Kubernetes は、複数のホストにわたってコンテナ化されたアプリケーションを管理するのに役立つ、強力なコンテナオーケストレーションプラットフォームです。Kubernetes の重要な機能の 1 つは、ジョブ管理システムであり、バッチ指向のワークロードを完了まで実行できます。このチュートリアルでは、コンテナ化されたアプリケーションがスムーズに実行されるようにするために不可欠なスキルである、Kubernetes ジョブの状態を監視し、そのログを分析する方法を学びます。
このチュートリアルの終わりには、Kubernetes ジョブを作成し、その状態を確認し、ログを調べて問題を効果的にトラブルシューティングできるようになります。
Kubernetes ジョブを監視する前に、動作する Kubernetes 環境をセットアップする必要があります。ここでは、ローカルマシン上にシングルノードの Kubernetes クラスタを作成するツールである Minikube を使用します。
Minikube はすでに VM にインストールされています。バージョンを確認して、インストールを確認しましょう。
minikube version次のような出力が表示されるはずです。
minikube version: v1.29.0
commit: ddac20b4b34a9c8c857fc602203b6ba2679794d3次に、Minikube を起動して、ローカル Kubernetes クラスタを作成しましょう。
minikube start --driver=dockerこのコマンドの完了には数分かかります。Minikube が必要なコンポーネントをダウンロードし、クラスタを起動する際に、一連のメッセージが表示されます。
完了すると、次のようなメッセージが表示されるはずです。
🏄 Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by defaultノードの状態を確認して、Kubernetes クラスタが正しく実行されていることを確認しましょう。
kubectl get nodes次のような出力が表示されるはずです。
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
minikube Ready control-plane 1m v1.26.3また、コア Kubernetes コンポーネントが実行されていることを確認します。
kubectl get pods -n kube-systemkube-apiserver、kube-controller-manager などのコンポーネントを含む、いくつかの Pod が実行されているのが確認できるはずです。
これで、Kubernetes クラスタが実行されているので、ジョブを作成して監視する準備ができました。
このステップでは、コンテナを実行し、タスクを実行し、完了するシンプルな Kubernetes ジョブを作成します。これにより、次のステップで監視する対象ができます。
Kubernetes ジョブは、1 つ以上の Pod を作成し、それらが正常に終了することを確認するコントローラーです。ジョブは、バッチプロセス、1 回限りのタスク、または無期限ではなく完了まで実行する必要があるタスクに役立ちます。
シンプルなジョブ設定ファイルを作成しましょう。ターミナルを開き、プロジェクトディレクトリに hello-job.yaml という新しいファイルを作成します。
cd ~/project
nano hello-job.yaml次の YAML コンテンツをファイルにコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: hello-job
spec:
template:
spec:
containers:
- name: hello
image: busybox:1.28
command: ["sh", "-c", 'echo "Hello, Kubernetes!" && sleep 5']
restartPolicy: Never
backoffLimit: 4この設定は、次の内容を持つ hello-job という名前のジョブを定義します。
busybox:1.28 コンテナイメージを使用しますNever であり、完了後に再起動しませんbackoffLimit が 4 であり、失敗した場合に最大 4 回再試行しますCtrl+O、Enter の順に押してファイルを保存し、Ctrl+X で nano を終了します。
次に、Kubernetes クラスタでジョブを作成しましょう。
kubectl apply -f hello-job.yaml次のような出力が表示されるはずです。
job.batch/hello-job createdおめでとうございます！最初の Kubernetes ジョブを作成しました。次のステップでは、その状態を監視する方法を学びます。
Kubernetes クラスタでジョブが実行されているので、その状態を監視する方法を学びましょう。ジョブの状態を監視することは、ジョブが正常に完了しているか、エラーが発生しているかを理解するために不可欠です。
Kubernetes リソースを監視するための主要なツールは kubectl です。これを使用して、ジョブの状態を確認しましょう。
kubectl get jobs次のような出力が表示されるはずです。
NAME COMPLETIONS DURATION AGE
hello-job 1/1 10s 30sこの出力は以下を示しています。
NAME: ジョブの名前COMPLETIONS: 完了した Pod の数 / 必要な完了数DURATION: ジョブの実行にかかった時間AGE: ジョブが作成されてからの経過時間ジョブの COMPLETIONS が 0/1 の場合、まだ実行中であるか、失敗している可能性があります。数秒待って、もう一度コマンドを実行してください。
ジョブに関する詳細な情報を取得するには、describe コマンドを使用します。
kubectl describe job hello-jobこのコマンドは、次のようなジョブに関する広範な情報を提供します。
一番下の Events セクションで、Pod の作成や完了などの重要なイベントを確認してください。
ジョブには、いくつかの状態があります。
Active: ジョブはまだ実行中ですCompleted: ジョブは正常に完了しましたFailed: ジョブはバックオフ制限に達した後、失敗しましたジョブの Pod が完了したかどうかを確認しましょう。
kubectl get pods次のようなものが表示されるはずです。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
hello-job-abcd1 0/1 Completed 0 1mSTATUS 列は Completed を示しており、ジョブが正常に実行されたことを示しています。
Active 状態で観察できるように、完了に時間がかかる別のジョブを作成しましょう。
cd ~/project
nano long-job.yaml次の YAML コンテンツをコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: long-job
spec:
template:
spec:
containers:
- name: long
image: busybox:1.28
command:
[
"sh",
"-c",
'echo "Starting long job..." && sleep 30 && echo "Long job completed!"'
