Azure Kubernetes Service (AKS) で Azure ディスクを使用してボリュームを作成して使用する

[アーティクル]
08/03/2024

永続ボリュームとは、Kubernetes ポッドで使用するためにプロビジョニングされているストレージの一部です。永続ボリュームは 1 つまたは複数のポッドで使用でき、動的または静的にプロビジョニングできます。この記事では、Azure Disks の永続ボリュームを Azure Kubernetes Service (AKS) クラスターで動的に作成する方法について説明します。

Note

Azure ディスクは、"アクセスモード" の種類を ReadWriteOnce としてのみマウントでき、この場合、ディスクの利用は、AKS 内の 1 ノードに限られます。このアクセスモードでは、ポッドが同じノードで実行されている場合でも、複数のポッドがボリュームにアクセスできます。詳しくは、「Kubernetes PersistentVolume アクセスモード」をご覧ください。

この記事で取り上げるテクニック:

動的永続ボリューム (PV) を使用するには、Container Storage Interface (CSI) ドライバーをインストールし、1 つ以上の Azure マネージドディスクを動的に作成してポッドに接続します。
静的 PV を使用するには、1 つ以上の Azure マネージドディスクを作成するか、既存の Azure マネージドディスクを使用し、そのディスクをポッドに接続します。

Kubernetes ボリュームの詳細については、AKS でのアプリケーションのストレージオプションに関するページを参照してください。

開始する前に

Azure CLI バージョン 2.0.59 以降がインストールされ、構成されていることを確認してください。バージョンを確認するには、az --version を実行します。インストールまたはアップグレードする必要がある場合は、Azure CLI のインストールに関するページを参照してください。
Azure Disk CSI ドライバーには、ノードあたりのボリューム制限があります。ボリューム数は、ノード/ノードプールのサイズに基づいて変わります。 kubectl get コマンドを実行して、ノードごとに割り当てることができるボリュームの数を確認します。
```
kubectl get CSINode <nodename> -o yaml
```
ノードごとのボリューム制限がワークロードの問題である場合は、CSI ドライバーではなく永続ボリュームに Azure コンテナーストレージを使用することを検討してください。

ボリュームを動的にプロビジョニングする

このセクションでは、1 つ以上の永続ボリュームをプロビジョニングするクラスター管理者向けのガイダンス (ワークロードで使用する Azure Disk Storage の詳細を含む) を提供します。永続ボリューム要求 (PVC) では、ストレージクラスオブジェクトが使用され、Azure Disk Storage コンテナーが動的にプロビジョニングされます。

