第8章 Docker フォーマットコンテナーを使用したストレージの管理

実稼働環境で数多くのコンテナーを実行するには、多くのストレージ領域が必要になります。さらに、コンテナーを作成し、実行するには、基礎となるストレージドライバーが最も効率のよいオプションを使用できるように設定される必要があります。Docker のデフォルトのストレージオプションはシステム間で異なり、場合によっては変更する必要がある場合もあります。RHEL のデフォルトインストールはループバックデバイスを使用し、RHEL Atomic Host ではインストール時に LVM シンプールが作成されます。ただし、ループバックオプションを実稼働システムで使用することは推奨されません。計画段階では、以下を確認してください。

1) direct-lvm を実行しており、LVM シンプールがセットアップされている。これは docker-storage-setup ユーティリティーを使用して実行できます。

2) インストール時に十分な空き領域を割り当てているか、または外部ストレージがシステムに割り当てられるように計画する。

本書では、領域が不足した場合にストレージを拡張する手順についても記載しています。これらの手順の一部は破壊的な操作を伴うため、前もってよく計画することをお勧めします。ご使用のシステムに関連した手順を使用して、環境のセットアップを行ってください。

docker-storage-setup ユーティリティーは docker パッケージと共にインストールされ、direct LVM ストレージのセットアップに役立ちます。

docker が起動すると、docker-storage-setup デーモンを自動的に起動します。デフォルトでは、docker-storage-setup は root 論理ボリュームを含むボリュームグループに空き領域を探そうとし、LVM シンプールのセットアップを試行します。ボリュームグループに空き領域がない場合、docker-storage-setup は LVM シンプールをセットアップせず、ループバックデバイスにフォールバックします。

docker-storage-setup のデフォルト動作は /usr/lib/docker-storage-setup/docker-storage-setup 設定ファイルによって制御されます。新しい値を使用してファイル /etc/sysconfig/docker-storage-setup を作成して、オプションを上書きできます。

docker-storage-setup では、シンプールをセットアップするために空き領域のある場所を認識している必要があります。以下は、docker-storage-setup が LVM シンプールをセットアップできるようにシステムを設定するいくつかの方法です。

詳細は、man docker-storage-setup(1) を参照してください。(man ページは RHEL Atomic ではデフォルトで利用できず、RHEL Atomic Tools コンテナーをダウンロードしておく必要があることに注意してください。)

# echo VG=docker-vg >> /etc/sysconfig/docker-storage-setup
# systemctl start docker

# echo DEVS=/dev/vdb >> /etc/sysconfig/docker-storage-setup
# systemctl start docker

Red Hat Enterprise Linux では、デフォルトでは root ボリュームグループに空き領域はありません。そのため、docker-storage-setup が空き領域を見つけられるようにするための操作が必要です。

簡単な方法として、インストール時に root を含むボリュームグループにいくらかの空き領域を残すことができます。以下のセクションでは空き領域を残す方法を説明します。

# Disk partitioning information
part /boot --size=500
part pv.1 --size=500 --grow
volgroup rhel --pesize=4096 pv.1 --reserved-percent=20
logvol /  --size=500 --grow --name=root --vgname=rhel
logvol swap --size=2048 --name=swap --vgname=rhel

RHEL Atomic Host では、root ボリュームのサイズは 3GB です。root ボリュームグループには空き領域があり、その 60% は LVM シンプールのセットアップのために docker-storage-setup によって使用されます。残りの領域は空き領域となり、root ボリュームを拡張したり、シンプールを作成したりするために使用できます。

デフォルトのパーティションが設定されている RHEL Atomic Host では、docker-storage-setup サービスはコンテナーイメージで使用される LVM シンプールを作成します。インストール時に、インストールプログラムはデフォルトで 3GB の root 論理ボリュームを作成します。次は起動時に、docker-storage-setup サービスが、残りの領域の 60% を占める docker-pool という LVM シンプールを自動的にセットアップします。残りの領域は root または docker-pool を拡張するために使用できます。起動時に、docker-storage-setup は /etc/sysconfig/docker-storage ファイルを読み取り、使用されているストレージのタイプを判別し、Docker が LVM シンプールを利用できるようにこれを変更します。デフォルト値は、/etc/sysconfig/docker-storage-setup という名前のファイルを作成して上書きできます。これにより、起動時のサービスの動作が変更されます。このファイルを作成しない場合、LVM シンプールがデフォルトで作成されます。

