Cloud Foundry Advent Calendar 2018の4日目
Cloud Foundry (Application Runtime)にDeploying Apps with Zero Downtime (Experimental)という新機能が最近追加されました。
Platformレイヤで提供するZero Downtime Update機能あるいはRolling Updateとも呼ばれます。cf v3-zdt-pushというコマンドが追加されました。
通常のBlue/Greenは2つのアプリケーションを平行でデプロイしてルーティングを切り替えます。autopilotプラグインを使って実現することが多いです。 これに比べてNative Zero Downtime Updateは同じアプリを少しずつ新しいバージョンに移行します。
これにより既存のBlue/Greenに比べて次の点でメリットがあります
- バージョンアップ前後でアプリが同じGUIDになるのでログやメトリクスの追従で困らない
- バージョンアップ前後で必要なリソースが何も設定しなくてもインスタンス数+1で済む。(Blue/Greenの場合は、工夫しなければ一時的にインスタンス数 x 2が必要)
- container to container networkで必要なnetwork policyの設定を新バージョンに対して行う必要がない
Native Zero Downtime Updateは
- Pivotal Web Servicesでは既に利用可能です。
- Pivotal Application Service (旧Pivotal Cloud Foundry)では2.4から利用可能になります。 [doc]
- cf-deploymentを使っている場合は、capi-release v0.168.0以上にしてこのops-fileを追加する必要があります。
簡単なアプリケーションで試してみます。
使用するCF CLIのバージョンは次の通りです
$ cf -v
cf バージョン 6.41.0+dd4c76cdd.2018-11-28
mkdir demo-zdt-push
cd demo-zdt-push
manifest.ymlファイルを作成します。5インスタンスで試します。
---
applications:
- name: hello-tmaki
instance: 5
buildpack: php_buildpack
memory: 32m
次にindex.phpを作成します。
<?php
echo 'Hello World! V1';
まずはこのPHPアプリケーションをデプロイします。
cf push
cf app hello-tmakiを実行すると次のように出力されます。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:15:42 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 5/5
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:16:00Z 0.7% 32M の中の 16.3M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:16:12Z 0.6% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:16:27Z 0.6% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#3 実行 2018-12-04T14:16:40Z 0.7% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#4 実行 2018-12-04T14:16:53Z 0.5% 32M の中の 16.5M 1G の中の 220.5M
ここまで普通です。
次にアプリケーションをバージョンアップします。
<?php
echo 'Hello World! V2';
V1 -> V2への切り替えでcf v3-zdt-pushコマンドを使用します。
cf v3-zdt-push hello-tmaki
このコマンドは試験段階であり、通知なしに変更される可能性があります
tmaki@example.com として組織 APJ / スペース development 内のアプリ hello-tmaki を更新しています...
OK
tmaki@example.com として組織 APJ / スペース development 内のアプリ hello-tmaki のビット・パッケージをアップロードおよび作成しています...
OK
tmaki@example.com として組織 APJ / スペース development 内のアプリ hello-tmaki のパッケージをステージングしています...
Downloading php_buildpack...
Downloaded php_buildpack
Cell 56e8dd19-dacf-40d2-9458-a2e09d713ed2 creating container for instance 5da4017c-5e7d-47b7-b415-0919389363fc
Cell 56e8dd19-dacf-40d2-9458-a2e09d713ed2 successfully created container for instance 5da4017c-5e7d-47b7-b415-0919389363fc
Downloading app package...
Downloading build artifacts cache...
Downloaded app package (186B)
Downloaded build artifacts cache (220B)
-------> Buildpack version 4.3.64
Installing HTTPD
HTTPD 2.4.37
Downloaded [file:///tmp/buildpacks/869aab15d728ede896ff849f1604920c/dependencies/https___buildpacks.cloudfoundry.org_dependencies_httpd_httpd-2.4.37-linux-x64-cflinuxfs2-303a5672.tgz] to [/tmp]
Installing PHP
PHP 7.2.11
Downloaded [file:///tmp/buildpacks/869aab15d728ede896ff849f1604920c/dependencies/https___buildpacks.cloudfoundry.org_dependencies_php_php7-7.2.11-linux-x64-cflinuxfs2-77151e3d.tgz] to [/tmp]
Finished: [2018-12-04 14:20:28.333149]
Exit status 0
Uploading droplet, build artifacts cache...
Uploading build artifacts cache...
Uploading droplet...
Uploaded build artifacts cache (224B)
Uploaded droplet (72.7M)
Uploading complete
Cell 56e8dd19-dacf-40d2-9458-a2e09d713ed2 stopping instance 5da4017c-5e7d-47b7-b415-0919389363fc
Cell 56e8dd19-dacf-40d2-9458-a2e09d713ed2 destroying container for instance 5da4017c-5e7d-47b7-b415-0919389363fc
OK
経路をマップしています...
OK
Starting deployment for app hello-tmaki in org APJ / space development as tmaki@example.com...
OK
アプリが開始するのを待機しています...
