Kubernetesの基本を学ぶ

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Pod内のコンテナ間でプロセス名前空間を共有する

FEATURE STATE: Kubernetes v1.18 beta
この機能は、現在 beta版 です。

  • バージョン名には beta がつきます(例:v2beta3)。
  • コードが十分にテストされているため、この機能は安全に有効化できます。デフォルトでも有効化されています。
  • 今後も継続して、この機能は包括的にサポートされる見通しですが、細かい部分が変更になる場合があります。
  • 今後のbeta版または安定版のリリースにおいては、オブジェクトのデータの形式や意味の両方あるいはいずれかについて、互換性のない変更が入る場合があります。その際は、次期バージョンへの移行手順も提供します。その移行にあたっては、APIオブジェクトの削除・改変・再作成が必要になる場合があります。特に改変には、多少の検討が必要になることがあります。また、それを適用する際には、この機能に依存するアプリケーションの一時停止が必要になる場合があります。
  • 今後のリリースにおいて互換性のない変更が入る可能性があります。そのため、業務用途外の検証としてのみ利用が推奨されています。ただし、個別にアップグレード可能な環境が複数ある場合は、この制限事項の限りではありません。
  • beta版の機能の積極的な試用とフィードバックにご協力をお願いします！一度beta版から安定版になると、それ以降は変更を加えることが困難になります。　

このページでは、プロセス名前空間を共有するPodを構成する方法を示します。 プロセス名前空間の共有が有効になっている場合、コンテナ内のプロセスは、そのPod内の他のすべてのコンテナに表示されます。

この機能を使用して、ログハンドラーサイドカーコンテナなどの協調コンテナを構成したり、シェルなどのデバッグユーティリティを含まないコンテナイメージをトラブルシューティングしたりできます。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 まだクラスターがない場合、Minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

作業するKubernetesサーバーは次のバージョン以降のものである必要があります: v1.10. バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

プロセス名前空間の共有はベータ機能であり、デフォルトで有効になっています。 --feature-gates=PodShareProcessNamespace=falseを設定することで無効にできます。

Podを構成する

プロセス名前空間の共有は、v1.PodSpecのshareProcessNamespaceフィールドを使用して有効にします。 例:

pods/share-process-namespace.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  shareProcessNamespace: true
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  - name: shell
    image: busybox
    securityContext:
      capabilities:
        add:
        - SYS_PTRACE
    stdin: true
    tty: true

  1. クラスターにPod nginxを作成します:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/share-process-namespace.yaml

  2. shellコンテナにアタッチしてpsを実行します:

    kubectl attach -it nginx -c shell

    コマンドプロンプトが表示されない場合は、Enterキーを押してみてください。

    / # ps ax
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 /pause
    8 root      0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
   14 101       0:00 nginx: worker process
   15 root      0:00 sh
   21 root      0:00 ps ax

他のコンテナのプロセスにシグナルを送ることができます。 たとえば、ワーカープロセスを再起動するには、SIGHUPをnginxに送信します。 この操作にはSYS_PTRACE機能が必要です。

/ # kill -HUP 8
/ # ps ax
PID   USER     TIME  COMMAND
    1 root      0:00 /pause
    8 root      0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
   15 root      0:00 sh
   22 101       0:00 nginx: worker process
   23 root      0:00 ps ax

/proc/$pid/rootリンクを使用して別のコンテナイメージにアクセスすることもできます。

/ # head /proc/8/root/etc/nginx/nginx.conf

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;

プロセス名前空間の共有について理解する

Podは多くのリソースを共有するため、プロセスの名前空間も共有することになります。 ただし、一部のコンテナイメージは他のコンテナから分離されることが期待されるため、これらの違いを理解することが重要です:

  1. コンテナプロセスは PID 1ではなくなります。 一部のコンテナイメージは、PID 1なしで起動することを拒否し（たとえば、systemdを使用するコンテナ）、kill -HUP 1などのコマンドを実行してコンテナプロセスにシグナルを送信します。 共有プロセス名前空間を持つPodでは、kill -HUP 1はPodサンドボックスにシグナルを送ります。(上の例では/pause)

  2. プロセスはPod内の他のコンテナに表示されます。 これには、引数または環境変数として渡されたパスワードなど、/procに表示されるすべての情報が含まれます。 これらは、通常のUnixアクセス許可によってのみ保護されます。

  3. コンテナファイルシステムは、/proc/$pid/rootリンクを介してPod内の他のコンテナに表示されます。 これによりデバッグが容易になりますが、ファイルシステム内の秘密情報はファイルシステムのアクセス許可によってのみ保護されることも意味します。

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