デフォルトのパーティション設定でクラウドイメージからインストールされる Red Hat Enterprise Linux Atomic Host には、atomicos というボリュームグループと、そのグループの中に 2 つの論理ボリュームがあります。ボリュームグループの名前は、 Red Hat Enterprise Linux Atomic Host のイメージごとに異なります。ベアメタルおよび仮想インストールの場合、ボリュームグループにはホスト名に由来する名前が付きます。ホストの名前が付いていない場合、ボリュームグループは rah になります。ボリュームグループおよびそれらの中にある論理ボリュームのプロパティーはすべてのイメージ間で同一のプロパティーになります。

lvs コマンドを実行して、システムの論理ボリュームを一覧表示し、ボリュームグループ名を表示できます。

# lvs
LV                VG          Attr          LSize Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
docker-pool       atomicos    twi-aotz--    7.69g             14.36  2.56
root              atomicos    -wi-ao----    2.94g

docker-pool で空き領域を監視し、領域が不足した状態で実行されないようにすることは非常に重要です。LVM シンプールが領域が不足すると、LVM シンプールの基礎となる XFS ファイルシステムが I/O エラーに対して再試行を無制限に繰り返すため、障害が発生します。LVM2 ツールはユーザー設定に基づいてシンプールを監視し、これを拡張するための機能を提供します。詳細は、lvmthin(7) man ページの Automatically extend thin pool LV and Data space exhaustion セクションを参照してください。デフォルトでは、docker-storage-setup は自動拡張用にシンプールを設定します。つまり、プールが一杯になると、自動的にボリュームグループ内の利用可能な空き領域が拡張し、これが使用されます。ボリュームグループが一杯になると、自動拡張用の領域がなくなるため、領域を確保するために不要な古いコンテナーを破棄するなど措置を事前に取ることができます。または、追加のストレージがシステムに追加されるまで、コンテナーイメージの作成または変更を停止することもできます。

%post
cat > /etc/sysconfig/docker-storage-setup << EOF
ROOT_SIZE=6G
EOF
%end

#cloud-config
password: atomic
write_files:
  - path: /etc/sysconfig/docker-storage-setup
    permissions: 0644
    owner: root
    content: |
      ROOT_SIZE=6G

# lvextend -r -L +3GB /dev/atomicos/root

# systemctl stop docker docker-storage-setup
# pvcreate /dev/sdb
# vgextend atomicos /dev/sdb
# lvextend -r -L +3GB /dev/atomicos/root
# systemctl start docker docker-storage-setup

# systemctl stop docker docker-storage-setup
# rm -rf /var/lib/docker/*
# lvremove atomicos/docker-pool
# lvextend -L +3GB /dev/atomicos/root
# systemctl start docker-storage-setup
# systemctl start docker

Docker のストレージ設定を変更する場合、/var/lib/docker ディレクトリーを必ず削除してください。このディレクトリーには、新しい設定では無効となる古いイメージ、コンテナー、およびボリュームのメタデータが含まれます。ストレージ設定の変更が必要になる可能性のある例には、ループデバイスの使用から LVM シンプールに切り替える場合や、あるシンプールから別のシンプールに切り替える場合が含まれます。後者の場合、古いシンプールを削除する必要があります。

# systemctl stop docker docker-storage-setup
# rm /etc/sysconfig/docker-storage-setup
# lvremove docker/docker-pool
# rm -rf /var/lib/docker/
# systemctl start docker

overlay グラフドライバーは、スナップショットボリューム間のページキャッシュの共有を特長とする COW (copy-on-write) 方式の union ファイルシステムを使用します。LVM シンプールと同様に、OverlayFS はイメージ層の効率的な保存をサポートします。ただし、LVM シンプールと比較すると、OverlayFS を使用した場合、コンテナーの作成および破棄に使用されるメモリーはより少なくなるため、パフォーマンスがよくなります。

Docker の overlay グラフドライバーを有効にする一般的な方法は、SELinux を無効にし、/etc/sysconfig/docker-storage-setup で overlay を指定する方法です。

Docker を停止し、現行のストレージを削除します。

# systemctl stop docker docker-storage-setup
# rm -rf /var/lib/docker/

/etc/sysconfig/docker の OPTIONS 変数からオプションの --selinux-enabled を削除して SELinux を無効にします。

# sed -i '/OPTIONS=/s/--selinux-enabled//' /etc/sysconfig/docker

/etc/sysconfig/docker-storage-setup で STORAGE_DRIVER を overlay に設定します。

STORAGE_DRIVER=overlay

docker-storage-setup を再起動してから docker を再起動します。

# systemctl start docker-storage-setup
# systemctl start docker