Azure Container Service の Kubernetes にデプロイした Pod のデータを永続化する

前回の記事では、Azure Container Service に Kubernetes を展開し、YAML ファイルを使ってデプロイしました。
gooner.hateblo.jp

コンテナ内のディスク上のデータは一時的なものであり、コンテナが再起動されると、データは失われます。データを永続化することで、コンテナが再起動されてもデータが失われなくなり、コンテナ間でデータを共有することも可能になります。
今回は、Azure Files と Azure Data Disks にボリュームをマウントしてみます。

Volumes とは

コンテナ内のディスク上のディレクトリを外部ストレージにマウントさせることで、データを永続化させることができます。
Kubernetes では、GCE や AWS などのクラウドプラットフォームのストレージ、NFS のようなネットワークストレージをサポートしています。
kubernetes.io

Azure Files にデータを永続化する

MySQL の Docker Image をデプロイして、Azure Files にマウントします。
まず、Azure Storage に接続するために、アカウント名とキーを定義した Secret を作成します。

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: azure-secret
type: Opaque
data:
  azurestorageaccountname: ajczeGVidG5ncnpmcW1zdHIw
  azurestorageaccountkey: SHlZTFp0aENwYTRzeXprcmcwZUJES0s0eTRRekJQem1RVFJOdCtYSnhhajd6eFVMaUMvRUZUS0c4SDFCbEpZSzBUL21LZ1FGcDc1NmFtZUpLekNnYWc9PQ==

アカウント名とキーに設定する値は、Base64 エンコードする必要があります。

次に、MySQL の Deployment を定義します。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql-deployment
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: Pa$$w0rd
        ports:
        - containerPort: 3306
        volumeMounts:
        - name: azure
          mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
      - name: azure
        azureFile:
          secretName: azure-secret
          shareName: mysql-volumes
          readOnly: false

コンテナ内のディレクトリ（/var/lib/mysql）を、Azure Files の mysql-volumes にマウントしています。mysql-volumes は、事前に Azure Portal から作成しておきます。

上記の２つの YAML ファイルをデプロイすると、Azure Files にボリュームマウントされた MySQL の Pod が作成されます。

$ kubectl create -f azure-secret.yaml
secret "azure-secret" created

$ kubectl create -f mysql-deployment.yaml
deployment "mysql-deployment" created

$ kubectl get secret
NAME                  TYPE                                  DATA      AGE
azure-secret          Opaque                                2         3m
default-token-17f2z   kubernetes.io/service-account-token   3         17m

$ kubectl get deployment
NAME               DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
mysql-deployment   1         1         1            1           32s

Azure Portal で確認すると、MySQL のディレクトリがマウントされていることが分かります。

Azure Data Disks にデータを永続化する

PostgreSQL の Docker Image をデプロイして、Persistent Volumes で Azure Data Disks にマウントします。
まず、Data Disks のサイズやアクセスモードを指定するために、Persistent Volume Claims を作成します。

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: postgres-pv-claim
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi

次に、PostgreSQL の Deployment を定義します。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres-deployment
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
      - name: postgres
        image: postgres
        env:
        - name: POSTGRES_PASSWORD
          value: Pa$$w0rd
        - name: PGDATA
          value: /var/lib/postgresql/data/pgdata
        ports:
        - containerPort: 5432
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/postgresql/data/pgdata
          subPath: postgresdata
      volumes:
        - name: data
          persistentVolumeClaim:
           claimName: postgres-pv-claim

コンテナ内のディレクトリ（/var/lib/postgresql/data/pgdata）を、Persistent Volume Claims にマウントしています。

上記の２つの YAML ファイルをデプロイすると、Azure Data Disks にボリュームマウントされた PostgreSQL の Pod が作成されます。

$ kubectl create -f postgres-pv-claim.yaml
persistentvolumeclaim "postgres-pv-claim" created

$ kubectl create -f postgres-deployment.yaml
deployment "postgres-deployment" created

$ kubectl get pvc
NAME                STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESSMODES   AGE
postgres-pv-claim   Bound     pvc-2fbe3042-4522-11e7-8dae-000d3a12075c   3Gi        RWO           27s

kubectl get pv
NAME                                       CAPACITY   ACCESSMODES   RECLAIMPOLICY   STATUS    CLAIM                       REASON    AGE
pvc-2fbe3042-4522-11e7-8dae-000d3a12075c   3Gi        RWO           Delete          Bound     default/postgres-pv-claim             1m

kubectl get deployment
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
postgres-deployment   1         1         1            1           2m

Persistent Volume Claims が作成され、それにバインドされた Persistent Volume も同時に作成されたことが分かります。
Azure Portal で確認すると、Data Disks が追加されていることが分かります。

なお、Azure Data Disks の設定を明示的に行っていませんが、これは Azure Container Service がデフォルトの StorageClass を用意してくれているためです。

$ kubectl describe storageclass default
Name:           default
IsDefaultClass: Yes
Annotations:    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration={"kind":"StorageClass","apiVersion":"storage.k8s.io/v1beta1","metadata":{"name":"default","creationTimestamp":null,"labels":{"kubernetes.io/cluster-service":"true"},"annotations":{"storageclass.beta.kubernetes.io/is-default-class":"true"}},"provisioner":"kubernetes.io/azure-disk"},storageclass.beta.kubernetes.io/is-default-class=true
Provisioner:    kubernetes.io/azure-disk
Parameters:     <none>
No events.

自分で Persistent Volume や StorageClass を定義することで、Azure Data Disks 以外のストレージにマウントさせることも可能です。

まとめ

今回は、Azure Files と Azure Data Disks にボリュームをマウントしてみました。
コンテナは揮発性をもつ環境のため、ステートフルなアプリケーションをデプロイする際には、データを永続化する必要があります。
Azure のストレージに直接マウントすることでもできますし、Persistent Volumes を使うことで、クラウドプラットフォームへの依存度を下げることもできます。