KubeCon NA 2024: The Future of DBaaS on Kubernetesのセッションレポート
この記事は以下アドベントカレンダー8日目の記事です。
The Future of DBaaS on Kubernetesのセッションレポート
- セッション概要:
- セッション動画:
「The Future of DBaaS on Kubernetes」は、Data on Kubernetes Communityのメンバーによるパネルディスカッション形式で、Kubernetes上で動作するDBaaSの将来について議論されました。
ここ数年でデータベースをKubernetes上で動かすにあたりどう便利になったか？
セッションでは、Kubernetesにおけるストレージとネットワーキングの進化が、データベース運用を大きく改善した点が強調されました。Volume Snapshotなどのストレージ関連機能の向上は、バックアップとリカバリといったDay 2 Operationを効率化し、Local Persistent Volumeの導入と改善は、データベースの高可用性とディザスタリカバリ構成をシンプルに実現可能にしました。また、Cilium Network PolicyやIngress/Egressといったネットワーキング機能は、マルチテナントサービスにおけるアクセス制御を容易にし、セキュリティ強化に貢献しています。これらの改善により、増加するデータベースと、優秀なデータベースエンジニア不足という課題に対し、Kubernetesは少ない人員でデータベースをスケールさせる有効な手段となっています。数年前に比べ、Kubernetes上でのデータベース運用はより現実的になり、エンタープライズグレードの運用にも耐えうるレベルに達しています。これは、Kubernetesがステートレスなアプリケーションだけでなく、ステートフルなデータベースにも適したプラットフォームへと進化したことを示しています。
私がKubernetesを触り始めた時点ではここで紹介されているほとんどの機能はサポートされており、なぜKubernetesでデータベースを運用することが難しいのかを理解しきれない面がありました。このセクションによる直近のデータベース観点でのKubernetesのアップデートの紹介により、何が障壁でそれがどのように解決されたのかの理解が深まりました。
Kubernetes上でデータベースを動かしている顧客についてシェアできる事例はあるか？
セッションでは、Nokia、Broadcom、HubSpot、Shopify、IBMなど、様々な企業がKubernetes上でデータベースを運用している事例が紹介されました。これらの事例は、マイクロサービスアーキテクチャの普及と密接に関連しています。マイクロサービス化されたアプリケーションでは、単一のモノリシックなデータベースではなく、サービスごとにデータベースを持つ傾向があり、Kubernetesはそのような分散データベース環境の構築と管理を容易にします。特に、開発者がデータベースを所有し、インフラ管理者がDBaaSをインターフェイスとしてデータベースを払い出すという新しい運用モデルは、今後の主流となる可能性を示唆しています。これは、DevOpsの原則をデータベース運用に取り入れることで、開発速度と運用効率を向上させるアプローチと言えるでしょう。
セクション内で紹介されている開発者がデータベースを所有し、インフラ管理者がデータベースを払い出すという体制はパブリッククラウドで運用されるマイクロサービスアーキテクチャでは当たり前のように実践されており、Kubernetesでも今後の主流となると考えることは不思議ではないでしょう。 そしてそれは従来のVMやベアメタルベースのDBAがデータベース管理を行うには多すぎるデータベースが運用され、限界を迎えることは想像に難くなく、KubernetesとOperatorによる運用の簡略化は必須と言えるかもしれません。
Kubernetes上でデータベースを動かすにあたりベストプラクティスはなにか？
ベストプラクティスとして、クラウド中立性、クラウドレディネス、セルフサービス、セキュリティ、アーキテクチャ設計などが挙げられました。Operatorの活用は、クラウドベンダーに依存しない運用を実現する上で重要であり、UI/APIの整備やArgoCDなどのツールとの連携により、データベースのプロビジョニングと管理を自動化できます。また、開発者が容易にスケーリングやテスト環境構築を行えるセルフサービス環境も重要です。セキュリティについては、業界標準やコンプライアンス要件に合わせたポリシー設定が不可欠です。アーキテクチャ設計では、PostgreSQLを例に、Kubernetesの機能を活用した高可用性構成や、複数のアベイラビリティゾーンを考慮した設計が重要となります。さらに、Kubernetesの標準APIを活用することで、オブザーバビリティやセキュリティ、証明書の管理を簡素化し、他のコンポーネントとの統合を容易にすることが推奨されています。VMからの移行時には、ストレージを分離することでリソース管理の予測精度を高めることが重要です。
