PR

AzureによるマネージドサービスとKubernetesエコシステムで“NoOps”を実現

2018年5月18日(金)
高橋 正和

4月19日に開催された「Japan Container Days v18.04」カンファレンス。ランチセッション「Kubernetes×PaaS コンテナアプリケーションのNoOpsへの挑戦」では、マイクロソフトの川崎庸市氏が、自律的な運用やマネージドなサービスを解説。特に、Kubernetesによる自律的な運用や、AzureなどのマネージドプラットフォームとKubernetesの組み合わせ、マネージ型Kubernetesなどについて語った。

マイクロソフト 川崎庸市氏
マイクロソフト 川崎庸市氏

NoOpsのためのKubernetesの機能

川崎氏はまず「NoOps」という言葉を「システムに自律的な運用能力(回復性)を持たせることで人間による運用を最小化することを目指すための継続的な活動」と定義。そこで得られるものとして、エンドユーザーにとっては高いサービスレベルなどを、運用担当者にとっては空いた時間を開発などに使えることなどを挙げた。

続いてNoOpsを実現するための3つの能力として、Self Healing(障害発生時に自動的に修復)、In-Flight Renewing(変更や更新などでの無停止メンテナンス)、Adaptive Scale(自律的リソース調整)を挙げた。

NoOpsを実現するための3つの能力
NoOpsを実現するための3つの能力

それをふまえて川崎氏は、回復性を持ったアプリケーションのためのKubernetesの機能の中から3つを紹介した。

1つめはSelf-Healingの仕組みで、コンテナやPodの状態を監視して、問題があった場合に自動的に再起動やサービスアウトをする。メカニズムとしては、ステートレスなアプリケーションを前提に、ReplicaSetの数をKubernetesが自動調整する。

KubernetesのSelf-Healing
KubernetesのSelf-Healing

2つめはIn-flight Renewingの仕組みで、同じDeployment配下のPodを段階的に入れかえるRolling Updateの機能を持っている。Kubernetes 1.7からは、ステートフルアプリケーションを扱うStatefulSetにおいてもRolllingUpdateがBetaサポートされた(Kubernetes 1.9で正式サポート)。

KubernetesのRolling Update
KubernetesのRolling Update

3つめはオートスケール。これにはPodのオートスケールとクラスタのオートスケールの2種類がある。PodのオートスケールについてはHorizontal Pod Autoscaler(HPA)が、クラスタのオートスケールについてはCluster Autoscaler(CA)が紹介された。

KubernetesのPodのオートスケール
KubernetesのPodのオートスケール
Kubernetesのクラスタのオートスケール
Kubernetesのクラスタのオートスケール

マネージドサービスとKubernetesの連携

続いて、PaaSやサーバーレスなどのマネージドサービスについての話となった。「Kubernetesは強力だが、Kubernetesに向かないワークロードもあり、外のサービス使ったほうがよいケースもある」と川崎氏は言う。

氏は、オンプレミス、IaaS、PaaS、サーバレスを一般的な回復レベルで比較し、「ステートフルなワークロードなどKubernetesに向かないものは、プラットフォームとして回復性がネイティブ実装されたPaaSやサーバーレスを可能な限り選択すべき」と主張した。

このとき、Kubernetesと外部アプリケーションと連携をしやすくする仕組みとして、プラットフォーム非依存でサービスを利用可能にする「Open Service Broker API」と、KubernetesとOpen Service Broker APIを連携可能にする「Service Catalog」が挙げられた。

Open Service Broker APIは、もともとCloud Foundryで考えられたものを汎用化したもの。外部サービスのプロビジョニングや、更新・削除、バインディングなどを自動化できる。

Open Service Broker API
Open Service Broker API

またService Catalogを使うと、KubernetesがService Brokerの外部サービスを簡単に利用できる。「簡単に言うと、kubectlから使えるようになる」と川崎氏は説明した。

Service Catalog
Service Catalog

こうした分野について川崎氏は「Open Service Broker for Azure」も紹介した。簡単にKubernetesアプリからAzureサービスが利用できるようになるという。その利用イメージとしてService Catalog経由でMySQLサービスを利用する例が挙げられた。

Open Service Broker for Azure
Open Service Broker for Azure
Service Catalog経由でMySQLサービスを利用する例
Service Catalog経由でMySQLサービスを利用する例

