kubectl を使用し、Azure Stack Edge Pro デバイスで PersistentVolume を使って Kubernetes ステートフルアプリケーションを実行する

[アーティクル]
06/01/2023

適用対象: はい (Pro GPU SKU の場合) Azure Stack Edge Pro - GPU はい (Pro 2 SKU の場合) Azure Stack Edge Pro 2 はい (Pro R SKU の場合) Azure Stack Edge Pro R はい (Mini R SKU の場合) Azure Stack Edge Mini R

この記事では、PersistentVolume (PV) とデプロイを使用して、Kubernetes で単一インスタンスのステートフルアプリケーションをデプロイする方法について説明します。このデプロイでは、既存の Kubernetes クラスターで kubectl コマンドを使用し、MySQL アプリケーションをデプロイします。

この手順は、Azure Stack Edge Pro デバイス上の Kubernetes ストレージに関する記事を確認し、Kubernetes ストレージの概念を理解しているユーザーを対象としています。

Azure Stack Edge Pro では、Azure SQL Edge コンテナーの実行もサポートされており、ここで説明する MySQL の場合と同様の方法でデプロイできます。詳細については、Azure SQL Edge に関する記事をご覧ください。

前提条件

ステートフルアプリケーションをデプロイする前に、デバイスとデバイスにアクセスするために使用するクライアントで、次の前提条件を完了してください。

デバイスでは

1 ノードの Azure Stack Edge Pro デバイスに対するサインイン資格情報がある。
- デバイスがアクティブ化されている。デバイスをアクティブにするに関する記事を参照してください。
- デバイスに、Azure portal を使用して構成されたコンピューティングロールがあり、Kubernetes クラスターがある。コンピューティングの構成に関する記事を参照してください。

デバイスにアクセスするクライアントの場合

Azure Stack Edge Pro デバイスへのアクセスに使われる Windows クライアントシステムがある。
- クライアントでは、Windows PowerShell 5.0 以降が実行されている。 Windows PowerShell の最新バージョンをダウンロードするには、「Windows PowerShell のインストール」を参照してください。
- サポートされているオペレーティングシステムが搭載されている他のクライアントを使用することもできます。この記事では、Windows クライアントを使用する場合の手順について説明します。
- Azure Stack Edge Pro デバイス上の Kubernetes クラスターへのアクセスに関する記事で説明されている手順を完了している。完了した内容:
  - New-HcsKubernetesNamespace コマンドを使用して userns1 名前空間を作成した。
  - New-HcsKubernetesUser コマンドを使用してユーザー user1 を作成した。
  - Grant-HcsKubernetesNamespaceAccess コマンドを使用して、user1 に userns1 へのアクセス権を許可した。
  - クライアントに kubectl をインストールし、ユーザー構成を含む kubeconfig ファイルを C:\Users\<username>\.kube に保存した。
- kubectl クライアントのバージョンと、Azure Stack Edge Pro デバイスで実行されている Kubernetes マスターのバージョンの差が 1 未満であることを確認する。
  - クライアントで実行されている kubectl のバージョンを確認するには、kubectl version を使用します。完全なバージョンをメモしておきます。
  - お使いの Azure Stack Edge Pro デバイスのローカル UI で、[概要] に移動し、Kubernetes ソフトウェアの番号をメモします。
  - サポートされている Kubernetes バージョンで提供されているマッピングで、これら 2 つのバージョンの互換性を確認します。

Azure Stack Edge Pro デバイスにステートフルアプリケーションをデプロイする準備ができました。

静的な PV をプロビジョニングする

PV を静的にプロビジョニングするには、デバイスに共有を作成する必要があります。 SMB 共有に対して PV をプロビジョニングするには、次の手順に従います。

Note

この操作方法の記事で使用されている具体的な例は、NFS 共有では機能しません。 NFS 共有は通常、Azure Stack Edge デバイスでデータベース以外のアプリケーションを使用してプロビジョニングできます。
ストレージボリュームを使用するステートフルアプリケーションをデプロイして永続ストレージを提供するには、StatefulSet を使用することをお勧めします。この例では、Deployment と 1 つのレプリカのみを使用しています。これは、開発とテストに適しています。

Edge 共有と Edge ローカル共有のどちらを作成するかを選択します。「共有の追加」の手順に従って、共有を作成してください。 [Edge コンピューティングで共有を使用する] チェックボックスを必ずオンにします。
1. 新しい共有を作成するのではなく、既存の共有を使用する場合は、共有をマウントする必要があります。
  