ここではベストプラクティスとしてユーザーがセルフサービスでデータベースを立ち上げる方法としてGUIとAPIとツール連携による自動化二つの観点が出ていました。個人的にはパブリッククラウドとIaCの流れを見るにGUIベースよりAPIによる自動化が主流になっていくのではないかと考えます。 またデータベースではないですがオンプレミスのVMベースシステムからKubernetesのコンテナベースに移行するプロジェクトに関わった時は独自のプロトコルによる通信をVMで実装しており、その方法をコンテナの世界に持ち込もうとした結果非常に複雑になっていた事例を見たことがあります。そのため、ここで紹介されているKubernetesとそのエコシステムに合わせることは不可欠ではないかと感じます。
データベースをKubenetesで動かす場合の課題や落とし穴はあるか？
セッションでは、VM環境での運用とKubernetes環境での運用を混同してしまうこと、マイグレーション計画の不足、リソースの過剰確保、そして人材育成の課題が議論されました。既存のVM向けスクリプトをそのままKubernetesに適用しようとするのではなく、クラウドネイティブな考え方を取り入れ、スケーラビリティと信頼性の向上に焦点を当てるべきです。マイグレーションにおいては、全てのワークロードの移行と、ダウンタイム最小化を両立するための綿密な計画が必要です。リソース管理においては、Kubernetesの柔軟性を活かし、適切なリソース割り当てを行うための実験と調整が重要です。さらに、DBAがKubernetesの基礎知識を習得し、データベース運用における新たなパラダイムシフトに対応できるよう、人材育成に力を入れる必要があります。
このセッションを通して一番に感じたのはオンプレからパブリッククラウドへの移行と気にするところは同じだということと、DBAとKubernetesの距離を近づけることはやはり大事だということでした。特にDBAとKubernetesについてはより簡単なソリューションとして存在してしまっているマネージドデータベースが、Kubernetesを利用することから目を背けさせてしまう要因になっていると感じます。しかしDBAがより求められるのはデータベースをセルフホストする場合で、今後DBAとして活躍していくにはLinuxに適応してきたようにKubernetesに適応していく日強うがあると考えています。
DBaaSの将来はどのように変わっていくと考えるか？
将来のDBaaSは、Kubernetesとの統合がさらに深まり、データベースとKubernetesの境界が曖昧になっていくと予測されています。PostgreSQLの例では、Kubernetesとの親和性を高めるためのパッチ適用や、拡張機能のコンテナ化などが進んでいます。また、プライベートDBaaSだけでなく、商用DBaaSのKubernetes上での提供も増加し、データベースサービスの利用がさらに容易になると考えられます。Google Cloudなどのクラウドプロバイダーも、将来的にKubernetes上でマネージドデータベースサービスを提供する可能性があり、これにより、数千規模のデータベース管理が容易になるでしょう。Kubernetesの普及と成熟に伴い、Helm ChartやYAML以外の、より洗練されたUXも期待されます。
セッション内ではGoogle CloudではCloud SQLがKubenetes1で運用される未来があるかもしれないと言及していましたが、すでにSpannerはKubernetesで動いています。商用DBaaSがKubernetesで動くことについてはよくある構成ですが、プライベートDBaaSがKubernetes上で動き、さまざまなエコシステムと組み合わせてAPIベースなど自動化に適したUXが提供されていくことには非常に注目しています。
まとめ
「The Future of DBaaS on Kubernetes」セッションは、Kubernetes上でのデータベース運用が成熟期を迎えていることを示しました。ストレージとネットワーキングの進化、Operatorの普及、そして様々な企業での成功事例は、Kubernetesがデータベース運用のための堅牢でスケーラブルなプラットフォームであることを証明しています。クラウドネイティブなアプローチ、セルフサービス化、セキュリティ強化、そして適切なアーキテクチャ設計は、Kubernetes上でのデータベース運用を成功させるための鍵となります。同時に、VM環境からの移行、リソース管理、人材育成といった課題にも適切に対処する必要があります。今後のDBaaSは、Kubernetesとの統合がさらに進み、データベースサービスの利用がより容易になると期待されます。このセッションで得られた知見は、今後のデータベース運用戦略策定に役立つ貴重な情報源となるでしょう。特に、オンプレミスでマイクロサービスアーキテクチャを採用する組織にとって、Kubernetesはデータベース運用における重要な選択肢となるでしょう。
- より正確にはBorg↩
