ClusterAPI を使ってKubernetes のライフ サイクルを管理しよう

Cloudnative Days Spring 2021 Online 資料

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1. ©2021 VMware, Inc.
   ClusterAPI を使って
   Kubernetes のライフ
   サイクルを管理しよう
   伊藤 忠司
   ヴイエムウェア株式会社
   

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2. ©2021 VMware, Inc. 1
   ⾃⼰紹介
   l ⽒名: 伊藤 忠司
   l 所属: VMware モダンアプリケーション
   プラットフォーム事業本部
   l やってきた事
   l メインフレーム︓6年
   l エンタープライズストレージ︓6年
   l コンテナ︓2年
   l Kubernetes 周りで習得したい事
   l セキュリティ周り
   

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3. ©2021 VMware, Inc. 2
   l 想定している視聴者の⽅
   l Kubernetes(K8s) クラスタのライフサイクル管理についてあれこれ考えている⽅
   l インフラストラクチャを跨いで統⼀的なK8s ライフサイクル管理を検討している⽅
   Cluster API 初⼼者の⽅向けのセッションになっています
   本セッションの想定視聴者の⽅
   

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4. ©2021 VMware, Inc.
   Agenda
   3
   Cluster API が登場した背景
   Cluster API 概要
   Cluster API アーキテクチャ
   (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
   Kubernetes ランタイム
   まとめ
   

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5. ©2021 VMware, Inc.
   Agenda
   4
   Cluster API が登場した背景
   Cluster API 概要
   Cluster API アーキテクチャ
   (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
   Kubernetes ランタイム
   まとめ
   

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6. ©2021 VMware, Inc. 5
   67 47 20 134
   =
   + +
   

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7. ©2021 VMware, Inc. 6
   エコシステムの成⻑と共に多くの選択肢
   Kubernetes ランタイム数とインストーラ数*
   67 47 20 134
   =
   * CNCF Software conformance (Certified Kubernetes) as.of.2021.2.14
   + +
   Certified Kubernetes -
   Distribution
   Certified Kubernetes -
   Hosted
   Certified Kubernetes -
   Installer
   

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8. ©2021 VMware, Inc. 7
   l インフラストラクチャ
   • ネットワーク
   • ファイアーウォールルール
   • サーバ
   • ロードバランサ etc
   l Kubernetes コンポーネント
   l アドオン
   • バックアップ&リストア
   • Ingress
   • レジストリ
   • etc
   Kubernetes クラスタを作るには何が必要か︖︖︖
   Kubernetes クラスタのコンポーネント
   

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9. ©2021 VMware, Inc. 8
   l インフラストラクチャ
   • ネットワーク
   • ファイアーウォールルール
   • サーバ
   • ロードバランサ etc
   l Kubernetes コンポーネント
   l アドオン
   • バックアップ&リストア
   • Ingress
   • レジストリ
   • etc
   Kubernetes クラスタを作るには何が必要か︖︖︖
   Kubernetes クラスタのコンポーネント
   

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10. ©2021 VMware, Inc. 9
    § コントロールプレーン コンポーネント
    § kube-apiserver
    § etcd
    § kube-scheduler
    § kube-controller-manager
    § cloud-controller-manager
    § ノード コンポーネント
    § kubelet
    § kube-proxy
    § container runtime
    § アドオン
    Kubernetes コンポーネント
    

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11. ©2021 VMware, Inc. 10
    § コントロールプレーン コンポーネント
    § kube-apiserver
    § etcd
    § kube-scheduler
    § kube-controller-manager
    § cloud-controller-manager
    § ノード コンポーネント
    § kubelet
    § kube-proxy
    § container runtime
    § アドオン
    Kubernetes コンポーネントのブートストラップ
    

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12. ©2021 VMware, Inc. 11
    § コントロールプレーン コンポーネント
    § kube-apiserver
    § etcd
    § kube-scheduler
    § kube-controller-manager
    § cloud-controller-manager
    § ノード コンポーネント
    § kubelet
    § kube-proxy
    § container runtime
    § アドオン
    Kubernetes コンポーネントのブートストラップ
    

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13. ©2021 VMware, Inc. 12
    l インフラストラクチャ
    • ネットワーク
    • ファイアーウォールルール
    • サーバ
    • ロードバランサ
    l Kubernetes コンポーネント
    l アドオン
    • バックアップ&リストア
    • Ingress
    • レジストリ
    • etc
    Kubernetes クラスタのライフサイクル管理においては、インフラ部分含めて検討が必要
    Kubernetes クラスタのコンポーネント
    