  Azure portal で Azure Stack Edge リソースの [共有] にアクセスします。既存の共有の一覧で、使用する共有を選択してクリックします。
2. [マウント] を選択し、メッセージが表示されたらマウントを確定します。
共有名をメモしておきます。この共有が作成されるときに、作成された SMB 共有に対応する Kubernetes クラスターに、永続ボリュームオブジェクトが自動的に作成されます。

MySQL をデプロイする

Kubernetes のデプロイを作成し、PersistentVolumeClaim (PVC) を使用して、前の手順で作成した PV に接続することによって、ステートフルアプリケーションを実行します。

ステートフルアプリケーションのデプロイを作成および管理するために使用するすべての kubectl コマンドでは、構成に関連付けられている名前空間を指定する必要があります。 kubectl コマンドで名前空間を指定するには、kubectl <command> -n <your-namespace> を使用します。

名前空間の Kubernetes クラスターで実行されているポッドの一覧を取得します。ポッドは、Kubernetes クラスターで実行されるアプリケーションコンテナー (つまり、プロセス) です。
```
kubectl get pods -n <your-namespace>
```
コマンドの使用例を次に示します。
```
 C:\Users\user>kubectl get pods -n "userns1"
 No resources found in userns1 namespace.    
 C:\Users\user>
```
クラスターで実行されているアプリケーションが存在しないため、出力にはリソース (ポッド) が見つからないことが示されるはずです。
次の YAML ファイルを使用します。 mysql-deployment.yml ファイルには、MySQL を実行し、PVC を参照するデプロイが記述されています。このファイルは、/var/lib/mysql のボリュームマウントを定義し、20 GB のボリュームを探す PVC を作成します。

この要求は、前の手順で共有を作成したときに静的にプロビジョニングされた既存の PV によって満たされます。デバイスで、共有ごとに 32 TB の大きな PV が作成されます。 PV は PVC によって規定された要件を満たしており、PVC をこの PV にバインドする必要があります。

次の mysql-deployment.yml ファイルをコピーし、Azure Stack Edge Pro デバイスへのアクセスに使用する Windows クライアント上のフォルダーに保存します。
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
  selector:
    app: mysql
  clusterIP: None
---
apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:5.6
        name: mysql
        env:
          # Use secret in real usage
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: mysql-persistent-storage
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: mysql-persistent-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: mysql-pv-claim
```
次の内容をコピーし、mysql-deployment.yml を保存したフォルダーに mysql-pv.yml ファイルとして保存します。以前に kubectl で作成した SMB 共有を使用するには、PVC オブジェクトの volumeName フィールドをその共有の名前に設定します。

Note

YAML ファイルが正しくインデントされていることを確認します。 YAML lint を使用すると、検証して保存することができます。
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mysql-pv-claim
spec:
  volumeName: <smb-share-name-here>
  storageClassName: ""
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
```
mysql-pv.yaml ファイルをデプロイします。

kubectl apply -f <URI path to the mysql-pv.yml file> -n <your-user-namespace>

デプロイの出力例を次に示します。
```
C:\Users\user>kubectl apply -f "C:\stateful-application\mysql-pv.yml" -n userns1
persistentvolumeclaim/mysql-pv-claim created

C:\Users\user>
```
作成された PVC の名前をメモします。これは後の手順で使用します。
mysql-deployment.yml ファイルの内容をデプロイします。

kubectl apply -f <URI path to mysql-deployment.yml file> -n <your-user-namespace>

デプロイの出力例を次に示します。
```
C:\Users\user>kubectl apply -f "C:\stateful-application\mysql-deployment.yml" -n userns1
    service/mysql created
    deployment.apps/mysql created
```

デプロイについての情報を表示します。

kubectl describe deployment <app-label> -n <your-user-namespace>

C:\Users\user>kubectl describe deployment mysql -n userns1
Name:               mysql
Namespace:          userns1
CreationTimestamp:  Tue, 18 Aug 2020 09:44:58 -0700
Labels:             <none>
Annotations:        deployment.kubernetes.io/revision: 1
                    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                      {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"name":"mysql","namespace":"userns1"},"spec":{"selector":{"matchL...
Selector:           app=mysql
Replicas:           1 desired | 1 updated | 1 total | 1 available | 0 unavailable
StrategyType:       Recreate
MinReadySeconds:    0
Pod Template:
  Labels:  app=mysql
  Containers:
   mysql:
    Image:      mysql:5.6
    Port:       3306/TCP
    Host Port:  0/TCP
    Environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD:  password
    Mounts:
      /var/lib/mysql from mysql-persistent-storage (rw)
  Volumes:
   mysql-persistent-storage:
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    ClaimName:  mysql-pv-claim
    ReadOnly:   false
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   mysql-c85f7f79c (1/1 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  10m   deployment-controller  Scaled up replica set mysql-c85f7f79c to 1

