    --cluster CLUSTER_NAME

コンソール

ノードプールを削除するには、次の手順を行います。

Google Cloud コンソールで Google Kubernetes Engine のページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
クラスタのリストで、変更する Standard クラスタの名前をクリックします。
[ノード] タブをクリックします。
[ノードプール] セクションで、削除するノードプールの横にあるをクリックします。
確認のメッセージが表示されたら、[削除] をクリックします。

ノードを別のマシンタイプに移行する

マシンタイプ間でワークロードを移動するさまざまな方法（新しいマシンタイプに移行する方法など）については、ノードを別のマシンタイプに移行するをご覧ください。

ノードプール間でワークロードを移行する

ワークロードをあるノードプールから別のノードプールに移行するには、ノードプール間でワークロードを移行するをご覧ください。たとえば、既存のノードプールを新しいノードプールに置き換え、ワークロードを古いノードから新しいノードに確実に移行するには、次の操作を行います。

トラブルシューティング

トラブルシューティングについては、Standard ノードプールのトラブルシューティングとノード登録のトラブルシューティングをご覧ください。

ノードプールの追加と管理 コレクションでコンテンツを整理 必要に応じて、コンテンツの保存と分類を行います。

始める前に

GKE 用の IAM サービス アカウントを設定する

コンソール

gcloud

Standard クラスタにノードプールを追加する

gcloud

コンソール

Terraform

Standard クラスタ内のノードプールを表示する

gcloud

コンソール

ノードプールをスケーリングする

ノード数を変更して水平方向にスケーリングする

gcloud

コンソール

ノードマシンの属性を変更して垂直方向にスケーリングする

ノードプールをアップグレードする

ノードのアップグレードの仕組み

ノードプールの手動アップグレード

gcloud

コンソール

Pod を特定のノードプールにデプロイする

ノードプールをダウングレードする

ノードプールを削除する

gcloud

コンソール

ノードを別のマシンタイプに移行する

ノードプール間でワークロードを移行する

トラブルシューティング

次のステップ

ノードプールの追加と管理

GKE 用の IAM サービスアカウントを設定する