2019/5/29 fun-tech 資料

by ky0000

Slide 1

Slide 1 text

Introduction to Kubernetes OpenStream 戦略技術推進本部⽊村嘉宏 k8s

Slide 2

Slide 2 text

Agenda • What Docker Can do? • What is Container Orchestrator. • Components of k8s. • Concepts of k8s. • FROM NOW of k8s. • Conclusion.

Slide 3

Slide 3 text

What Docker can do? Single Node Application Port Forwarding Environment Variables Persistent Volume Software Defined Network Create Images

Slide 4

Slide 4 text

What Docker can not do? Auto Multi-node Application Auto Scaling Update without downtime. Auto Load Balancing.

Slide 5

Slide 5 text

Dockerだけで運⽤しますか？

Slide 6

Slide 6 text

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

Slide 7

Slide 7 text

Featured Container Orchestrator k8s / ApacheMesos / DockerSwarm world Powered by GoogleTrends

Slide 8

Slide 8 text

Featured Container Orchestrator k8s / ApacheMesos / DockerSwarm Powered by GoogleTrends Japan

Slide 9

Slide 9 text

Kubernetes is ... Market Leader of Container Orchestrator.

Slide 10

Slide 10 text

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

Slide 11

Slide 11 text

Component of k8s 管理者⽬指す⼈向け

Slide 12

Slide 12 text

Component of k8s cluster resource map kubectl

Slide 13

Slide 13 text

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。

Slide 14

Slide 14 text

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

Slide 15

Slide 15 text

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。

Slide 16

Slide 16 text

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…

Slide 17

Slide 17 text

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

Slide 18

Slide 18 text

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

Slide 19

Slide 19 text

Component of k8s worker nodes kubectl • worker。 • podを動かす。

Slide 20

Slide 20 text

Component of k8s worker nodes: kubelet kubectl PodSpecを元にPodを管理するエージェント。

Slide 21

Slide 21 text

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

Slide 22

Slide 22 text

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

Slide 23

Slide 23 text

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）

Slide 24

Slide 24 text

Concepts of k8s

Slide 25

Slide 25 text

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

Slide 26

Slide 26 text

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..

Slide 27

Slide 27 text

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.

Slide 28

Slide 28 text

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/

Slide 29

Slide 29 text

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

Slide 30

Slide 30 text

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

Slide 31

Slide 31 text

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/

Slide 32

Slide 32 text

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

Slide 33

Slide 33 text

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

Slide 34

Slide 34 text

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

Slide 35

Slide 35 text

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

Slide 36

Slide 36 text

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

Slide 37

Slide 37 text

Concepts of k8s Dependency Map of Kubernetes Objects Creates References Resources management Network / exposition Configuration Storage IAM Pod generator

Slide 38

Slide 38 text

FROM NOW of k8s (for developer)

Slide 39

Slide 39 text

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

Slide 40

Slide 40 text

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

Slide 41

Slide 41 text

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

Slide 42

Slide 42 text

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

Slide 43

Slide 43 text

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

Slide 44

Slide 44 text

Thanks!

Slide 45

Slide 45 text

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/

Slide 46

Slide 46 text

Reference documents • https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/ • https://knative.dev/docs/ • https://12factor.net/ja/ • https://cstoku.dev/posts/2018/k8sdojo-01/

Slide 47

Slide 47 text

Reference icons • https://github.com/kubernetes/community/tree/master /icons • https://material.io/icons/