C:\Users\user>

デプロイによって作成されたポッドを一覧表示します。

kubectl get pods -l <app=label> -n <your-user-namespace>

出力例を次に示します。

C:\Users\user>kubectl get pods -l app=mysql -n userns1
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-c85f7f79c-vzz7j   1/1     Running   1          14m

C:\Users\user>

PersistentVolumeClaim を検査します。

kubectl describe pvc <your-pvc-name>

出力例を次に示します。

C:\Users\user>kubectl describe pvc mysql-pv-claim -n userns1
Name:          mysql-pv-claim
Namespace:     userns1
StorageClass:
Status:        Bound
Volume:        mylocalsmbshare1
Labels:        <none>
Annotations:   kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                 {"apiVersion":"v1","kind":"PersistentVolumeClaim","metadata":{"annotations":{},"name":"mysql-pv-claim","namespace":"userns1"},"spec":{"acc...
               pv.kubernetes.io/bind-completed: yes
Finalizers:    [kubernetes.io/pvc-protection]
Capacity:      32Ti
Access Modes:  RWO,RWX
VolumeMode:    Filesystem
Mounted By:    mysql-c85f7f79c-vzz7j
Events:        <none>

C:\Users\user>

MySQL が実行中であることを確認する

MySQL を実行しているポッド内のコンテナーに対してコマンドを実行するには、次のように入力します。

kubectl exec <your-pod-with-the-app> -i -t -n <your-namespace> -- mysql

出力例を次に示します。

C:\Users\user>kubectl exec mysql-c85f7f79c-vzz7j -i -t -n userns1 -- mysql
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 1
Server version: 5.6.49 MySQL Community Server (GPL)

Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql>

デプロイの削除

デプロイを削除するには、デプロイされたオブジェクトの名前を指定して削除します。これらのオブジェクトには、デプロイ、サービス、および PVC が含まれます。

kubectl delete deployment <deployment-name>,svc <service-name> -n <your-namespace>
kubectl delete pvc <your-pvc-name> -n <your-namespace>

デプロイとサービスを削除した場合の出力例を次に示します。

C:\Users\user>kubectl delete deployment,svc mysql -n userns1
deployment.apps "mysql" deleted
service "mysql" deleted
C:\Users\user>

PVC を削除した場合の出力例を次に示します。

C:\Users\user>kubectl delete pvc mysql-pv-claim -n userns1
persistentvolumeclaim "mysql-pv-claim" deleted
C:\Users\user>

PVC が削除されると、PV が PVC にバインドされなくなります。共有の作成時に PV がプロビジョニングされたため、共有を削除する必要があります。次の手順のようにします。

共有のマウントを解除します。 Azure portal で、[Azure Stack Edge リソース] > [共有] に移動し、マウントを解除する共有を選択してクリックします。 [マウント解除] を選択し、操作を確定します。共有がマウント解除されるまで待ちます。マウント解除によって、Kubernetes クラスターから共有 (および関連付けられている PersistentVolume) が解放されます。
これで、[削除] を選択して削除を確定し、共有を削除することができます。これにより、共有および対応する PV も削除されます。

次のステップ

ストレージを動的にプロビジョニングする方法については、Azure Stack Edge Pro デバイスでの動的プロビジョニングを使用したステートフルアプリケーションのデプロイに関する記事を参照してください

次の方法で共有

kubectl を使用し、Azure Stack Edge Pro デバイスで PersistentVolume を使って Kubernetes ステートフルアプリケーションを実行する

前提条件

デバイスでは

デバイスにアクセスするクライアントの場合

静的な PV をプロビジョニングする

MySQL をデプロイする

MySQL が実行中であることを確認する

デプロイの削除

次のステップ

フィードバック

その他のリソース

次の方法で共有

kubectl を使用し、Azure Stack Edge Pro デバイスで PersistentVolume を使って Kubernetes ステートフル アプリケーションを実行する

前提条件

デバイスでは

デバイスにアクセスするクライアントの場合

静的な PV をプロビジョニングする

MySQL をデプロイする

MySQL が実行中であることを確認する

デプロイの削除

次のステップ

フィードバック

その他のリソース

kubectl を使用し、Azure Stack Edge Pro デバイスで PersistentVolume を使って Kubernetes ステートフルアプリケーションを実行する