Rancherコンテナー管理プラットフォームの概要説明V2.2.6

by cheng

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Rancherコンテナ管理プラットフォーム

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About me Jianqiang Cheng（ちん） Field Engineer at Rancher Labs. ■Favorite technologies: Rancher, Kubernetes, Docker, AWS, Jenkins. ■Certifications: AWS Certified Solutions Architect – Professional Certified Kubernetes Administrator Certified Kubernetes Application Developer

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RancherLabs製品軽量コンテナOS 分散ブロックストレージクラスタ間通信コンテナ管理プラットフォーム軽量Kubernetes ディストリビューション Cloud Nativeコンテナディストリビューション本日のスコープ

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Agenda • RancherのOverview • Rancherのインストール • Kubernetesクラスター構築と管理 (Hands-Onあり) • ユーザー認証(Hands-Onあり) • ワークロードのデプロイと管理(Hands-Onあり) • カタログ機能(Hands-Onあり) • 永続化ストレージの使用(Hands-Onあり) • 運用監視機能(Hands-Onあり) • CICD • Multi-cluster apps And Global DNS

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5 RancherのOverview

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プラットフォームの構成概要図

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プラットフォームのアーキテクチャ

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8 Rancherのインストール

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Single Node構成開発やテスト環境の場合、１台のサーバーで、 docker runで、 Rancher serverをインストールする方法を推奨 SSL証明書オプション：デフォルトは自己署名証明書(Rancher自動生成) その他のSSL証明書オプション：↓ https://rancher.com/docs/rancher/v2.x/en/installation/single-node/#2-choose-an-ssl-option-and-install- rancher

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プロダクション環境の場合、HA構成のインストール方法を推奨 • Rancher Kubernetes Engine(RKE)でRancher用のK8Sクラスターを構築 • HelmでRancher Serverをクラスタへデプロイ • L4のロードバランサ（Nginx,AWS-NLBなど）をクラスターの入り口として設定 HA(High Availability)構成

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11 Kubernetesクラスター構築と管理

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Kubernetesクラスタ構築 Rancherは、オンプレミスやあらゆるクラウドサービス上にKubernetesクラスタの構築及び管理ができるプラットフォーム： • Rancher Kubernetes Engine（RKE）経由で、あらゆるインフラ環境上にKubernetesクラスタを構築と管理 • 各PublicクラウドのAPI経由で，クラウドの Kubernetesマネジメントのクラスタを構築と管理（Amazon EKS、Azure AKS、Google GCEなど） • 既存のKubernetesクラスタをインポートして Rancherで管理

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Kubernetesクラスタ管理 RancherのUI画面から、下記のクラスタ管理機能をサポートしています。 • クラスター証明書期限切れ前の更新 • クラスターのバックアップとリストア • ブラザーUI画面からのkubectlコマンドの実行 • クラスターのバージョンアップ • クラスターのノードのスケールアウトとスケールイン • クラスターの管理者や利用者のユーザー管理 • クラスターのプライベートなDockerレジストリ追加

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Kubernetes のクラスタとNamespaceの間にプロジェクトという層が入り、複数の Namespaceを束ねて権限管理を行います。プロジェクト = Namespaceのグループ • プロジェクトレベルのロール権限をユーザーに付与できます。 • プロジェクト/namespaceレベルで、各リソースQuotas（CPU、メモリなど）の設定が可能です。 • プロジェクトレベルで、ポッドセキュリティポリシーの設定が可能です。クラスタ配下のプロジェクト管理

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15 Hands-on time ハンズオン手順の「Kubernetesクラスター構築と管理」セクション約20分

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16 ユーザー認証

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ユーザー認証方式 Rancherは、ローカル認証以外にも、マイクロソフトのAD認証、 Github認証などの複数の認証プロバイダをサポートをしています。

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マルチクラスターで統一した認証・認可 Rancherは複数の階層で、管理対象を隔離しています。・クラスタレベル：異なるユーザーはクラスタレベルで隔離でき、それぞれ独立したCPU、メモリ、ストレージ、ネットワークリソースを使用することができます。ユーザは、権限を持つクラスタのみを参照編集することができます。・プロジェクトレベル：同じクラスタ内部で、プロジェクトレベルで隔離するが可能です。ユーザは、権限を持つプロジェクトの中のnamespaceやアプリのみを参照編集することができます。

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マルチクラスターで統一した認証・認可ユーザー毎に、Rancherが事前に用意してあるロール（クラスタレベルとプロジェクトレベル）を割当することができますが、用途に応じてRancher管理者がカスタマイズで作成したロールを割当することもできます。

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20 Hands-on time ハンズオン手順の「ユーザー認証」セクション約15分〜

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21 ワークロードのデプロイと管理

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ワークロードのデプロイ Rancherには、下記の種類のワークロードをデプロイできます。・Deployment - ローリングアップデートなどのデプロイ・ Deamonset -ノード毎のデーモンのデプロイ・ Statefulset -ステートフルアプリケーション・ Job -ジョブ・バッチ処理・ Cronjob -スケジュールジョブ

