ReplicaSet 概要

Kubernetes

2021.11.10

ReplicaSet

ReplicaSet

ReplicaSet は指定した数の Pod を維持するワークロードです。ReplicaSet リソースを作成すると、ReplicaSet の他に指定した数の Pod が作成されます。Pod が指定した数を下回った場合には、数を維持できるように Pod を再作成します。

ReplicaSet のマニフェストには、レプリカ数や展開する Pod の内容およびレプリカを識別するための条件などを指定します。

spec.replicas： Pod の数を定義します
spec.template：Pod の内容を定義します
spec.selector：カウントする Pod の条件を定義します

ReplicationController

同様の挙動をするリソースとして ReplicationController があります。これは ReplicaSet の前世代にあたるリソースとなっており、今後はリタイア予定のため利用は非推奨となっています。

ReplicaSet のマニフェスト

ReplicaSet は次のようなマニフェストで展開できます。

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: sample-rs
  labels:
    app: nginx-rs
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-rs
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-rs
    spec:
      containers:
      - name: nginx-rs-contaier
        image: nginx
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 80

マニフェストを展開すると次のように ReplicaSet および指定した数の Pod が作成されます。ReplicaSet によって自動で作成される Pod の末尾には、既定でランダムな文字列が付与され、[ReplicaSet 名]-[ランダム文字列] となります。

$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   3         3         3       60s
$ kubectl get pod
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sample-rs-b45dv   1/1     Running   0          85s
sample-rs-dfll7   1/1     Running   0          85s
sample-rs-dx2gf   1/1     Running   0          85s

詳細を確認すると次のようになります。

$ kubectl describe rs sample-rs
Name:         sample-rs
Namespace:    default
Selector:     app=nginx-rs
Labels:       app=nginx-rs
Annotations:  <none>
Replicas:     3 current / 3 desired
Pods Status:  3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  app=nginx-rs
  Containers:
   nginx-rs-contaier:
    Image:      nginx
    Port:       80/TCP
    Host Port:  0/TCP
    Requests:
      cpu:        100m
      memory:     100Mi
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Events:           <none>

レプリカの管理

ReplicaSet では Pod に付与されたラベルに基づいてレプリカ数を保持します。ReplicaSet 以外によって作成された Pod に対象のラベルが付与されていた場合、その Pod もカウントしてしまうため想定した数の Pod が展開されない場合があります。そのため、ReplicaSet に付与するラベルを別のリソースで使用したり、ReplicaSet で作られた Pod のラベルを上書きしたりしないようにします。

スケーリング

spec.replicas の値を更新することによってスケーリングできます。

$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   3         3         3       12h
# spec.replicas を 5 に変更
$ kubectl apply -f sample-rs.yaml
replicaset.apps/sample-rs configured
$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   5         5         5       12h

また、scale コマンドで --replicas を指定することでもスケーリングできます。

$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   5         5         5       9s
$ kubectl scale rs/sample-rs --replicas=6
replicaset.apps/sample-rs scaled
$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   6         6         6       74s

ReplicaSet の削除

ReplicaSet の削除も delete コマンドで実行できます。また、--cascade=orphan オプションを付与すると、ReplicaSet に作成された Pod に影響を与えずに ReplicaSet を削除できます。

$ kubectl delete -f sample-rs.yaml --cascade=orphan
replicaset.apps "sample-rs" deleted
$ kubectl get rs
No resources found in default namespace.
$ kubectl get pod
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sample-rs-924dk   1/1     Running   0          5m46s
sample-rs-b45dv   1/1     Running   0          12h
sample-rs-dfll7   1/1     Running   0          12h
sample-rs-dx2gf   1/1     Running   0          12h
sample-rs-jgtn2   1/1     Running   0          5m46s

セルフヒーリング

稼働中の Pod に障害などが発生し、指定したレプリカ数を維持できなくなった場合には自動的に Pod が再作成されます。

$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   6         6         6       54s
$ kubectl get po
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sample-rs-4txpk   1/1     Running   0          3s
sample-rs-744tp   1/1     Running   0          61s
sample-rs-c69fw   1/1     Running   0          61s
sample-rs-lvvtd   1/1     Running   0          61s
sample-rs-nnfdh   1/1     Running   0          61s
sample-rs-w84bl   1/1     Running   0          61s
# Pod を 1 つ削除する
$ kubectl delete po sample-rs-4txpk
pod "sample-rs-4txpk" deleted
$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   6         6         5       3m32s
# 自動的に Pod 再作成
$ kubectl get rs
NAME        DESIRED   CURRENT   READY   AGE
sample-rs   6         6         6       3m37s
$ kubectl get po
NAME              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sample-rs-744tp   1/1     Running   0          3m57s
sample-rs-c69fw   1/1     Running   0          3m57s
sample-rs-lvvtd   1/1     Running   0          3m57s
sample-rs-nnfdh   1/1     Running   0          3m57s
sample-rs-tc9sn   1/1     Running   0          27s
sample-rs-w84bl   1/1     Running   0          3m57s

増減の履歴は describe コマンドの Events から確認できます。

$ kubectl get rs
<略>
Events:
  Type    Reason            Age    From                   Message
  ----    ------            ----   ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  9m32s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-lvvtd
  Normal  SuccessfulCreate  9m32s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-744tp
  Normal  SuccessfulCreate  9m32s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-c69fw
  Normal  SuccessfulCreate  9m32s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-w84bl
  Normal  SuccessfulCreate  9m32s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-nnfdh
  Normal  SuccessfulCreate  8m34s  replicaset-controller  Created pod: sample-rs-4txpk
  Normal  SuccessfulCreate  6m2s   replicaset-controller  Created pod: sample-rs-tc9sn