動的 PersistentVolumes のストレージクラスパラメータ

次の表には、PersistentVolumeClaim のカスタムストレージクラスを定義するために使用できるパラメータが含まれています。

名前	意味	使用できる値	Mandatory	既定値
skuName	Azure Disk ストレージアカウントの種類 (別名: `storageAccountType`)	`Standard_LRS`､`Premium_LRS`、`StandardSSD_LRS`、`PremiumV2_LRS`、`UltraSSD_LRS`、`Premium_ZRS`、`StandardSSD_ZRS`	いいえ	`StandardSSD_LRS`
fsType	ファイルシステムの種類	`ext4`、`ext3`、`ext2`、`xfs`、`btrfs` (Linux の場合)、`ntfs` (Windows の場合)	いいえ	`ext4` (Linux の場合)、`ntfs` (Windows の場合)
cachingMode	Azure Data Disk Host Cache 設定 (PremiumV2_LRS と UltraSSD_LRS は `None` キャッシュモードしかサポートしていません)	`None`、`ReadOnly`、`ReadWrite`	いいえ	`ReadOnly`
resourceGroup	Azure Disks のリソースグループを指定します	既存のリソースグループ名	いいえ	空の場合、ドライバーでは、現在の AKS クラスターと同じリソースグループ名が使われます
DiskIOPSReadWrite	UltraSSD ディスクまたは Premium SSD v2 IOPS 機能 (最小: 2 IOPS/GiB)	100 から 160000	いいえ	`500`
DiskMBpsReadWrite	UltraSSD ディスクまたは Premium SSD v2 スループット機能 (最小: 0.032/GiB)	1 から 2000	いいえ	`100`
LogicalSectorSize	Ultra ディスクの論理セクターサイズ (バイト単位)。サポートされている値は 512 と 4096 です。既定値は 4096 です。	`512`、`4096`	いいえ	`4096`
tags	Azure Disk タグ	タグの形式: `key1=val1,key2=val2`	いいえ	""
diskEncryptionSetID	保存時の暗号化を有効にするために使用するディスク暗号化セットの ResourceId	形式: `/subscriptions/{subs-id}/resourceGroups/{rg-name}/providers/Microsoft.Compute/diskEncryptionSets/{diskEncryptionSet-name}`	いいえ	""
diskEncryptionType	ディスク暗号化セットの暗号化の種類。	`EncryptionAtRestWithCustomerKey`(既定)、`EncryptionAtRestWithPlatformAndCustomerKeys`	いいえ	""
writeAcceleratorEnabled	Azure ディスク上の書き込みアクセラレータ	`true`、`false`	いいえ	""
networkAccessPolicy	ディスクまたはスナップショットの SAS URI の生成を妨げるための NetworkAccessPolicy プロパティ	`AllowAll`、`DenyAll`、`AllowPrivate`	いいえ	`AllowAll`
diskAccessID	ディスク上のプライベートエンドポイントを使用するための DiskAccess リソースの Azure リソース ID		いいえ	``
enableBursting	ディスクのプロビジョニングされたパフォーマンスターゲットを超えてオンデマンドバーストを有効にします。オンデマンドバーストは、Premium ディスクに、ディスクサイズが 512 GB より大きい場合にのみ適用する必要があります。 Ultra ディスクと共有ディスクはサポートされていません。バーストは既定で無効になっています。	`true`、`false`	いいえ	`false`
useragent	顧客の使用状況属性に使用されるユーザーエージェント		いいえ	`driverName/driverVersion compiler/version (OS-ARCH)` の形式の生成された Useragent
subscriptionID	Azure ディスクを作成する Azure サブスクリプション ID を指定します。	Azure サブスクリプション ID	いいえ	空でない場合は、`resourceGroup` を指定する必要があります。
---	次のパラメーターは v2 専用です	---	---	---
maxShares	ディスクに対して許可する共有ディスクマウントの合計数。値を 2 以上に設定すると、接続レプリカが有効になります。	サポートされる値は、ディスクサイズによって異なります。サポートされる値については、「Azure マネージドディスクの共有」を参照してください。	いいえ	1
maxMountReplicaCount	保持するレプリカ接続の数。	この値は、`[0..(maxShares - 1)]` の範囲内にする必要があります	いいえ	`accessMode` が `ReadWriteMany` の場合、既定値は `0` です。それ以外の場合、既定値は `maxShares - 1` です

組み込みストレージクラス

ストレージクラスは、保存の単位を永続ボリュームを使用して動的に作成する方法を定義します。 Kubernetes ストレージクラスの詳細については、Kubernetes ストレージクラスに関する記事を参照してください。

各 AKS クラスターには 4 つの事前作成されたストレージクラスが含まれ、そのうち 2 つが Azure ディスクで動作するように構成されています。

default ストレージクラスは、Standard SSD Azure ディスクをプロビジョニングします。
- Standard ストレージでは、Standard SDD が使用されており、信頼性の高いパフォーマンスを実現しながらコスト効率にも優れたストレージを提供します。
managed-csi-premium ストレージクラスは、Premium Azure ディスクをプロビジョニングします。
- Premium ディスクでは、SSD ベースの高性能で待ち時間の短いディスクが使用されています。運用ワークロードを実行している VM に最適です。 AKS で Azure Disk CSI ドライバーを使用する場合は、Standard SSD ローカル冗長ストレージ (LRS) によってサポートされる managed-csi ストレージクラスを使用することもできます。
Kubernetes バージョン 1.29 以降では、複数の可用性ゾーンに Azure Kubernetes Service (AKS) クラスターをデプロイすると、AKS はゾーン冗長ストレージ (ZRS) を利用して、組み込みのストレージクラス内にマネージドディスクを作成します。
- ZRS により、ユーザーが選んだリージョン内の複数の Azure 可用性ゾーン間での Azure マネージドディスクの同期レプリケーションが保証されます。この冗長性戦略により、アプリケーションの回復性が強化され、データセンターの障害からデータが保護されます。
- ただし、ゾーン冗長ストレージ (ZRS) は、ローカル冗長ストレージ (LRS) と比べてコストが高くなる点に注意してください。コストの最適化が優先される場合は、LRS SKU 名パラメーターを使用して新しいストレージクラスを作成し、それを永続ボリューム要求で使用できます。

