【Kubernetes】DeploymentとServiceでカナリアデプロイやってみる

2022.06.04

2024.03.24

Kubernetes

DeploymeServiceカナリアデプロイ

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はじめに

Kubernetesのデプロイ戦略として、DeploymentとServiceだけでカナリアデプロイを動かしてみます。

Kubernetesでの代表的なデプロイ戦略については、下記でざっくりまとめています。

【Kubernetes】デプロイ戦略についてざっくり理解する

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カナリアデプロイとは

カナリアデプロイは、少数の新しいバージョンをデプロイし、問題がなければ徐々に新しいバージョンを増やすデプロイ方法です。

メリット	デメリット
・ダウンタイムがゼロ・すぐに旧バージョンに戻せる・新しいバージョンを本番環境で試せる・様子を見ながら新しいバージョンに移行できる	・ロールアウトまで時間がかかる・モニタリングの手間がかかる

実際に試してみる

実際にカナリアデプロイをやってみます。

カナリアデプロイを実現する方法はいくつかあると思いますが、今回はDeploymentとServiceで実装します。

現行のバージョンと新しいバージョンの共有のラベルに対して、Serviceからトラフィックを流し、新しいバージョンのレプリカ数を増やしていくことで実装します。

作成するマニフェスト

今回、作成するマニフェストは下記の通りです。

1.
2├── configmap-v1.yml # v1のhtml用
3├── configmap-v2.yml # v2のhtml用
4├── deployment-v1.yml # v1のDeployment
5├── deployment-v2.yml # v2のDeployment
6└── service.yml # アプリのService

v1アプリのデプロイ

まずは、v1のアプリをデプロイします。

nginxで表示するHTMLファイルを、ConfigMapを使ってマウントします。

configmap-v1.ymlは下記の通りです。

1apiVersion: v1
2kind: ConfigMap
3metadata:
4  name: index-html-v1
5data:
6  index.html: |-
7    <!DOCTYPE html>
8    <html lang="ja">
9    <head>
10      <meta charset="UTF-8">
11    </head>
12    <body style="background-color: blue">
13      <h2>
14        v1 app.
15      </h2>
16    </body>
17    </html>

v1アプリは、v1用のConfigMapをマウントしたものになります。

deployment-v1.ymlは、下記の通りです。

1apiVersion: apps/v1
2kind: Deployment
3metadata:
4  name: myapp-v1
5spec:
6  replicas: 3
7  selector:
8    matchLabels:
9      app: myapp
10  template:
11    metadata:
12      labels:
13        app: myapp # アプリ共通のラベル
14        version: v1 # バージョンを表すラベル
15    spec:
16      containers:
17      - name: web
18        image: nginx
19        ports:
20          - containerPort: 80
21        volumeMounts:
22        - name: html-volume
23          mountPath: /usr/share/nginx/html
24      volumes:
25        - name: html-volume
26          configMap:
27            name: index-html-v1
28

アプリのServiceは、共通のラベルをセレクタとして使用します。バージョンのラベルはセレクタとして使用しません。

service.ymlは下記の通りです。

1apiVersion: v1
2kind: Service
3metadata:
4  name: myapp-service
5spec:
6  ports:
7  - name: http
8    port: 80
9  selector:
10    app: myapp # アプリ共通のラベル
11  type: NodePort

ConfigMap、Deployment、Serviceそれぞれ作成します。

1kubectl apply -f configmap-v1.yml,deployment-v1.yml,service.yml

それぞれ作成されたのが確認できます。

1❯ kubectl get pod,svc,cm
2NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
3pod/myapp-v1-556b75687-65ckg   1/1     Running   0          11s
4pod/myapp-v1-556b75687-6mf28   1/1     Running   0          11s
5pod/myapp-v1-556b75687-h8s26   1/1     Running   0          11s
6
7NAME                    TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
8service/myapp-service   NodePort    10.100.240.251   <none>        80:32207/TCP   11s
9
10NAME                         DATA   AGE
11configmap/index-html-v1      1      11s

curlでNodePortを指定して確認してみると、v1のアプリが動作していることが確認できます。何度実行してもv1のアプリからしかレスポンスは返ってきません。

1❯ curl localhost:32207
2<!DOCTYPE html>
3<html lang="ja">
4<head>
5  <meta charset="UTF-8">
6</head>
7<body style="background-color: blue">
8  <h2>
9    v1 app.
10  </h2>
11</body>
12</html>

v2アプリのデプロイ

v2のアプリの準備をしていきます。

v2のConfigMapのマニフェストconfigmap-v1.ymlは下記の通りです。

1apiVersion: v1
2kind: ConfigMap
3metadata:
4  name: index-html-v2
5data:
6  index.html: |-
7    <!DOCTYPE html>
8    <html lang="ja">
9    <head>
10      <meta charset="UTF-8">
11    </head>
12    <body style="background-color: green">
13      <h2>
14        v2 app.
15      </h2>
16    </body>
17    </html>

