Kubernetesの使用

4 Kubernetesの使用

重要:

このドキュメントで説明されているソフトウェアは、Extended SupportまたはSustaining Supportにあります。詳細は、「Oracleオープン・ソース・サポート・ポリシー」を参照してください。

このドキュメントに記載されているソフトウェアをできるだけ早くアップグレードすることをお勧めします。

この章では、Kubernetesを使用してコンテナ化されたアプリケーションを初めてデプロイ、管理およびスケーリングする方法について説明します。この章では、環境内のコンテナとサービスの作成および管理を開始するために、kubectlコマンドの基本的な使用方法について説明します。

kubectlユーティリティは、次のアップストリームのドキュメントに完全に記載されています:

https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/

ランタイム・エンジンについて

runcは、コンテナ作成時のデフォルトのランタイム・エンジンです。 Kataコンテナを作成するために、kata-runtimeランタイム・エンジンを使用することもできます。 Kataコンテナとその作成方法については、「コンテナ・ランタイム」を参照してください。

ノードに関する情報の取得

クラスタ内のすべてのノードのリストおよび各ノードのステータスを取得するには、kubectl getコマンドを使用します。このコマンドは、Kubernetesでサポートされるあらゆる種類のリソースのリストを取得するために使用できます。この例では、nodesリソースは次のように示されます。

kubectl get nodes
NAME                   STATUS    ROLES          AGE      VERSION
control.example.com    Ready     control-plane  1h       v1.21.x+x.x.x.el8
worker1.example.com    Ready     <none>         1h       v1.21.x+x.x.x.el8
worker2.example.com    Ready     <none>         1h       v1.21.x+x.x.x.el8

kubectl describeコマンドを使用して、リソースの詳細情報を取得できます。リソースの名前を指定した場合、出力は、そのリソースのみに関する情報に制限されます。それ以外の場合は、すべてのリソースの完全な詳細も画面に出力されます。たとえば:

kubectl describe nodes worker1.example.com
Name:               worker1.example.com
Roles:              <none>
Labels:             beta.kubernetes.io/arch=amd64
                    beta.kubernetes.io/os=linux
                    kubernetes.io/arch=amd64
                    kubernetes.io/hostname=worker1.example.com
                    kubernetes.io/os=linux
Annotations:        flannel.alpha.coreos.com/backend-data: {"VtepMAC":"fe:78:5f:ea:7c:c0"}
                    flannel.alpha.coreos.com/backend-type: vxlan
                    flannel.alpha.coreos.com/kube-subnet-manager: true
                    flannel.alpha.coreos.com/public-ip: 192.0.2.11
                    kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/crio/crio.sock
                    node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0
                    volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: true
...

ポッドでのアプリケーションの実行

1つの実行中のコンテナでポッドを作成するには、kubectl createコマンドを使用します。たとえば:

kubectl create deployment --image nginx hello-world
deployment.apps/hello-world created

nginxは、コンテナ・イメージに置き換えてください。 hello-worldは、目的のデプロイメントの名前に置き換えてください。ポッドには、接頭辞としてデプロイメント名を使用した名前が付けられています。

ヒント:

デプロイメント、ポッドおよびサービスの名前は、DNS-1123ラベルと一致する要件に従います。それらは、英数文字(小文字)または-で構成されていて、先頭と末尾が英数文字になっていることが必要です。正規表現で名前を検証する場合は、'[a-z0-9]([-a-z0-9]*[a-z0-9])?'を使用します。デプロイメントに無効な名前を使用すると、エラーが返されます。

Kubernetes内で新しいアプリケーションを実行する際に使用できる追加のオプション・パラメータは多数あります。たとえば、起動する必要のあるレプリカ・ポッドの数を実行時に指定することも、ポッドのコンポーネントを簡単に識別できるようにするためにデプロイメントにラベルを適用することもできます。使用可能なオプションの完全なリストを表示するには、kubectl run --helpを実行します。

