2019/5/29 fun-tech 資料

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1. Introduction to Kubernetes OpenStream 戦略技術推進本部 ⽊村 嘉宏 k8s
2. Agenda • What Docker Can do? • What is Container Orchestrator. • Components of k8s. • Concepts of k8s. • FROM NOW of k8s. • Conclusion.
3. What Docker can do? Single Node Application Port Forwarding Environment Variables Persistent Volume Software Defined Network Create Images
4. What Docker can not do? Auto Multi-node Application Auto Scaling Update without downtime. Auto Load Balancing.
5. Dockerだけで運⽤しま すか？
6. Container Orchestrator • プロビジョニング • ヘルスチェック • オートヒーリング • オートロールアウト • オートロールバック • オートスケール
7. Featured Container Orchestrator k8s / ApacheMesos / DockerSwarm world Powered by GoogleTrends
8. Featured Container Orchestrator k8s / ApacheMesos / DockerSwarm Powered by GoogleTrends Japan
9. Kubernetes is ... Market Leader of Container Orchestrator.
10. k8s power word. Cloud Native • Cloud Native = Cloud環境に最適化され ている • 規約/FWによる予測可能性 • Twelve-Factor App • Portability • DevOps • ContinuousDelivery • MicroService • Scalability • AutoHealing/FailFirst https://pivotal.io/jp/cloud-native
11. Component of k8s 管理者⽬指す⼈向け
12. Component of k8s cluster resource map kubectl
13. Component of k8s client: kubectl kubectl • ユーザーがk8sをコントロールするク ライアント。
14. Component of k8s master: kube-apiserver kubectl • k8sクラスタの全てをコントロール する管制塔の役割 • RESTAPI
15. Component of k8s master: kube-scheduler kubectl • podをどのNodeに配置するか決定し、 bind処理を⾏う。
16. Component of k8s master: kube-controller-manager kubectl • バックグラウンドでk8sク ラスタの状態を管理する • 例えば • replication controller • endpoints controller • namespace controller • serviceaccounts controller • etc…
17. Component of k8s master: etcd kubectl • k8sのクラスタ情報をyaml で保持する分散KVSシステ ム
18. Component of k8s master: cloud-controller-manager kubectl • k8sを各種パブリッククラ ウドと連携させる
19. Component of k8s worker nodes kubectl • worker。 • podを動かす。
20. Component of k8s worker nodes: kubelet kubectl PodSpecを元にPodを管理す るエージェント。
21. Component of k8s worker nodes: kube-proxy kubectl • Kubernetes network proxy. • service を元にPortやクラスタ ネットワークにおけるIPをコント ロールする。 • Concepts of k8sのServiceと関連 • いくつかの動作⽅式がある • userspace • iptables • ipvs
22. Component of k8s worker nodes: container runtime kubectl • Kubernetesはあくまでもコンテナ オーケストレーションツール。 • コンテナのランタイムは別にある • 例 • Docker • rkt • cri-o
23. Component of k8s Conclusion • k8s利⽤者（Developer）は最 低限知っておけば良い • マスターとノードがある • kubectlコマンドを叩くとAPIサー バーへhttpsアクセスする • （OpenShiftの場合はkubectlの代 わりにocコマンドがある）
24. Concepts of k8s
25. Concepts of k8s k8s Objects • yaml形式で定義され、APIを介してetcdに保存される。 • 特定の要素からなる • apiVersion • Type • Pod / Service / Ingress / etc… • metadata • オブジェクト名やnamespace、ラベル、アノテーション等の メタデータを管理設定する。 • spec • オブジェクトの仕様を定義する。 • Typeに合わせた項⽬を設定する • status • k8s側で管理される。 • k8s上での状態を保持する。 • kubectl create ‒f </path/to/yamlfile>
26. Concepts of k8s pod • k8sにおけるデプロイの最⼩単位 • 複数のコンテナの集合 • 設定項⽬ • Dockerfileで設定できるもの • container lifecycle(初期化とか) • 環境変数(シークレット/ConfigMap) • ストレージマウント • ServiceAccountの設定 • healthcheck probe • readinessProbe(コンテナ起動チェック) • livenessProbe(コンテナ死活監視) • etc..
27. Concepts of k8s Deploy pods • pod をデプロイしたり削除したりする 設定がいくつかある • Deployment • ReplicaSet • DeploymentConfig • ReplicationController • DaemonSet • StatefulSet • CronJob • Job Note: A Deployment that configures a ReplicaSet is now the recommended way to set up replication.