]
restartPolicy: Never
backoffLimit: 4ファイルを保存して nano を終了します。次に、ジョブを作成します。
kubectl apply -f long-job.yaml次に、すぐにその状態を確認しましょう。
kubectl get jobslong-job がまだ実行中のため、0/1 の完了が表示されるはずです。数秒ごとに確認を続けると、約 30 秒後に 1/1 に変わるのが確認できます。
これは、kubectl を使用してジョブの進行状況をリアルタイムで監視する方法を示しています。
Kubernetes ジョブからのログを表示および分析できることは、デバッグとジョブの動作を理解するために不可欠です。このステップでは、作成したジョブからログにアクセスして分析する方法を説明します。
ログを表示する前に、ジョブによって作成された Pod の名前を知る必要があります。各ジョブは、ジョブ名とランダムなサフィックスを含む名前を持つ 1 つ以上の Pod を作成します。
ジョブに関連するすべての Pod を一覧表示しましょう。
kubectl get pods --show-labelsこれにより、すべての Pod とそのラベルが表示されます。 job-name=hello-job や job-name=long-job などのラベルを持つ Pod を探してください。
または、ジョブ名で Pod をフィルタリングすることもできます。
kubectl get pods -l job-name=hello-jobこれにより、hello-job ジョブに属する Pod のみが表示されます。
Pod の名前がわかったので、ジョブのログを表示できます。次のコマンドを使用し、<pod-name> を実際の Pod の名前に置き換えます。
kubectl logs <pod-name>たとえば、Pod の名前が hello-job-abcd1 の場合、次のように実行します。
kubectl logs hello-job-abcd1次のような出力が表示されるはずです。
Hello, Kubernetes!これは、ジョブが出力するようにプログラムされたメッセージです。
長いジョブのログも確認しましょう。まず、Pod の名前を見つけます。
kubectl get pods -l job-name=long-job次に、そのログを表示します。
kubectl logs <long-job-pod-name>次のような出力が表示されるはずです。
Starting long job...
Long job completed!Kubernetes ジョブの利点の 1 つは、ジョブが完了した後でもログを表示できることです。これは、デバッグや監査の目的で非常に役立ちます。
失敗するジョブを作成して、デバッグ方法を確認しましょう。
cd ~/project
nano failed-job.yaml次の YAML コンテンツをコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: failed-job
spec:
template:
spec:
containers:
- name: failed
image: busybox:1.28
command: ["sh", "-c", 'echo "Attempting task..." && exit 1']
restartPolicy: Never
backoffLimit: 2このジョブは、常にステータスコード 1 で終了し、これは失敗を示します。ファイルを保存して nano を終了し、ジョブを作成します。
kubectl apply -f failed-job.yamlジョブが数回試行して失敗するまで（バックオフ制限まで）しばらく待ちます。次に、その状態を確認します。
kubectl get jobs failed-job0/1 の完了が表示され、完了期限に達していることがわかります。
次に、失敗した Pod のログを確認して、何が問題だったのかを調べましょう。
kubectl get pods -l job-name=failed-jobいくつかの Pod が表示され、すべて Error 状態になっています。1 つを選択して、そのログを表示します。
kubectl logs <failed-pod-name>次のような出力が表示されるはずです。
Attempting task...Pod のログは、タスクが開始されたが、エラーコードで終了したことを示しています。この情報は、ジョブの失敗をデバッグするために不可欠です。
実行中のジョブのログをリアルタイムで追跡する場合は、-f フラグを使用できます。
kubectl logs -f <pod-name>これは、出力が進行状況に合わせて表示されるようにしたい、より長い実行時間のジョブに特に役立ちます。
デモンストレーションのために、別の長時間実行ジョブを作成しましょう。
cd ~/project
nano counter-job.yaml次の YAML コンテンツをコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: counter-job
spec:
template:
spec:
containers:
- name: counter
image: busybox:1.28
command:
[
"sh",
"-c",
'for i in $(seq 1 5); do echo "Count: $i"; sleep 5; done'
]
restartPolicy: Neverファイルを保存して nano を終了し、ジョブを作成します。
kubectl apply -f counter-job.yaml次に、そのログを追跡しましょう。まず、Pod の名前を見つけます。
kubectl get pods -l job-name=counter-job次に、そのログを追跡します。
kubectl logs -f <counter-job-pod-name>5 秒ごとにカウントが増加するのがわかります。
Count: 1
Count: 2
Count: 3
Count: 4
Count: 5ログの追跡を停止するには、Ctrl+C を押します。
ログへのアクセスと分析の方法を理解することで、Kubernetes ジョブを効果的にトラブルシューティングし、デバッグできます。
Kubernetes ジョブの監視の基本を理解したところで、特に本番環境でジョブをより効果的に監視するのに役立つ、より高度なテクニックをいくつか見ていきましょう。