新しいアプリケーション・デプロイメントで1つ以上のポッドが作成されたことを確認するには、kubectl get podsコマンドを使用します:

kubectl get pods
NAME                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-world-5f55779987-wd857   1/1       Running   0          1m

kubectl describeを使用して、ポッドの詳細ビューを表示します。これには、実行中のコンテナとベースとなるイメージ、およびポッドを現在ホストしているノードが含まれます:

kubectl describe pods
Name:               hello-world-5f55779987-wd857
Namespace:          default
Priority:           0
PriorityClassName:  <none>
Node:               worker1.example.com/192.0.2.11
Start Time:         Fri, 16 Aug 2019 08:48:33 +0100
Labels:             app=hello-world
                    pod-template-hash=5f55779987
Annotations:        <none>
Status:             Running
IP:                 10.244.1.3
Controlled By:      ReplicaSet/hello-world-5f55779987
Containers:
  nginx:
    Container ID:   cri-o://417b4b59f7005eb4b1754a1627e01f957e931c0cf24f1780cd94fa9949be1d31
    Image:          nginx
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:5d32f60db294b5deb55d078cd4feb410ad88e6fe7...
    Port:           <none>
    Host Port:      <none>
    State:          Running
      Started:      Mon, 10 Dec 2018 08:25:25 -0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-s8wj4 (ro)
Conditions:
  Type              Status   
  Initialized       True
  Ready             True
  ContainersReady   True
  PodScheduled      True
Volumes:
  default-token-s8wj4:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-s8wj4
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort  
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
....

ポッド・デプロイメントのスケーリング

実行している同じポッドのインスタンス数を変更するには、kubectl scale deploymentコマンドを使用します。たとえば:

kubectl scale deployment --replicas=3 hello-world
deployment.apps/hello-world scaled

ポッドのインスタンス数が適切にスケーリングされていることを確認できます。

kubectl get pods
NAME                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-world-5f55779987-tswmg   1/1       Running   0          18s
hello-world-5f55779987-v8w5h   1/1       Running   0          26m
hello-world-5f55779987-wd857   1/1       Running   0          18s

アプリケーションのサービス・オブジェクトの公開

通常、多くのアプリケーションはポッド内またはポッド間でのみ内部で通信する必要がありますが、Kubernetesクラスタの外部のクライアントがアプリケーションとインタフェースできるように、アプリケーションを外部で公開する必要がある場合があります。これは、そのデプロイメントに対応するサービス定義を作成することで実現できます。

ノート:

LoadBalancerサービスの前提条件:

Oracle Cloud Infrastructure Cloud Controller Managerモジュール(oci-ccm)は、KubernetesアプリケーションのOracle Cloud Infrastructureロード・バランサを作成および管理するために使用されます。したがって、次の例では、「アプリケーション・ロード・バランサ」の説明に従ってoci-ccmモジュールのインストールが完了していることを前提としています。

サービス・オブジェクトを使用してデプロイメントを公開するには、使用するサービス・タイプを定義する必要があります。次の例は、kubectl expose deploymentコマンドを使用してLoadBalancerサービスを介してアプリケーションを公開する方法を示しています:

kubectl expose deployment hello-world --port 80 --type=LoadBalancer
service/hello-world exposed

次の例に示すように、kubectl get servicesを使用して、クラスタが実行されている様々なサービスをリストします。 LoadBalancerサービスのEXTERNAL-IPフィールドは、サービスの設定がまだ進行中の場合、最初は<pending>として表示されます:

kubectl get services
NAME          TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
hello-world   LoadBalancer   10.102.42.160   <pending>     80:31847/TCP   3s
kubernetes    ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP        5h13m

ロード・バランサはOracle Cloud Infrastructureコンソールで確認できます。最初は、コンソールでの状態は「作成中」と表示されます。

サービスの設定が完了するまで数分待ちます。 kubectl get servicesコマンドを再度実行し、EXTERNAL-IPフィールドにLoadBalancerサービスに割り当てられたIPアドレスが移入されていることを確認します:

kubectl get services
NAME          TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
hello-world   LoadBalancer   10.102.42.160   192.0.2.250   80:31847/TCP   85s
kubernetes    ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP        5h15m

