PodのAZ分散を実現する Pod Topology Spread ConstraintsとDescheduler

Kubernetes Novice Tokyo #16 (https://k8s-novice-jp.connpass.com/event/236328/) のLT枠の登壇資料です。

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1. PodのAZ分散を実現する Pod Topology Spread Constraintsと Descheduler 
 Kubernetes Novice Tokyo #16 2022/02/15 株式会社ZOZO 技術本部 SRE部 ECプラットフォーム基盤SREブロック 巣立健太郎 Copyright © ZOZO, Inc.
2. © ZOZO, Inc. 株式会社ZOZO 技術本部 SRE部 ECプラットフォーム基盤SREブロック 巣立 健太郎 新卒SREとして、 ZOZOTOWNリプレイスプロジェクトに参画 Kubernetes歴はもうすぐ1年 Twitter: @tmrekk_ 
 
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3. © ZOZO, Inc. https://zozo.jp/ 3 • ファッション通販サイト • 1,500以上のショップ、8,400以上のブランドの取り扱い • 常時83万点以上の商品アイテム数と毎日平均2,900点以上の新着 商品を掲載（2021年12月末時点） • ブランド古着のファッションゾーン「ZOZOUSED」や コスメ専門モール「ZOZOCOSME」、靴の専門モール 「ZOZOSHOES」、ラグジュアリー＆デザイナーズゾーン 「ZOZOVILLA」を展開 • 即日配送サービス • ギフトラッピングサービス • ツケ払い など
4. © ZOZO, Inc. https://wear.jp/ 4 • ファッションコーディネートアプリ • 1,500万ダウンロード突破、コーディネート投稿総数は1,200万 件以上（2021年12月末時点） • ピックアップタグから最新のトレンドをチェック • コーディネート着用アイテムを公式サイトで購入可能 • WEAR公認の人気ユーザーをWEARISTAと認定。モデル・タレン ト・デザイナー・インフルエンサーといった各界著名人も参加
5. © ZOZO, Inc. 5 今回話すこと • Pod Topology Spread Constraintsとは • Pod Topology Spread Constraints導入における課題 • Deschedulerとは
6. © ZOZO, Inc. 6 region・zone・NODEなどの単位でPODを分散して配置する。 これにより、高い可用性を実現可能。 Pod Topology Spread Constraintsとは
7. © ZOZO, Inc. 7 Pod Topology Spread Constraintsとは zoneAにPODが2台配置
8. © ZOZO, Inc. 8 Pod Topology Spread Constraintsとは zoneAにて障害発生
9. © ZOZO, Inc. 9 Pod Topology Spread Constraintsとは zoneA・zoneBにPODが1台ずつ配置
10. © ZOZO, Inc. 10 Pod Topology Spread Constraintsとは zoneAにて障害発生
11. © ZOZO, Inc. 11 zone障害によるサービス 影響を軽減できる Pod Topology Spread Constraintsとは
12. © ZOZO, Inc. 12 Pod Topology Spread Constraintsとは
13. © ZOZO, Inc. 13 • maxSkew • topologyKey • whenUnsatisfiable • labelSelector Pod Topology Spread Constraintsとは
14. © ZOZO, Inc. 14 • maxSkew • topologyKey • whenUnsatisfiable • labelSelector Pod Topology Spread Constraintsとは
15. © ZOZO, Inc. 15 maxSkew トポロジードメイン間のPOD数の差を制限することができる 今回の例では、topology.kubernetes.io/zoneとあるようにzone間のPOD数の 差を制限する Pod Topology Spread Constraintsとは
16. © ZOZO, Inc. 16 zoneC配置後のzone間のPOD数の差は、 0なので配置できる Pod Topology Spread Constraintsとは
17. © ZOZO, Inc. 17 zoneB配置後のzone間のPOD数の差は、 zoneBとzoneCで2(>1)なので配置できない Pod Topology Spread Constraintsとは
18. © ZOZO, Inc. 18 • maxSkew • topologyKey • whenUnsatisfiable • labelSelector Pod Topology Spread Constraintsとは
19. © ZOZO, Inc. 19 topologyKey PODを分散する単位を指定することが可能 今回の例では、topology.kubernetes.io/zoneとあるようにzoneごとにPODを 分散する zoneの他に、regionや手動で作成したLabelを指定することが可能 Pod Topology Spread Constraintsとは
20. © ZOZO, Inc. 20 • maxSkew • topologyKey • whenUnsatisfiable • labelSelector Pod Topology Spread Constraintsとは
21. © ZOZO, Inc. 21 whenUnsatisfiable 条件に合致するNODEがない場合のPODの挙動を設定可能 • DoNotSchedule 条件に合致しない場合、PODがスケジュールされることはない • ScheduleAnyway 条件に合致しない場合、Skewを最小化するNODEに優先的に スケジュールする Pod Topology Spread Constraintsとは
22. © ZOZO, Inc. 22 DoNotScheduleの場合は配置されない ScheduleAnywayの場合は配置される Pod Topology Spread Constraintsとは
23. © ZOZO, Inc. 23 • maxSkew • topologyKey • whenUnsatisfiable • labelSelector Pod Topology Spread Constraintsとは
24. © ZOZO, Inc. 24 labelSelector labelSelectorに指定したLabelを持つPODが分散配置の対象 今回の例では、app:myappラベルを持つPODが対象 Pod Topology Spread Constraintsとは
25. © ZOZO, Inc. 25 Pod Topology Spread Constraints導入における課題 Pod Topology Spread Constraintsを使ってPODのzone分散を実現することができた しかし、Pod Topology Spread Constraintsはスケジュール済みのPODが均等に配置して いるかどうかを制御することはない
26. © ZOZO, Inc. 26 つまり、NODEで障害が発生した場合、PODが他のNODEに移動した後、そのままの状態 zoneAにて障害発生 zoneBにPod移動 復旧後、移動なし Pod Topology Spread Constraints導入における課題
27. © ZOZO, Inc. 27 Deschedulerとは スケジュール済のPODを他のNODEに移動させたい場合に、 PODをEvictすることで再度スケジュールさせることが可能 これにより、常にPODを均等に分散することが可能
28. © ZOZO, Inc. 28 • デプロイ方法は、Deployment・CronJob・Jobから選択 • EvictするPODはPolicyにより定義 • PODのスケジュールはデフォルトのスケジューラに依存 • github.com/kubernetes-sigs/descheduler Deschedulerとは
29. © ZOZO, Inc. 29 Deschedulerには、Pod Topology Spread Constraintsに違反したPODを EvictするためのPolicyが用意されている Deschedulerとは
30. © ZOZO, Inc. 30 Deschedulerとは PolicyをもとにEvictされたPODは再度デフォルトのスケジューラによって 配置されることでPod Topology Spread Constraintに基づき分散配置される これにより、常にPODを均等に分散することが可能になる
31. © ZOZO, Inc. 31 Deschedulerとは ①Policy違反状態 ③Podの再配置 ②Eviction発生 Policyに基づき、PodをEvict
32. © ZOZO, Inc. 32 まとめ • Pod Topology Spread Constraints ◦ region・zone・NODEなどの単位でPODを分散して配置することで高い可用性を実現 • Descheduler ◦ スケジュール済のPODを他のNODEに移動させたい場合に、PODをEvictすることで再度スケ ジュールさせることが可能 ◦ EvictするPODはPolicyによって定義可能で、Pod Topology Spread Constraints用のPolicyも 用意されている