28. Concepts of k8s Horizontal Pod Autoscaler • AutoScaleを定義するKubernetesObject • kubeletから収集されているコンテナ使⽤統 計情報をベースにdeployment / ReplicationControllerのレプリカ数を調整す る。 • openshiftではheapster x hawkler の構成で メトリクスを取得している。 https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-cluster/resource-usage-monitoring/
29. Concepts of k8s ResourceQuota/LimitRange • ResourceQuota • namespace毎に使⽤できるクラスタリソースを 制限できる • LimitRange • namespace内のpod毎に使⽤できるクラスタリ ソースを制限できる • 起動するpodのyaml全てにresources.limit.xxxの項⽬ を⼊れなければならない。 • ※xxxにはcpuやmemoryなどのQuotaで制限している 項⽬が⼊る。 • Quotaを超えてPodを作成することはできない
30. Concepts of k8s Storage • コンテナに永続化ボリュームをマウントできる • PersistentVolumeClaim • PersistentVolumeとPodのbindingを定義する • PersistentVolume • 永続化ボリュームの実態を定義する • 使⽤するバックエンドによって様々な制約がある • StorageClass • PersistentVolumeを⾃動作成する。 • PersistentVolumeClaimに利⽤するStorageClassを設 定する • StorageClassの定義がない(or 指定しない)場合はクラ スタ管理者が⾃前で作成しておく必要がある
31. Concepts of k8s service • Podとの通信に単⼀のエンドポイントを提供する • LabelSelectorと対象Podにつけたmetadata.labelでグルーピング • いくつかの⽅式がある • Headless services • podのAレコードを管理するエンドポイントを設定する • ClusterIP • クラスタ内からのみアクセスできるバーチャルIPを設定する • NodePort • ホストのPortを公開ポートに設定する • LoadBalancer • クラウドのロードバランササービスをエンドポイントに設定 する。 • ExternalName（require: kube-dns） ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/
32. Concepts of k8s Ingress • Ingressの役割 • http/https L7-load balancing • SSL termination • name-based virtual hosting • 動作のためにIngress Controller が必要 https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress/ https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/ingress-controllers
33. Concepts of k8s NetworkPolicy • アクセス制御の仕組みを提供する • Selectorで反映するPodやFrom、Toを設 定する oc label pod role=frontend oc label pod role=db
34. Concepts of k8s RBAC • ServiceAccount • Secretへのアクセス許可情報を持つ • namespaceに紐づく • ⼈に紐づかない • ClusterRole/Role • 各種 k8s Resource へのアクセス許可情報を持つ • ClusterRoleはCluster内で共通 • ClusterRoleBinding/RoleBinding • ClusterRole/Role と SA/User/Groupとの紐づけ を定義する • RoleBinding は namespaceに 紐づく
35. system:kube-dns kube-dns system:kube-dns rules: - apiGroups: - "" resources: - endpoints - services verbs: - list - watch kube-system kube-dns (Static ClusterIP) Concepts of k8s RBAC example: kube-dns
36. Concepts of k8s CustomResourceDefinition • ユーザー定義のKubernetesAPI拡張 • Operatorでプロパティ的に使われる
37. Concepts of k8s Dependency Map of Kubernetes Objects Creates References Resources management Network / exposition Configuration Storage IAM Pod generator
38. FROM NOW of k8s (for developer)
39. FROM NOW of k8s Operator • k8sOpsの⼤本命 • ライフサイクル管理をコードで書き出せる • CRDにOperatorの設定を書く。 • podとして起動する。 • OpenShift4にも⼊ってくる
40. FROM NOW of k8s knative • 2018年度における流⾏りのビルドツールNo.1? • Serving • リクエストベースのオートスケーラー • Build • kubernetes上でビルド • Event • イベント駆動なシステムを作る • OpenShift4にも⼊ってくる
41. FROM NOW of k8s Istio • ServiceMeshの本命 • istioctl inject ~でpodにenvoyコンテナを追加して使 う。サイドカーパターン • Kialiと組み合わせて可視化可能 • Jeagerと組み合わせてTracingも可能 container container envoy
42. FROM NOW of k8s rook • 今⽉始めに1.0がリリースされたストレージ 管理ツール • stableなストレージは今の所Cephのみ。 • S3互換のminioとか⾊々使える。 • Operatorが準備されているのでデプロイ完 了まで約5分
43. Conclusion Dockerだけで本番運⽤は⼤変なので オーケストレーターを活⽤すべし オーケストレーターのマーケット リーダーは k8s まだk8s使えないの？ Componentsは⼤雑把に⾔って maste と node と kubectl があるよ k8sを使いこなすためにはその概念 を理解すべし k8sの周辺ツールも進化し続けてい る
44. Thanks!
45. Reference Training & Tutorials • https://www.cncf.io/certification/training/ • https://kubernetes.io/ja/docs/tutorials/ • https://www.katacoda.com/search • https://linuxacademy.com/containers/training • https://www.cncf.io/certification/training/
46. Reference documents • https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/ • https://knative.dev/docs/ • https://12factor.net/ja/ • https://cstoku.dev/posts/2018/k8sdojo-01/
47. Reference icons • https://github.com/kubernetes/community/tree/master /icons • https://material.io/icons/