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14. ©2021 VMware, Inc.
    Agenda
    13
    Cluster API が登場した背景
    Cluster API 概要
    Cluster API アーキテクチャ
    (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
    Kubernetes ランタイム
    まとめ
    

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15. ©2021 VMware, Inc. 14
    l Cluster API とは
    l Kubernetes クラスタライフサイクル管理の仕組
    l Cluster API で出来る事
    l 仮想マシン、ネットワーク、ストレージ部分を含めた
    Kubernetes クラスタの作成、削除
    l スケールアップ、スケールアウト
    l ノードの死活監視
    l アップグレード
    l SIG で管理されているオープンな仕組み
    l github.com/kubernetes-sigs/cluster-api
    Cluster API 宣⾔的Kubernetes クラスタライフサイクル管理
    It's Kubernetes all the way down
    Clusters as Cattle
    

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16. ©2021 VMware, Inc. 15
    概要
    Cluster API
    マネジメントクラスタ
    K8s クラスタのマニフェストファイル
    Cluster: Dev
    ControlPlane:
    KubeadmControlPlane
    MachineDeployment:
    Mix of Small/Large VMs
    ユーザー
    Cluster API
    Kubernetes Cluster
    Kubernetes Nodes
    Kubernetes Nodes
    Kubernetes Nodes
    Kubernetes Nodes
    Kubernetes Nodes
    Other Clouds
    YAML
    ワークロードクラスタ
    

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17. ©2021 VMware, Inc. 16
    概要
    Cluster API
    マネジメントクラスタ
    Cluster API
    Kubernetes Cluster
    Kubernetes Nodes Kubernetes Nodes Kubernetes Nodes Kubernetes Nodes Kubernetes Nodes
    Other Clouds
    Kubernetes の仕組みを活⽤し、Kubernetes クラスタの
    ライフサイクルを管理する仕組み
    ワークロードクラスタ
    ブートストラップクラスタ
    

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18. ©2021 VMware, Inc.
    Agenda
    17
    Cluster API が登場した背景
    Cluster API 概要
    Cluster API アーキテクチャ
    (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
    Kubernetes ランタイム
    まとめ
    

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19. ©2021 VMware, Inc. 18
    Kubernetes リソースとの対⽐
    Cluster API
    Kubernetes
    Pod ReplicaSet Deployment
    Cluster API
    Cluster
    Machine ControlPlane
    CP
    MachineSet MachineDeployment
    

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20. ©2021 VMware, Inc. 19
    現在のアーキテクチャ
    Cluster API
    マネジメントクラスタ
    Cluster API
    Provider
    Cluster API Controller Manager
    Reconcile
    InfraCluster Controller
    Infrastructure Controller Manager
    Provider
    Reconcile
    InfraMachine Controller
    Reconcile
    BootstrapConfig Controller
    Bootstrap Controller Manager
    Reconcile
    ControlPlane Controller
    ControlPlane Controller Manager
    CAPI Provider
    Provider
    Cluster
    Machine
    MachineSet
    MachineDeployment
    

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21. ©2021 VMware, Inc. 20
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    ブートストラップクラスタ(ex. kind)
    ユーザー
    $ kind create cluster
    

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22. ©2021 VMware, Inc. 21
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    2. ブートストラップクラスタに対して、Cluster
    API、コントローラ、インフラストラクチャ
    プロバイダ固有のリソースをインストール
    ブートストラップクラスタ(ex. kind)
    ユーザー
    $ clusterctl init
    

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23. ©2021 VMware, Inc. 22
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    2. ブートストラップクラスタに対して、Cluster
    API、コントローラ、インフラストラクチャ
    プロバイダ固有のリソースをインストール
    マネジメントクラスタ
    ユーザー
    Control Plane
    Cluster A
    ControlPlane A
    Cluster
    Controller
    ControlPlane
    Controller
    $ clusterctl init
    

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24. ©2021 VMware, Inc. 23
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    2. ブートストラップクラスタに対して、Cluster
    API、コントローラ、インフラストラクチャ
    プロバイダ固有のリソースをインストール
    3. ワークロードクラスタ⽤のマニフェストファ
    イル を作成 マネジメントクラスタ
    ユーザー
    Control Plane
    Cluster A
    ControlPlane A
    Cluster
    Controller
    ControlPlane
    Controller
    $ clusterctl config
    YAML
    

