Kubernetes入門 - Speaker Deck

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GMOインターネット株式会社次世代システム研究室李大範 (イデボム) Kubernetes入門 ContainerからKubernetesまで

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Kubernetes?

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System

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どこでも同じ環境のように動く軽量のアプリケーション実行環境環境情報を「dockerfile」で記載しておくことによってどこでも同じような環境が作れる

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どこでも同じ環境のように動く

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同じ環境のように動く軽量のアプリケーション実行環境 running a modern Linux kernel (3.2+ generally or 2.6.32+ for RHEL 6.5+, Fedora, & related) どこでも(Linux Kernel)

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System VM Container

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Kubernetes is Container Orchestration System HostのKernelを利用する

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Kubernetes is Container Orchestration System VMより軽く起動・停止が早い

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Dockerを利用するメリット１私の環境では動いてましたが… →dockerfileを共有することで同じ環境が提供できる！

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複数のVMを立ち上げに時間かかった →dockerを利用することによって起動・停止早い(HostOSのkernelを利用) Dockerを利用するメリット２

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Kubernetes is Container Orchestration System

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Kubernetes is Container Orchestration System Automated container deployment Automated container scaling Container management

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Kubernetes is Container Orchestration System

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19 Container Orchestrator Market Share 2017/3/26~2018/3/26 Google TrendからContainer OrchestratorのMarket Shareを見るとDocker swarmやApache Mesosは平面化されて、 Kubernetesが一番注目されている。

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Container Orchestrator Market Share

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21 ・ギリシャ語が語源で意味は操舵手・k8s (ubernete->8) called k-eight-s ・Originally designed by Google ( Borg->Omega->Kubernetes ) ・OSS (Apache License 2.0) ・CNCFからプロジェクトを運用 (特定の企業に依存しない) About Kubernetes 船の操舵手 (ソウダシュ) *CNCF(Cloud Native Computing Foundation) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RIGBY(1842)_Baltic_letters,_p1.054_HELMSMAN.jpg

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22 About Kubernetes ・多数のクラウドプロバイダを対応 (業界のスタンダードに)

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Kubernetesは何を解決するためのシステムなのか

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24 Dockerでできる・ Containerの生成・ Containerの削除・ Volumeの生成・ Volumeの削除

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25 ・ Containerの生成・ Containerの削除・ Volumeの生成・ Volumeの削除 Dockerコンテナのライフサイクルは Docker自身で管理する

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26 Dockerでできない・複数のNodeに対してのデプロイ・スケーリング・Containerのアップデート・Container障害時の復旧・Containerの負荷分散

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27 ・ Containerの生成・ Containerの削除・ Volumeの生成・ Volumeの削除 Dockerだけだと開発環境での運用は問題ない。だが本番のサービスを運用するにはものたりない。

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28 https://blogs.vmware.com/cloudnative/2018/01/23/containers-kubernetes-benefits/

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Dockerを本番で安定・安全に運用するには Docker+α が必要。

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30 Infra (Public/Private Cloud, etc…) Operation System Operation System Operation System Container Runtime Container Runtime Container Runtime Container Orchestration (Containerized App Management, Deployment, Scheduling) Containerized App Containerized App Containerized App Containerized App Containerized App

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Container Orchestration System Kubernetes

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Kubernetesはどのようにコンテナを管理するのか

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33 Kubernetes Basic Concepts Node (物理マシン、仮想マシン) Kubernetes Cluster Pod Pod Pod コンテナコンテナコンテナコンテナコンテナコンテナ Kubernetesではひとつまたは複数のコンテナを「Pod」との単位で管理している Node (VM)

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34 Kubernetes Cluster Node Node Node (s) Master CLI API UI API Server etcd cluster Scheduler Controller Manager kubelet Kube-proxy pod pod pod pod container container container container container container container container Internet

