IoTっぽいアプリをk3s+Raspberry Piで実行する

2019/04/26のCloud Native Sendai #1で発表した資料です

Transcript

1. IoT”っぽい”アプリを
   k3s+Raspberry Piで実行する
   Cloud Native Sendai #01@2019/04/26
   @taiko19xx / 木村 俊彦
   

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2. 自己紹介
   • 木村俊彦(@taiko19xx)
   • 主にAzure/AWSの設計構築
   • PHP/Node.jsでのバックエンド構築も
   • 技術系同人誌サークル「杜の都の開発室」主宰
   • https://morinomiyakono.booth.pm/
   • 「技術書典」というイベントで本を出しています
   

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4. いつものように
   Raspberry Piで遊んでいた
   ある日のこと…
   

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5. ある日のこと
   • Raspberry PiでDockerは動く
   • Kubernetesは動くのか？
   • 実用的かは別
   • 動いたとしてもRaspberry Piには重荷と予想
   

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8. ある日のこと
   • Kubernetesも思っていた以上の低負荷で動かせる事が判明
   • コンテナ動かすだけであれば簡単にできる
   • せっかくなのでRaspberry Piらしい何かをしたい
   

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9. “GPIO”にアクセスして
   “Lチカ”させられないか？
   

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10. What is GPIO/Lチカ
    • GPIO = General-purpose input/output
    • 汎用入出力のこと
    • Raspberry Piに沢山ついている”ピン”
    • Lチカ = LEDチカチカ
    • LEDを点滅させること
    • 電子工作の第一歩として有名
    

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11. KubernetesのPodから
    物理デバイスにアクセスする
    必要がある
    

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12. 実現するための唯一にして
    最大のハードル
    

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13. 本当に可能か？
    

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14. 今回の実験環境
    • Raspberry Pi 3B
    • Raspbian Stretch
    • k3s v0.4.0
    • Kubernetes v1.14.1-k3s.4
    • Docker v18.09.0
    • 比較用
    • k3sにcontainerdが含まれているので、Docker自体は不要
    

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15. Docker単体ではどうか？
    • 可能
    • $ docker run -it --rm --device /dev/gpiomem raspbian/stretch
    /bin/bash
    • --device /dev/gpiomem でGPIOが割り当てられてるメモリ領域
    へのアクセスを可能にする
    

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18. しかしKubernetesには
    --device相当のオプションが
    ない
    

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21. 行けるかと思ったが
    ダメだった…
    

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22. 最終手段、Privileged
    • 特権モードを有効にしてホストのデバイスの操作ができる
    • https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod/#priv
    ileged-mode-for-pod-containers
    • Kubernetesでは1.11以降でサポート
    • Dockerにもある(--privileged)
    • 全デバイスにアクセスできるので諸刃の剣
    

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24. Lチカのデモ
    

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25. Kubernetes on Raspberry Piは
    実用的か？
    

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26. 正直(まだ)実用的ではない
    

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27. 実用的ではない理由
    • 利用できるコンテナが少ない
    • Raspberry PiはARM(armhf/arm64)アーキテクチャ
    • 既存のコンテナ(x86_64)が利用できない
    • 種類がない訳ではない
    • カスタマイズする場合のビルドも大変
    • Raspberry Pi(もしくは他のARMデバイス)上でビルドする
    • もしくはクロスプラットフォームビルドを行う必要がある
    • まだまだ重い
    • K3sを使えば大分軽くはなるが…
    

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28. Kubernetesを使うことによる良い面
    • 使い慣れたkubectlでデプロイや操作ができる
    • ビルド問題が解決できている前提
    • 管理に利用するツールが一括で済む
    • SSHで接続してログやサービスの状態を確認する手間が減る
    • Podが落ちても自動でリトライしてくれる
    • スタンドアロンで動作させる時は便利
    • IoT機器は基本スタンドアロン
    

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29. 結論
    • 何とか物理アクセスは可能
    • 1GBしかメモリを積んでいない環境ではまだまだ重荷
    • KubernetesやK3sのこれからに期待
    • Raspberry Piのような制限のある環境で試行錯誤するのは楽しい
    • 休み中のコンテナ入門にいかがでしょうか
    • 頑張ればクラスタも組めます
    

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30. ありがとうございました
    

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