データ損失のリスクがあるため、PVC のサイズの縮小はサポートされていません。 kubectl edit sc コマンドを使用して既存のストレージクラスを編集することも、独自のカスタムストレージクラスを作成することもできます。たとえば、サイズ 4 TiB のディスクを使用する場合、サイズ 4 TiB 以上ではディスクキャッシュがサポートされないため、cachingmode: None を定義するストレージクラスを作成する必要があります。ストレージクラスと独自のストレージクラスの作成の詳細については、AKS でのアプリケーションのストレージオプションに関するページを参照してください。

kubectl get sc コマンドを使用して、事前に作成されたストレージクラスを確認できます。次の例は、AKS クラスター内で使用できる事前に作成されたストレージクラスを示したものです。

kubectl get sc

コマンドの出力は、次の例のようになります。

NAME                PROVISIONER                AGE
default (default)   disk.csi.azure.com         1h
managed-csi         disk.csi.azure.com         1h

Note

固定ボリュームの要求は GiB 単位で指定されますが、Azure Managed Disks は SKU の特定のサイズによって課金されます。これらの SKU の範囲は、S4 または P4 ディスクの 32 GiB から、S80 または P80 ディスクの 32 TiB までです (プレビュー中)。 Premium 管理ディスクのスループットと IOPS パフォーマンスは、SKU と AKS クラスターのノードのインスタンスのサイズに依存します。詳細については、マネージドディスクの価格とパフォーマンスに関するページを参照してください。

永続ボリューム要求の作成

永続ボリューム要求は、ストレージクラスに基づいてストレージを自動的にプロビジョニングします。この場合、PVC は、事前作成されているストレージクラスのいずれかを使用して、標準のまたはプレミアムな Azure マネージドディスクを作成できます。