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Kubernetesはどのようにコンテナを管理するのか

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36 Kubernetes Component - Master API Server etcd cluster Scheduler Controller Manager Masterは各Nodeに対してデプロイ、アップデート、スケーリングなどの指示を出す役割 API Server ・コンテナクラスタのすべての操作をコントロールする・RESTful API ・利用するにはkubernetes dashboardを利用したUIでのアクセスやkubectlコマンドを利用したCLIでのアクセスがある

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37 Kubernetes Component - Master API Server etcd cluster Scheduler Controller Manager Masterは各Nodeに対してデプロイ、アップデート、スケーリングなどの指示を出す役割 Scheduler ・アプリケーションの配置を行う。・podをどのnodeに配置するかを決める。

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38 Kubernetes Component - Master API Server etcd cluster Scheduler Controller Manager Masterは各Nodeに対してデプロイ、アップデート、スケーリングなどの指示を出す役割 Controller Manager ・バックグラウンドでクラスタのコントローラを管理・APIサーバを利用しクラスタ状態を監視。・クラスタを望ましい状態にする・Replication Controller, Endpoint Controller…

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39 Kubernetes Component - Master API Server etcd cluster Scheduler Controller Manager Masterは各Nodeに対してデプロイ、アップデート、スケーリングなどの指示を出す役割 etcd Cluster ・k8sのクラスタ情報を保存する・secret, pod state, volume address

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40 Kubernetes Component – (worker)Node Node Node kubelet Kube-proxy pod pod pod pod container container container container container container container container (Worker)Node は podが動作する環境 kubelet ・node agentの役割。・マスタとの通信でnodeに指示を出す・k8sで作られたコンテナのみ管理・HTTP endpoint ・HTTP server https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubelet/

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41 Kubernetes Component – (worker)Node Node Node kubelet Kube-proxy pod pod pod pod container MySQL container container app Php-fpm Nginx container (Worker)Node は podが動作する環境 pod ・containerのグループ・k8sのミニマムなデプロイ単位・Podの中のコンテナはStroageや namespaces、portを共有

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42 Kubernetes Component – (worker)Node Node Node kubelet Kube-proxy pod pod pod pod container container container container container container container container (Worker)Node は podが動作する環境 kube-proxy ・Kubernetes network proxy ・各Nodeに動作する・特定なPortを開けてPod外からのアクセスができるようにする https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kube-proxy/

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デモします！

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44 デモでのポイント・負荷に柔軟なシステムを作りたい →Horizontal Pod Scaling検証・障害に強いシステムを作りたい →Self-healing検証

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45 デモでのポイント・スケーリング(Scaling) →負荷状況によってシステムまたは運用側がPodを増やす・自動回復(Self-healing) →Podが急に停止した場合でも正常な状態に戻す

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46 デモ環境(ローカル) ・minikube ・kubernetes on Docker ・…

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47 環境設定(Mac)

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48 デモ環境(kubernetes on Docker) Docker 18.03.0-ce --- k8s v1.9.2

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49 デモ環境(kubernetes on Docker) ・クラスタ起動確認 $ kubectl cluster-info

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50 Horizontal Pod Scaling シナリオ 1. PHP+Apacheの組み合わせでアプリケーションを二つ立ち上がっていてロードバランシングされている 2. 負荷急に上がりすぎ現状の構成で負荷分散ができなくなった

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demo

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52 シナリオ 1. サービスが何らかの理由で停止された（今回は手動でpodを削除） 2.それから自動的に回復されるのを確認 Self-healing

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demo

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54 ■Summary ▪ Kubernetesはスタンダード（かも） ▪ Kubernetesは本番でコンテナされているアプリケーションを管理してくれる ▪ Googleからスタートしたプロジェクトで今はOSSとして CNCFが管理している。(今は卒業生) ▪ Kubernetesはひとつのmasterと複数の(Worker)Node でクラスタ構成になっている ▪ 今ではローカル環境でも簡単にKubernetesが利用できる( minikube, kubernetes on dockerなど )

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ありがとうございました。