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ワークロードのデプロイーサービスディスカバリデプロイしたコンテナにアクセスできるように下記のアクセス方式が設定できます。・ノードポート(全てのノード) ・ホストポート(Podがあるノードのみ) ・クラスターIP(クラスター内部閉じる通信) ・L4ロードバランサー(AWS、GCPなどのクラウドプラットフォームに依存)

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• コンテナー単位にリソースの制限を設けることが可能です。 • CPUとメモリに対して、割当てられる下限値と上限値が設定できます。 • CPU：1000 millicores = 1 vCPU(コア) • MEMORY：1M=1000*1000 1Mi=1024*1024 ワークロードのデプロイーリソース制限

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スケジューリングは、新規に Pod が作成されたときに最適なノードを選択して割り当てることです。 Rancherは、複数のスケジューリング方式をサポートしています。 • 指定したノードへスケジューリング • ラベルがマッチしたノードへスケジューリング • NodeAffinity/PodAffinityでスケジューリングワークロードのデプロイースケジューリング

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LivenessProbeとReadinessProbeという2種類のヘルスチェック機構をサポートしています。 LivenessProbeもReadinessProbeも役割が異なるだけで、設定可能な内容は全く同じです。ワークロードのデプロイーヘルスチェック Probeの種類役割失敗時の挙動 LivenessProbe Podが正常に動作しているかの確認 Podを再起動する ReadinessProbe Podがサービスインする準備ができているかの確認トラフィックを流さない（Podを再起動しない）

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RollingUpdateとRecreateなどのアップデート戦略をサポートしています。 ※ワークロード種類によって、アップデート戦略の選択肢が異なります。画面UIから、アップデート戦略の設定ができます。ワークロードのデプロイーアップデート戦略

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デプロイしたアプリに対して、UI画面から下記のライフサイクル管理や各種変更処理を行うことができます。 • 変更/削除 • クローン • SideCar追加 • バージョンロールバック • 各種デバッグ機能（コンテナー接続など） • 一時停止/再開(変更適用待ち機能) ワークロード管理ーライフサイクル管理

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UI画面から、直接にPODのコンテナーに接続して、シェルを実行できます。障害調査や検証の際に、便利にコンテナーの中身確認ができる機能です。ワークロード管理ーコンテナー接続

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UI画面から、直接に対象のPODのコンテナーのログ情報を確認できます。障害調査や検証の際に、便利に利用できる機能です。ワークロード管理ーコンテナーログ参照

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アプリのレプリカの数をアプリ起動時に設定できます。起動後も、レプリカの変更や監視がUIから行うことができます。ワークロード管理ー高可用性について

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UI画面からのロールバック機能をサポートしています。過去のバージョンに簡単にロールバックできます。ワークロード管理ーロールバック

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下記の種類のサービス作成をサポートしています。 • ClusterIP（クラスタ内部PODへロードバランサ） • NodePort（クラスタ外部からアクセス） • LoadBalancer（クラスタ外部からアクセス） • Headless（statefulアプリ対応）ワークロード管理ーサービスディスカバリ ClusterIPNodePortLoadBalancerHeadless

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Rancherには、Ingress（Nginx Ingress）機能がデフォルトに搭載しています。ワークロード管理ー Ingress ClusterIPNodePortLoadBalancerHeadless

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35 Hands-on time ハンズオン手順の「アプリデプロイとアプリ管理」セクション約20分〜

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36 カタログ機能

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カタログ機能 - 概要 Rancherのカタログ機能は、アプリケーションをカタログ化することによって、何度でも簡単にアプリケーションデプロイを実現しています。カタログ画面に、対象のアプリを選択し、画面から必要なパラメーターを入力し、直ちに指定したところにデプロイできます。 ※ カタログ機能のベースとなっているHelmについて概要を説明します。 Helmは、Chartというマニフェストをテンプレート化したパッケージを管理するKubernetesのパッケージマネージャーです。 Helmによる操作および管理は、基本的にHelm Clientの HelmコマンドによるCLI操作となりますが、カタログ機能ではHelmの操作が全てGUI上に行います。

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カタログ機能 - Helm Chartリポジトリの種類カタログ機能は下記のリポジトリの種類をサポートしています。・Rancher社のLibraryリポジトリ・Helm公式のHelm Stableリポジトリ・Helm公式のHelm Incubatorリポジトリ・カスタムカタログ：ユーザが作成したChartリポジトリ(自社のアプリなど)

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UI画面から、アプリのバージョン、デプロイ先や、パラメータの設定を指定して、デプロイできます。 ※カタログ機能を使用することで、 Chartのパラメータ（values.yaml）を画面UIからも簡単に上書きできます。カタログ機能 –アプリに必要な情報をUIから指定

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アプリのバージョンアップ、ロールバックも、GUIから簡単に行えます。カタログ機能 - アプリのバージョンアップとロールバック