azure-pvc.yaml という名前のファイルを作成し、そこに次のマニフェストをコピーします。この要求では、サイズが 5 GB で ReadWriteOnce アクセスがある azure-managed-disk という名前のディスクを要求します。ストレージクラスとして、managed-csi ストレージクラスが指定されます。
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
    name: azure-managed-disk
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  storageClassName: managed-csi
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
```

ヒント

プレミアムストレージを使用するディスクを作成するには、managed-csi ではなく、storageClassName: managed-csi-premium を使用します。

kubectl apply コマンドを使用して、azure-pvc.yaml ファイルを指定することで、永続ボリューム要求を作成します。
```
kubectl apply -f azure-pvc.yaml
```
コマンドの出力は、次の例のようになります。
```
persistentvolumeclaim/azure-managed-disk created
```

永続ボリュームの使用

永続ボリューム要求を作成した後、状態が Pending であることを確認する必要があります。 Pending 状態は、ポッドで使用する準備ができていることを示します。

kubectl describe pvc コマンドを使用して、PVC の状態を確認します。

kubectl describe pvc azure-managed-disk

コマンドの出力は、次の抜粋した例のようになります。

Name:            azure-managed-disk
Namespace:       default
StorageClass:    managed-csi
Status:          Pending
[...]

azure-pvc-disk.yaml という名前のファイルを作成し、そこに次のマニフェストをコピーします。このマニフェストは、azure-managed-disk という名前の永続ボリューム要求を使って /mnt/azure パスに Azure ディスクをマウントする基本的な NGINX ポッドを作成します。 Windows Server コンテナーの場合、 'D:' などの Windows パス規則を使用して mountPath を指定します。

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: mypod
      image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
      resources:
        requests:
          cpu: 100m
          memory: 128Mi
        limits:
          cpu: 250m
          memory: 256Mi
      volumeMounts:
        - mountPath: "/mnt/azure"
          name: volume
          readOnly: false
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: azure-managed-disk

kubectl apply コマンドを使用してポッドを作成します。
```
 kubectl apply -f azure-pvc-disk.yaml
```
コマンドの出力は、次の例のようになります。
```
pod/mypod created
```

これで Azure ディスクが /mnt/azure ディレクトリにマウントされ、ポッドが稼働状態となりました。 kubectl describe コマンドを使用してポッドの構成を確認します。

 kubectl describe pod mypod

コマンドの出力は、次の例のようになります。

[...]
Volumes:
  volume:
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    ClaimName:  azure-managed-disk
    ReadOnly:   false
   default-token-smm2n:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-smm2n
    Optional:    false
[...]
 Events:
  Type    Reason                 Age   From                               Message
  ----    ------                 ----  ----                               -------
  Normal  Scheduled              2m    default-scheduler                  Successfully assigned mypod to aks-nodepool1-79590246-0
  Normal  SuccessfulMountVolume  2m    kubelet, aks-nodepool1-79590246-0  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-smm2n"
  Normal  SuccessfulMountVolume  1m    kubelet, aks-nodepool1-79590246-0  MountVolume.SetUp succeeded for volume "pvc-faf0f176-8b8d-11e8-923b-deb28c58d242"
[...]

Azure Ultra Disks を使用する

Azure Ultra ディスクの使用については、Azure Kubernetes Service (AKS) での Ultra ディスクの使用に関するページを参照してください。

Azure タグの使用

Azure タグの使用の詳細については、「Azure Kubernetes Service (AKS) での Azure タグの使用」を参照してください。

ボリュームを静的にプロビジョニングする

このセクションでは、1 つ以上の永続ボリュームを作成するクラスター管理者向けのガイダンス (ワークロードで使用する Azure Disk の詳細を含む) を提供します。

永続ボリュームの静的プロビジョニングパラメーター

次の表には、永続ボリュームを定義するために使用できるパラメーターが含まれています。

名前	意味	使用できる値	Mandatory	既定値
volumeHandle	Azure ディスク URI	`/subscriptions/{sub-id}/resourcegroups/{group-name}/providers/microsoft.compute/disks/{disk-id}`	はい	該当なし
volumeAttributes.fsType	ファイルシステムの種類	`ext4`、`ext3`、`ext2`、`xfs`、`btrfs` (Linux の場合)、`ntfs` (Windows の場合)	いいえ	`ext4` (Linux の場合)、`ntfs` (Windows の場合)
volumeAttributes.partition	既存のディスクのパーティション番号 (Linux でのみサポート)	`1`、`2`、`3`	いいえ	空 (パーティションなし) - パーティション形式が `-part1` のような形式であることを確認します
volumeAttributes.cachingMode	ディスクホストキャッシュの設定	`None`、`ReadOnly`、`ReadWrite`	いいえ	`ReadOnly`

Azure ディスクを作成する

AKS で使用するための Azure ディスクを作成する場合は、ノード リソースグループ内にディスクリソースを作成することができます。この方法により、AKS クラスターがディスクリソースにアクセスおよび管理できるようになります。代わりに独立したリソースグループにディスクを作成する場合は、クラスターの Azure Kubernetes Service (AKS) マネージド ID に、ディスクのリソースグループに対する Contributor ロールを付与する必要があります。

az aks show コマンドを使用してリソースグループ名を識別し、--query nodeResourceGroup パラメーターを追加します。
```
az aks show --resource-group myResourceGroup --name myAKSCluster --query nodeResourceGroup -o tsv