前述のサンプル出力では、PORT(s)フィールドには次のポートが含まれています:

ポート80: LoadBalancerサービスにアクセスできるポート。この例では、次のURLでサービスにアクセスします:
```
http://192.0.2.250
```
ポート31847: NodePortサービスに割り当てられたポート。 NodePortサービスを使用すると、次のようにURL形式worker_node : NodePortを使用してアプリケーションにアクセスできます:
```
http://worker1.example.com:31847/
```
ノート:
Kubernetesは、LoadBalancer設定の一部としてNodePortサービスを作成します。

次の例に示すように、curlコマンドを実行して、サービスが正常に設定されたことを確認できます:

LoadBalancerサービスの場合:

curl http://192.0.2.250

    <html>
        <head>
            <title>Welcome to this servicer</title>
        </head>
        <body>
                <h1>Welcome to this service</h1>
                ...
        </body>
    </html>

ワーカー・ノードごとに、次に示すようにcurlコマンドを実行して、NodePortサービスを確認します:

curl http://worker1.example.com:31847/

     <html>
        <head>
            <title>Welcome to this servicer</title>
            ...
        </head>
        <body>
                <h1>Welcome to this service</h1>
                ...
        </body>
    </html>

サービスまたはデプロイメントの削除

オブジェクトはKubernetes内で簡単に削除できるため、環境をクリーンな状態に保てます。 kubectl deleteコマンドを使用して、オブジェクトを削除します。

サービスを削除するには、サービス・オブジェクトと削除するサービスの名前を指定します。たとえば:

kubectl delete services hello-world
service "hello-world" deleted

デプロイメント全体と、そのデプロイメントに対して実行中のすべてのポッド・レプリカを削除するには、次のようにデプロイメント・オブジェクトとデプロイメントの作成に使用した名前を指定します。

kubectl delete deployment hello-world
deployment.extensions "hello-world" deleted

ネームスペースによる操作

ネームスペースは、リソースの使用を細かく分離することと、特定のユース・ケースに限定された環境を提供することを目的として使用できます。 Kubernetesでは、デフォルトでKubernetesのシステム・コンポーネントに対応するネームスペースと、それ以外のネームスペースが定義されていないデプロイメントに使用する標準ネームスペースが構成されます。

既存のネームスペースを表示するには、kubectl get namespacesおよびkubectl describe namespacesコマンドを使用します。

kubectlコマンドでは、リクエスト専用のネームスペースを設定しないかぎり、defaultネームスペースのリソースのみが表示されます。したがって、Kubernetesシステムに固有のポッドを表示する必要がある場合は、--namespaceオプションを使用して、リクエストに対してネームスペースをkube-systemに設定します。たとえば、単一のコントロール・プレーン・ノードのクラスタでは、次のようになります。

kubectl get pods --namespace=kube-system
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-5bc65d7f4b-qzfcc                1/1     Running   0          23h
coredns-5bc65d7f4b-z64f2                1/1     Running   0          23h
etcd-control1.example.com               1/1     Running   0          23h
kube-apiserver-control1.example.com     1/1     Running   0          23h
kube-controller-control1.example.com    1/1     Running   0          23h
kube-flannel-ds-2sjbx                   1/1     Running   0          23h
kube-flannel-ds-njg9r                   1/1     Running   0          23h
kube-proxy-m2rt2                        1/1     Running   0          23h
kube-proxy-tbkxd                        1/1     Running   0          23h
kube-scheduler-control1.example.com     1/1     Running   0          23h
kubernetes-dashboard-7646bf6898-d6x2m   1/1     Running   0          23h

デプロイメント・ファイルの使用

ポッドとポッドに関連する要件の作成を簡単にするために、デプロイメントを構成する要素のすべてを定義するデプロイメント・ファイルを作成できます。このデプロイメントでは、ポッド内にコンテナを生成するために使用するイメージおよびランタイムの要件と、構成が必要になるサービス形式のKubernetesネットワークとストレージの要件およびマウントする必要性があるボリュームを定義します。

デプロイメントの詳細は、次の場所を参照してください。

https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/