v2のDeploymentのマニフェストdeployment-v2.yamlは下記の通りです。

v2のアプリはv2のConfigMapをマウントしており、レプリカ数は少なく、v2を表すラベルが追加されています。

1apiVersion: apps/v1
2kind: Deployment
3metadata:
4  name: myapp-v2
5spec:
6  replicas: 1 # 最初はレプリカ数を少なく
7  selector:
8    matchLabels:
9      app: myapp
10  template:
11    metadata:
12      labels:
13        app: myapp # アプリ共通のラベル
14        version: v2 # バージョンを表すラベル
15    spec:
16      containers:
17      - name: web
18        image: nginx
19        ports:
20          - containerPort: 80
21        volumeMounts:
22        - name: html-volume
23          mountPath: /usr/share/nginx/html
24      volumes:
25        - name: html-volume
26          configMap:
27            name: index-html-v2

ConfigMapとDeploymentを作成します。

1kubectl apply -f configmap-v2.yml,deployment-v2.yml

現行のバージョン(v1)のPodが3つ、新しいバージョン(v2)のPodが1つで、同じServiceからトラフィックが流れてくるようになりました。

1❯ kubectl get pod,svc,cm
2NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
3pod/myapp-v1-556b75687-65ckg    1/1     Running   0          2m39s
4pod/myapp-v1-556b75687-6mf28    1/1     Running   0          2m39s
5pod/myapp-v1-556b75687-h8s26    1/1     Running   0          2m39s
6pod/myapp-v2-6d55d79f9f-2hg7q   1/1     Running   0          9s
7
8NAME                    TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
9service/myapp-service   NodePort    10.100.240.251   <none>        80:32207/TCP   2m39s
10
11NAME                         DATA   AGE
12configmap/index-html-v1      1      2m39s
13configmap/index-html-v2      1      9s

動作確認

curlで動作確認してみると、数回に一度ぐらいの頻度でv2アプリからのレスポンスが返ってきます。

1❯ curl localhost:32207
2<!DOCTYPE html>
3<html lang="ja">
4<head>
5  <meta charset="UTF-8">
6</head>
7<body style="background-color: blue">
8  <h2>
9    v1 app.
10  </h2>
11</body>
12</html>
13
14❯ curl localhost:32207
15<!DOCTYPE html>
16<html lang="ja">
17<head>
18  <meta charset="UTF-8">
19</head>
20<body style="background-color: blue">
21  <h2>
22    v1 app.
23  </h2>
24</body>
25</html>
26
27❯ curl localhost:32207
28<!DOCTYPE html>
29<html lang="ja">
30<head>
31  <meta charset="UTF-8">
32</head>
33<body style="background-color: blue">
34  <h2>
35    v1 app.
36  </h2>
37</body>
38</html>
39
40❯ curl localhost:32207
41<!DOCTYPE html>
42<html lang="ja">
43<head>
44  <meta charset="UTF-8">
45</head>
46<body style="background-color: green">
47  <h2>
48    v2 app.
49  </h2>
50</body>
51</html>

この状況で新しいバージョンの動作を確認します。

バージョンの入れ替え

少ないレプリカ数で新しいバージョンの動作に自信が持てたら、レプリカ数を増やして、新しいバージョンのみにしていきます。

徐々に増やしていくこともできますが、今回は一気にレプリカ数を逆転させていきます。

1kubectl scale --replicas=3 deploy myapp-v2
2kubectl scale --replicas=0 deploy myapp-v1

新しいバージョンのみになりました。

1❯ kubectl get deploy,pod
2NAME                       READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
3deployment.apps/myapp-v1   0/0     0            0           9m49s
4deployment.apps/myapp-v2   3/3     3            3           7m19s
5
6NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
7pod/myapp-v2-6d55d79f9f-2hg7q   1/1     Running   0          7m19s
8pod/myapp-v2-6d55d79f9f-blrv5   1/1     Running   0          64s
9pod/myapp-v2-6d55d79f9f-xp544   1/1     Running   0          64s

curlで動作確認しても、v1からのレスポンスは返ってこなくなっています。

1❯ curl localhost:32207
2<!DOCTYPE html>
3<html lang="ja">
4<head>
5  <meta charset="UTF-8">
6</head>
7<body style="background-color: green">
8  <h2>
9    v2 app.
10  </h2>
11</body>
12</html>
13
14❯ curl localhost:32207
15<!DOCTYPE html>
16<html lang="ja">
17<head>
18  <meta charset="UTF-8">
19</head>
20<body style="background-color: green">
21  <h2>
22    v2 app.
23  </h2>
24</body>
25</html>%