マネージド型Kubernetesの利用

次にマネージド型Kubernetesについて川崎氏は語った。

そのメリットの一つが、マスターの可用性対応だ。ストレージ層の考慮、マスターコンポーネント、ワーカーノードとの通信など、「なかなか大変なので、どこかにオフロードしていきたいですよね?」と川崎氏。

Azureの場合は「AKS(Azure Container Services、その後Azure Kubernetes Serviceに改名)」が相当する。マスターの隠蔽とサービス化のほか、クラスタのアップブレードやクラスタのスケール変更などのオペレーションも簡単になるという。

AKS(Azure Kubernetes Service)
AKS(Azure Kubernetes Service)

もうひとつ、コンテナを用意するだけで、サーバーやノード、クラスタを意識することなく使えるクラスタフリー&サーバレスコンテナサービスについても川崎氏は語った。Azureの場合は「Azure Container Instances(ACI)」が相当する。KubernetesクラスタからコンテナをACIに直接展開することもでき、バッチのノードなどにも使えるという。

Azure Container Instances(ACI)
Azure Container Instances(ACI)

そのほか、Azureだけでなくさまざまな外部サービスをKubernetesから利用できるようにする「Virtual Kubelet」も紹介された。川崎氏は壇上で、Virtual Kubeletを起動して通常のノードと並んで表示されるところをデモした。

Virtual Kubelet
Virtual Kubelet
Virtual Kubeletが通常のノードと並んで表示される
Virtual Kubeletが通常のノードと並んで表示される

マイクロサービスのためのKubernetesエコシステム

最後に川崎氏は、マイクロサービスのためのKubernetesエコシステムの活用について解説した。

マイクロサービスの課題として、データ一貫性・整合性や、複雑なサービス間通信、クライアント・アプリ間の通信、モニタリング、CI/CDなどがある。

特にサービス間通信は、通信の回復性や負荷分散、分散トレース、サービスバージョン管理など、いままで見えなかったものが出てくるという。

その解決策の1つがService Meshだ。ポイントは、Pod内にSidecarを埋め込むことで、コードを変更することなく回復性機能を追加することができる点だという。

Service Meshの代表としてIstioがある。Sidecarとして組み込んだ「Envoy」がプロキシーとして振る舞うため、コードの変更が不要だという。その例として川崎氏は、サーキットブレーカーの設定を紹介した。

Service Mesh
Service Mesh
Service Meshの例:Istio
Service Meshの例:Istio

また、マイクロサービスのCI/CDの効率化については、Helmを川崎氏は挙げた。HelmはKubernetesアプリのパッケージ管理とデプロイメントのツールで、比喩としてはapt-getやyum、Homebrewのような位置づけだという。これによって、塊にまとめてパッケージ化したり、塊としてロールバックしたりできるという。

Helmによるパッケージング
Helmによるパッケージング

そのほか、マイクロサービスのモニタリングとログ収集についても、いろいろな選択肢があるが、全体で何が起きているのか把握できることが重要だと説明した。

モニタリングとログ収集
モニタリングとログ収集

セッションのまとめとして川崎氏は「NoOpsの最終的な目的は、さまざまな運用負荷を最小化し、あいた時間をさらなるイノベーションに使うことにある」と語った。

写真提供: https://www.flickr.com/groups/3958077@N22/

講演資料とアーカイブ動画

[lunch A-L]Kubernetes x PaaS - コンテナアプリケーションのNoOpsへの挑戦[Yoichi Kawasaki(Microsoft)]

関連リンク

2018年5月31日(木) 10:00-12:00
「モバイルアプリの顧客満足度を向上する、PaaS 基盤”Pivotal Cloud Foundry”の活用
 事例とその基盤構築手法」
https://www.microsoftevents.com/profile/3979741

2018年5月31日(木) 13:00-15:00
「リアルタイムデータ分析基盤と可視化への取り組み方」
https://www.microsoftevents.com/profile/3974991

Azure サイトの歩き方
https://aka.ms/jp/azure

フリーランスのライター&編集者。IT系の書籍編集、雑誌編集、Web媒体記者などを経てフリーに。現在、「クラウドWatch」などのWeb媒体や雑誌などに幅広く執筆している。なお、同姓同名の方も多いのでご注意。

連載バックナンバー

Think IT会員サービス無料登録受付中

Think ITでは、より付加価値の高いコンテンツを会員サービスとして提供しています。会員登録を済ませてThink ITのWebサイトにログインすることでさまざまな限定特典を入手できるようになります。

Think IT会員サービスの概要とメリットをチェック

他にもこの記事が読まれています