このタイミングでcf app hello-tmakiを実行すると、web-deployment-xxxxxxxxというタイプでアプリケーションが立ち上がり始めているのがわかります。こちらがV2のアプリです。V1の方は5インスタンスのままです。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:20:44 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 5/5
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:16:01Z 0.7% 32M の中の 16.3M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:16:13Z 0.5% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:16:27Z 0.6% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#3 実行 2018-12-04T14:16:40Z 0.7% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#4 実行 2018-12-04T14:16:54Z 0.5% 32M の中の 16.5M 1G の中の 220.5M
タイプ: web-deployment-04ef4ce1-98d9-4cc1-9961-03b670986b13
インスタンス: 0/1
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 開始中 2018-12-04T14:20:55Z 0.0% 32M の中の 0 1G の中の 0
もう一度cf app hello-tmakiを実行すると、V2アプリの2インスタンス目が立ち上がり始めています。V1の方は4インスタンスに減りました。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:20:44 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 4/4
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:16:00Z 0.6% 32M の中の 16.3M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:16:12Z 0.7% 32M の中の 16.1M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:16:27Z 0.5% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
#3 実行 2018-12-04T14:16:40Z 0.7% 32M の中の 16M 1G の中の 220.5M
タイプ: web-deployment-04ef4ce1-98d9-4cc1-9961-03b670986b13
インスタンス: 1/2
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:21:03Z 4.1% 32M の中の 15.6M 1G の中の 220.5M
#1 開始中 2018-12-04T14:21:03Z 0.0% 32M の中の 0 1G の中の 0
しばらくして、もう一度cf app hello-tmakiを実行すると、V2アプリの4インスタンス目が立ち上がり始めています。V1の方は2インスタンスに減りました。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:20:44 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 2/2
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:16:01Z 0.6% 32M の中の 16.4M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:16:13Z 0.6% 32M の中の 16.1M 1G の中の 220.5M
タイプ: web-deployment-04ef4ce1-98d9-4cc1-9961-03b670986b13
インスタンス: 3/4
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:21:03Z 0.7% 32M の中の 15.7M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:21:14Z 0.0% 32M の中の 16.1M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:21:28Z 0.0% 32M の中の 20K 1G の中の 8K
#3 開始中 2018-12-04T14:21:29Z 0.0% 32M の中の 0 1G の中の 0
もう一度cf app hello-tmakiを実行すると、V2アプリの5インスタンス目が立ち上がり始めています。V1の方は1インスタンスに減りました。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:20:44 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 1/1
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:16:00Z 0.6% 32M の中の 16.4M 1G の中の 220.5M
タイプ: web-deployment-04ef4ce1-98d9-4cc1-9961-03b670986b13
インスタンス: 4/5
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:21:03Z 0.7% 32M の中の 15.7M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:21:14Z 0.3% 32M の中の 17.4M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:21:27Z 0.6% 32M の中の 15.6M 1G の中の 220.5M
#3 実行 2018-12-04T14:21:39Z 0.6% 32M の中の 15.4M 1G の中の 220.5M
#4 開始中 2018-12-04T14:21:43Z 0.0% 32M の中の 0 1G の中の 0
もう一度cf app hello-tmakiを実行すると、V2アプリの5インスタンス目が立ち上がり切り、V1の方は1インスタンスはなくなりました。
名前: hello-tmaki
要求された状態: started
経路: hello-tmaki.cfapps.io
最終アップロード日時: Tue 04 Dec 23:20:44 JST 2018
スタック: cflinuxfs2
ビルドパック: php_buildpack
タイプ: web
インスタンス: 5/5
メモリー使用量: 32M
状態 開始日時 cpu メモリー ディスク 詳細
#0 実行 2018-12-04T14:21:03Z 0.6% 32M の中の 15.8M 1G の中の 220.5M
#1 実行 2018-12-04T14:21:14Z 0.6% 32M の中の 17.6M 1G の中の 220.5M
#2 実行 2018-12-04T14:21:27Z 0.6% 32M の中の 15.7M 1G の中の 220.5M
#3 実行 2018-12-04T14:21:39Z 0.5% 32M の中の 15.4M 1G の中の 220.5M
#4 実行 2018-12-04T14:21:58Z 0.3% 32M の中の 15.6M 1G の中の 220.5M
見ての通り、 V1 -> V2は1インスタンスずつ移行が行われ、同じrouteがマッピングされているので、 移行中は両方のバージョンにリクエストが行きます。インスタンス数の比率でラウンドロビンされます。
この機能が実装されるまでは同様のことをshell scriptで実装したり、Scaleover Pluginを使って実現してましたが、cf v3-zdt-pushコマンドが正式に導入されたらとても簡単に実行できますね。
アプリケーションの変更なしの状態でcf v3-zdt-pushコマンドを実行すればzero down time restageになるのでbuildpackの更新をzero down timeで行えます。
また、cf v3-zdt-restartもあるのでこちらは環境変数変更の適用をzero down timeで行うのに使えます。
まだExperimentalという位置付けですが、かなりの便利機能です。 制約事項はこちら