```
コマンドの出力は、次の例のようになります。
```
MC_myResourceGroup_myAKSCluster_eastus
```
az disk create コマンドを使用してディスクを作成します。ノードのリソースグループ名を指定して､そのディスクリソースに対して､myAKSDisk などの名前を指定します｡次の例では、20 GiB のディスクを作成し、作成後にそのディスクの ID を出力します。 Windows Server コンテナーで使用するディスクを作成する必要がある場合は、--os-type windows パラメーターを追加して、ディスクを適切にフォーマットします。
```
az disk create \
  --resource-group MC_myResourceGroup_myAKSCluster_eastus \
  --name myAKSDisk \
  --size-gb 20 \
  --query id --output tsv
```
Note

Azure ディスクは、特定サイズの SKU 単位で課金されます。これらの SKU の範囲は、S4 または P4 ディスクの 32 GiB から、S80 または P80 ディスクの 32 TiB までです (プレビュー中)。 Premium 管理ディスクのスループットと IOPS パフォーマンスは、SKU と AKS クラスターのノードのインスタンスのサイズに依存します。「Managed Disks の価格」を参照してください。

次の出力例に示すように、コマンドが正常に完了すると、ディスクリソース ID が表示されます。このディスク ID は、次のセクションでディスクをマウントするために使用します。
```
/subscriptions/<subscriptionID>/resourceGroups/MC_myAKSCluster_myAKSCluster_eastus/providers/Microsoft.Compute/disks/myAKSDisk
```

ディスクをボリュームとしてマウントする

PersistentVolume を使用して pv-azuredisk.yaml ファイルを作成します。前の手順のディスクリソース ID で更新 volumeHandle します。 Windows Server コンテナーの場合は、パラメータ fsType に ntfs を指定します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  annotations:
    pv.kubernetes.io/provisioned-by: disk.csi.azure.com
  name: pv-azuredisk
spec:
  capacity:
    storage: 20Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: managed-csi
  csi:
    driver: disk.csi.azure.com
    volumeHandle: /subscriptions/<subscriptionID>/resourceGroups/MC_myAKSCluster_myAKSCluster_eastus/providers/Microsoft.Compute/disks/myAKSDisk
    volumeAttributes:
      fsType: ext4

PersistentVolume を使用する PersistentVolumeClaim を使って pvc-azuredisk.yaml ファイルを作成します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-azuredisk
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
  volumeName: pv-azuredisk
  storageClassName: managed-csi

kubectl apply コマンドを使用して PersistentVolume と PersistentVolumeClaim を作成し、作成した 2 つの YAML ファイルを参照します。
```
kubectl apply -f pv-azuredisk.yaml
kubectl apply -f pvc-azuredisk.yaml
```
kubectl get pvc コマンドを使用して、PersistentVolumeClaim が作成され、PersistentVolume にバインドされていることを確認します。
```
kubectl get pvc pvc-azuredisk
```
コマンドの出力は、次の例のようになります。
```
NAME            STATUS   VOLUME         CAPACITY    ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
pvc-azuredisk   Bound    pv-azuredisk   20Gi        RWO                           5s
```

PersistentVolumeClaim を参照するように azure-disk-pod.yaml ファイルを作成します。 Windows Server コンテナーの場合、 'D:' などの Windows パス規則を使用して mountPath を指定します。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/os: linux
  containers:
  - image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
    name: mypod
    resources:
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 128Mi
      limits:
        cpu: 250m
        memory: 256Mi
    volumeMounts:
      - name: azure
        mountPath: /mnt/azure
  volumes:
    - name: azure
      persistentVolumeClaim:
        claimName: pvc-azuredisk

構成を適用し、kubectl apply コマンドを使用してボリュームをマウントします。
```
kubectl apply -f azure-disk-pod.yaml
```

リソースをクリーンアップする

この記事で作成したリソースを使い終えたら、kubectl delete コマンドを使用してリソースを削除できます。

# Remove the pod
kubectl delete -f azure-pvc-disk.yaml

# Remove the persistent volume claim
kubectl delete -f azure-pvc.yaml

次の手順

Azure Disk Storage に CSI ドライバーを使用する方法については、CSI ドライバーでの Azure Disk Storage の使用に関するページを参照してください。
関連するベストプラクティスについては、AKS のストレージとバックアップに関するベストプラクティスに関する記事を参照してください。

次の方法で共有

Azure Kubernetes Service (AKS) で Azure ディスクを使用してボリュームを作成して使用する

開始する前に

ボリュームを動的にプロビジョニングする

動的 PersistentVolumes のストレージクラスパラメータ

組み込みストレージクラス

永続ボリューム要求の作成

永続ボリュームの使用

Azure Ultra Disks を使用する

Azure タグの使用

ボリュームを静的にプロビジョニングする

永続ボリュームの静的プロビジョニングパラメーター

Azure ディスクを作成する

ディスクをボリュームとしてマウントする

リソースをクリーンアップする

次の手順

その他のリソース

次の方法で共有

Azure Kubernetes Service (AKS) で Azure ディスクを使用してボリュームを作成して使用する

開始する前に

ボリュームを動的にプロビジョニングする

動的 PersistentVolumes のストレージ クラス パラメータ

組み込みストレージ クラス

永続ボリューム要求の作成

永続ボリュームの使用

Azure Ultra Disks を使用する

Azure タグの使用

ボリュームを静的にプロビジョニングする

永続ボリュームの静的プロビジョニング パラメーター

Azure ディスクを作成する

ディスクをボリュームとしてマウントする

リソースをクリーンアップする

次の手順

その他のリソース

動的 PersistentVolumes のストレージクラスパラメータ

組み込みストレージクラス

永続ボリュームの静的プロビジョニングパラメーター