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41 永続化ストレージの使用

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・Persistent Volume PV(Persistent Volume)は、永続化領域として確保されるVolumeです。リソースとして個別に作成してから、 PVC(Persistent Volume Claim)経由で利用する形になります。永続化ストレージの概要 – Persistent Volume

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・Storage Class Storage ClassにProvisionerを設定することによって、Dynamic Provisioningができるようになります。 PVC(Persistent Volume Claim)が発行されたタイミングで、 Storage Classに指定しているProvisioner で、動的にPV(Persistent Volume)を作成して、割り当てます。永続化ストレージの概要 – Storage Class

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Rancherには、前述の2つの方法で、永続化ストレージをサポートしています。・Persistent Volume 複数のボリュームのプラグイン (AmazonEBS、Ceph、NFSなど)サポーターしています。・Storage Class 複数のプロビジョナー (AmazonEBS、 Ceph、Glusterなど)サポーターしています。 Rancher上に永続化ストレージを使用

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45 Hands-on time ハンズオン手順の「カタログ機能」と「永続化ストレージの使用」セクション約15分〜

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46 運用監視機能

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• Rancherには、モニタリング機能がデフォルトで搭載されています。運用監視機能 - アーキテクチャ

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• クラスター全体のサマリー情報は、ダッシュボードから確認できます。 • 詳細情報は、Grafana画面からメトリック毎に確認できます。運用監視機能 - モニタリング

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• デフォルトで、Etcd、Kube-ComponetnsとNodeなどの基本のアラートルールが設定されています。 • 要件に合わせて、既存ルールのカスタマイズと新規ルールの追加もできます。運用監視機能 -アラート

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• 前述のアラートの連携・通知先として、Slack、Email、PegarDuty、Webhookなどが設定できます。運用監視機能 - 通知

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Rancherは、クラスタレベル/プロジェクトレベルのログ収集転送をサポートしています。 UI画面から、転送先のエンドポイント設定だけで、多様なサービス（ElasticSearch、Spluck、Kafkaなど）との連携が可能です。運用監視機能 - Logging

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デフォルトで提供しているもの以外に、カタログ機能画面にも多様なツール（Datadog、ElasticSearch、Kibana、 Fluentdなど）が用意されています為、要件に合わせて、任意のカタログのアプリのデプロイができます。運用監視機能 - その他

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53 Hands-on time ハンズオン手順の「運用監視機能」セクション約15分〜

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54 GUI以外のユーザーインタフェース

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GUI以外に、Rancherは、APIとCLIも提供しています。 Rancher APIとCLI

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56 CICD

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Rancher Pipelinesは、Rancherに統合されたCI機能です。パイプラインの実行にJenkinsを、各種アーティファクトの保管にMinioを、そしてコンテナイメージの保管にDockerレジストリ(デフォルトの場合)を利用しています。 Rancher Pipelinesについて ■Rancher Pipelineのアーキテクチャ

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Rancher Pipelinesの使用例・ Rancher Pipeline機能：CI/CDのPipeline編集管理・ Rancherカタログ機能： CI/CDツールのインストール(Sonarqube、Nexusなど) Rancher Pipelinesについて

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GitHub、GitLabまたはBitbucketのリポジトリと連携することで、コードのプッシュやプルリクエストの作成、特定コミットへのタグ打ちなどが行われたタイミングで、パイプラインの実行をトリガーすることができます。外部ソースリポジトリとの連携 ■参考： Rancher PipelineとGitLabとの連携設定の例

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CI/CDのPipelineの各ステップの定義は、画面からも変更できます。 Rancher Pipelinesの定義と変更 ■参考：Nexus、Sonarqubeと連携するビルドのステップの設定例

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CI/CDのPipelineの実行結果は、画面から確認できます。 Rancher Pipelinesの結果確認 ■参考： Pipelineの各ステッジの実行結果 ■参考： Slack上にPipelineの実行結果の確認

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62 Multi-cluster apps And Global DNS

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概要負荷分散、高可用のため、同じのアプリを異なるクラスタ上に稼働させます。

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Multi-cluster apps機能 - 概要 Rancherのカタログ機能の拡張です。カタログ機能： Rancher管理下にある1つのクラスタにアプリをデプロイすることができます。 Multi-cluster apps機能：Rancher管理下にある複数のクラスタに対し、同時にアプリをデプロイすることができます。デプロイ先のクラスタ指定など一部の項目が異なる以外に、基本の操作は、カタログ機能と同じです。

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Global DNS機能 - 概要下記のDNSプロバイダをサポートしています。 • AWS Route53 • AliCloud AliDns • CloudFlare

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Hands-on n ϋϯζΦϯखॱ • K8SのϋϯζΦϯखॱ（For WorkShop） • RancherϓϥοτϑΥʔϜͷϋϯζΦϯखॱ（For WorkShop） n ϋϯζΦϯखॱ(Optional Task) • K8SϋϯζΦϯ؀ڥͱखॱPart2（For WorkShop）

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Thanks