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25. ©2021 VMware, Inc. 24
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    2. ブートストラップクラスタに対して、Cluster
    API、コントローラ、インフラストラクチャ
    プロバイダ固有のリソースをインストール
    3. ワークロードクラスタ⽤のマニフェストファ
    イル を作成
    4. ワークロードクラスタのマニフェストファイ
    ルに基づいて、K8s クラスタを作成
    マネジメントクラスタ
    ユーザー
    Control Plane
    Cluster A
    ControlPlane A
    Cluster
    Controller
    ControlPlane
    Controller
    YAML
    $ kubectl apply -f
    ワークロードクラスタ
    

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26. ©2021 VMware, Inc. 25
    ワークフロー
    Cluster API を⽤いた Kubernetes クラスタの作成
    1. ブートストラップクラスタの作成(ex. kind)
    2. ブートストラップクラスタに対して、Cluster
    API、コントローラ、インフラストラクチャ
    プロバイダ固有のリソースをインストール
    3. ワークロードクラスタ⽤のマニフェストファ
    イル を作成
    4. ワークロードクラスタのマニフェストファイ
    ルに基づいて、K8s クラスタを作成
    5. 作成後は、ワークロードクラスタは通常の
    Kubernetes クラスタと同様直接操作
    マネジメントクラスタ
    ユーザー
    Control Plane
    Cluster A
    ControlPlane A
    Cluster
    Controller
    ControlPlane
    Controller
    ワークロードクラスタ
    $ kubectl
    

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27. 26
    ©2021 VMware, Inc.
    Demo
    

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28. ©2021 VMware, Inc. 27
    Azure 環境上にワークロードクラスタを作成
    Demo
    マネジメントクラスタ ワークロードクラスタ in Azure
    ライフサイクル管理
    • Kubernetes クラスタの作成
    K8s v1.18.8
    

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29. ©2021 VMware, Inc. 28
    

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30. ©2021 VMware, Inc. 29
    Azure 環境上に作成したワークロードクラスタのスケールアウト/アップグレード
    Demo
    マネジメントクラスタ ワークロードクラスタ in Azure
    K8s v1.19.1
    ライフサイクル管理
    • Worker ノードのスケールアウト
    • Kubernetes クラスタのバージョンアップ
    

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31. ©2021 VMware, Inc. 30
    

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32. ©2021 VMware, Inc.
    Agenda
    31
    Cluster API が登場した背景
    Cluster API 概要
    Cluster API アーキテクチャ
    (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
    Kubernetes ランタイム
    まとめ
    

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33. ©2021 VMware, Inc. 32
    エンタープライズCluster API K8s ランタイム
    Tanzu Kubernetes Grid = TKG
    

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34. ©2021 VMware, Inc. 33
    エンタープライズCluster API K8s ランタイム
    Tanzu Kubernetes Grid = TKG
    

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35. ©2021 VMware, Inc. 34
    エンタープライズCluster API K8s ランタイム
    Tanzu Kubernetes Grid = TKG
    vSphere with Tanzu
    Tanzu Kubernetes Grid = TKG
    vSphere 6.7u3/7 パブリッククラウド
    (AWS/Azure/VMC on AWS)
    Tanzu というKubernetes を中⼼としたソリューションの中で
    Kubernetes ランタイム部分を提供
    vSphere とインテグレーションされた組み込
    み型 Kubernetes ランタイムを提供
    アプライアンス型として、マルチIaaS 環境で
    利⽤出来るKubernetes ランタイムを提供
    TKG multicloud
    

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36. ©2021 VMware, Inc.
    Agenda
    35
    Cluster API が登場した背景
    Cluster API 概要
    Cluster API アーキテクチャ
    (宣伝) Cluster API を⽤いた エンタープライズグレード
    Kubernetes ランタイム
    まとめ
    

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37. ©2021 VMware, Inc. 36
    Cluster API を利⽤する事によって・・・
    l IaaS 環境を跨いだ統⼀的なKubernetes クラスタのライフサイクル管理が可能
    • K8s クラスタの作成/削除
    • スケールアウト、スケールアップ
    • アップグレード
    • ノードの死活監視
    l Kubernetes クラスタのDay1/2 オペレーションが統⼀され、多くのKubernetes クラ
    スタを効率良く管理する事が可能
    まとめ
    

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38. ご清聴、ありがとうございました
    ©2021 VMware, Inc.
    

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