Zenn
🧙‍♂️

異世界転生エンジニア 第4話：Kubernetesを導入して魔法ギルドをスケールさせた件について

2024/10/23に公開
Kubernetes
idea

プロローグ

魔法封じの箱（Docker）の導入により、魔法陣の管理は格段に向上した。しかし、箱の数が増えるにつれ、新たな課題が浮上していた。

「このままでは、箱の管理に追われて魔法の研究ができません...」

若手魔法使いのノヴァが嘆く。何百という箱を手動で管理するのは、もはや限界だった。

第1章：万箱統率術（Kubernetes）の提案

「アーカイムス様、箱を自動で管理・統率する術があります」

「ほう、その術とは？」

「万箱統率術...Kubernetesと呼ばれる魔法管理システムです。これは、魔法ギルド全体を一つの有機体のように機能させる術です」

第2章：魔法統率システムの構造

統率システムは三層構造で構成されています：

  1. 最上層：指揮官の塔（Master Node）

    • 黄金の指揮官の間（Control Plane）
      • 全ての決定を行う中枢
      • 魔法陣の配置を最適化
      • 状態監視による自動復旧
    • 魔法記録の書庫（etcd）
      • 全ての状態を記録
      • 設定情報を永続化
      • 高速な参照機能

  2. 中間層：魔法通信網（Networking）

    • 魔力の流れ（Pod Network）
      • 箱同士の安全な通信
      • 魔力の最適な経路選択
    • 結界システム（Network Policy）
      • 不正な魔力の流れを防御
      • 通信経路の厳密な制御

  3. 実行層：魔法の器（Worker Nodes）

    • 魔法陣ポッド（Pods）
      • 最小単位の実行環境
      • 自己修復機能付き
    • 魔力管理装置（kubelet）
      • リソースの監視と制御
      • 状態の定期報告
      • 自動的な最適化

第3章：自動制御の仕組み

# 魔法陣の展開設定
apiVersion: magic/v1
kind: MagicDeployment
metadata:
  name: fire-circle
spec:
  replicas: 3  # 同じ魔法陣を3つ展開
  selector:
    matchLabels:
      element: fire
  template:
    metadata:
      labels:
        element: fire
    spec:
      containers:
      - name: fire-magic
        image: magic-registry/fire:v1
        resources:
          requests:
            mana: 500m
            memory: "256Mi"
          limits:
            mana: 1000m
            memory: "512Mi"
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /magic-ready
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 10
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /magic-alive
            port: 8080
          initialDelaySeconds: 15
          periodSeconds: 20

第4章：自動スケーリングの実装

需要に応じた自動調整機能：

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: fire-circle-scaler
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: magic/v1
    kind: MagicDeployment
    name: fire-circle
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: mana
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 80
  behavior:
    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 60
    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300

第5章：高可用性の確保

災害対策として、以下の機能を実装：

  1. 地理的分散

    # 地域分散の設定
apiVersion: magic/v1
kind: MagicDeployment
metadata:
  name: fire-circle
spec:
  topologySpreadConstraints:
  - maxSkew: 1
    topologyKey: magic-zone
    whenUnsatisfiable: DoNotSchedule

  2. 自動復旧機能

    • 死活監視による即時検知
    • バックアップからの自動復元
    • 負荷分散による安定運用

第6章：予想を超える効果

導入1ヶ月後の驚くべき成果：

  1. 運用効率の向上

    • 管理工数：90%削減
    • 展開時間：95%短縮
    • 障害対応：85%自動化

  2. リソース最適化

    • 魔力使用効率：40%向上
    • コスト削減：30%実現
    • スケーリング：即時対応

  3. 安定性の改善

    • 可用性：99.99%達成
    • 障害復旧：95%自動化
    • 更新成功率：99.9%

エピローグ

「見事な成果だ。だが、これほど複雑なシステムの監視はどうするのだ？」

アーカイムス様が問いかける。

「はい、次は『監視の魔眼』...Prometheusの導入を提案させてください」

「むむ、また面白い話が聞けそうだな」

技術的な補足

実際のKubernetes導入では、以下の点に注意が必要です：

  1. インフラ設計

    • 適切なリソース配分
    • ネットワークトポロジー
    • ストレージ構成

  2. セキュリティ対策

    • RBAC導入
    • Network Policy設定
    • 暗号化対策

  3. 監視体制

    • メトリクス収集
    • ログ集約
    • アラート設定

  4. 運用体制

    • CI/CD連携
    • バックアップ計画
    • 障害対応手順

次回：「異世界転生エンジニア物語 第5話：Prometheus & Grafana導入編」に続く

Discussion