Kubernetes におけるステートフルとステートレスとは?

Kubernetes では、ステートレスとステートフルは、アプリケーションの動作とアーキテクチャを説明する 2 つの重要な概念です。

これらは、Kubernetes クラスターでアプリケーションを設計、デプロイ、管理する方法にとって重要です。

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ステートレス アプリケーション: ステートレス アプリケーションとは、特定のインスタンスの状態に依存しないアプリケーションです。つまり、アプリケーション インスタンスをいつどこで起動しても、それらは同じように実行され、以前の実行状態に依存しません。

ステートレス アプリケーションは、データや状態を失うことなく自由に複製および破棄できるため、一般的にスケーリングが容易です。

ステートレス アプリケーションの特徴:

1. 置き換え可能性: インスタンス間に違いはなく、どのインスタンスも別の同一のインスタンスに置き換えることができます。

2. スケーラビリティ: 負荷に応じてインスタンスの数を簡単に増減できます。

3. 独立性: 各インスタンスは独立しており、他のインスタンスの状態に依存しません。 4. 永続的なストレージなし: ローカル ストレージに依存せず、すべてのデータは外部ストレージ システムに保存されます。

ステートフル アプリケーション: ステートフル アプリケーションは、状態を維持および追跡する必要があるアプリケーションです。これらの状態には、ユーザー セッション情報、アプリケーション構成、データベース レコードなどが含まれる場合があります。ステートフル アプリケーションでは、永続的なストレージが必要になることが多く、特定のネットワーク識別子と安定した IP アドレスが必要になる場合があります。

ステートフル アプリケーションの特徴:

1. 状態の永続性: アプリケーションは複数のサイクルにわたって状態情報を維持する必要があります。

2. 順序性: インスタンスの作成と削除は通常順序付けられており、任意に置き換えることはできません。

3. 一意性: 通常、各インスタンスには、データベースのマスター ノードやスレーブ ノードなどの一意の識別子があります。 4. 永続ストレージ: 状態情報を保存するには永続ストレージ ボリュームが必要です。

5. Kubernetesにおけるステートレスおよびステートフルアプリケーションの管理

Kubernetes では、ステートレス アプリケーションは通常、Deployment と ReplicaSet を通じて管理されます。これらのリソースにより、アプリケーションのレプリカの数が常に望ましい状態を満たすことが保証されます。

ステートフル アプリケーションは StatefulSet によって管理されます。StatefulSet は各 Pod の状態を追跡し、安定したストレージとネットワーク識別子を提供しながら、Pod が規則的にデプロイおよび削除されるようにします。