ラベルは、Kubernetes リソースに付加できるキーと値のペアです。リソースのサブセットを整理および選択するのに役立ちます。カスタムラベルを使用してジョブを作成しましょう。
cd ~/project
nano labeled-job.yaml次の YAML コンテンツをコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: labeled-job
labels:
department: engineering
app: demo
environment: training
spec:
template:
spec:
containers:
- name: labeled
image: busybox:1.28
command: ["sh", "-c", 'echo "This is a labeled job" && sleep 10']
restartPolicy: Neverファイルを保存して nano を終了し、ジョブを作成します。
kubectl apply -f labeled-job.yamlこれで、ラベルでジョブをフィルタリングできます。
kubectl get jobs -l department=engineeringこれにより、department=engineering ラベルを持つジョブのみが表示されます。
より具体的なフィルタリングには、複数のラベルを使用できます。
kubectl get jobs -l department=engineering,environment=trainingKubernetes は、ジョブのさまざまな状態変化に対してイベントを生成します。これらのイベントは、ジョブのライフサイクルに関する貴重な情報を提供できます。
ジョブに関連するイベントを表示しましょう。
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestampこのコマンドは、名前空間内のすべてのイベントを時間順に表示します。特定のジョブに関連するイベントをフィルタリングできます。
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=labeled-jobこれらのイベントは、ジョブがいつ、なぜ作成、開始、または問題が発生したかを理解するのに役立ちます。
Kubernetes では、kubectl コマンドの出力から特定のフィールドを抽出するために JSONPath を使用できます。これは、ジョブの特定の側面に焦点を当てるのに役立ちます。
kubectl get job labeled-job -o jsonpath='{.status.succeeded}'このコマンドは、labeled-job の成功した Pod の数を出力します。
ジョブの作成時間を取得するには、次のようにします。
kubectl get job labeled-job -o jsonpath='{.metadata.creationTimestamp}'スケジュールに従って実行する必要があるタスクの場合、Kubernetes は CronJob を提供します。簡単な CronJob を作成しましょう。
cd ~/project
nano simple-cronjob.yaml次の YAML コンテンツをコピーして貼り付けます。
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
name: simple-cronjob
spec:
schedule: "*/1 * * * *" ## Run every minute
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: hello
image: busybox:1.28
command: ["sh", "-c", 'date; echo "Hello from CronJob"']
restartPolicy: Neverファイルを保存して nano を終了し、CronJob を作成します。
kubectl apply -f simple-cronjob.yamlCronJob が作成されたことを確認します。
kubectl get cronjobs次のような出力が表示されるはずです。
NAME SCHEDULE SUSPEND ACTIVE LAST SCHEDULE AGE
simple-cronjob */1 * * * * False 0 <none> 10s1、2 分ほど待ってから、CronJob によって作成されたジョブを確認します。
kubectl get jobssimple-cronjob-<timestamp> のような名前のジョブが表示されるはずです。
最新の CronJob 実行のログを表示するには、まず Pod を見つけます。
kubectl get pods --sort-by=.metadata.creationTimestamp次に、そのログを表示します。
kubectl logs <latest-cronjob-pod>CronJob は、Kubernetes クラスタで定期的なタスクをスケジュールするのに強力であり、これまで学習した同じ監視テクニックをそれらにも適用できます。
終了する前に、作成したリソースをクリーンアップしましょう。
kubectl delete job hello-job long-job failed-job counter-job labeled-job
kubectl delete cronjob simple-cronjobこれにより、すべてのジョブと CronJob がクラスタから削除されます。
このチュートリアルでは、Kubernetes ジョブを効果的に監視し、そのログを分析する方法を学びました。これで、次のことができるようになりました。
kubectl get および kubectl describe を使用してジョブの状態を監視するkubectl logs を使用してジョブログにアクセスし、分析するこれらのスキルは、Kubernetes 環境でコンテナ化されたアプリケーションを管理するために不可欠であり、バッチプロセスの信頼性とパフォーマンスを確保できます。ジョブの進捗状況を追跡し、ログを通じて問題をトラブルシューティングする方法を理解することで、効率的でエラーのない Kubernetes ワークロードを維持できます。
Kubernetes の旅を続ける中で、リソース管理、ジョブの並列処理、Prometheus や Grafana などの外部監視ソリューションとの統合など、より高度なトピックを検討してください。
