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

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
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
4. いつものように Raspberry Piで遊んでいた ある日のこと…
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
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
9. “GPIO”にアクセスして “Lチカ”させられないか？
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
11. KubernetesのPodから 物理デバイスにアクセスする 必要がある
12. 実現するための唯一にして 最大のハードル
13. 本当に可能か？
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
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
18. しかしKubernetesには --device相当のオプションが ない
21. 行けるかと思ったが ダメだった…
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
24. Lチカのデモ
25. Kubernetes on Raspberry Piは 実用的か？
26. 正直(まだ)実用的ではない
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…
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
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
30. ありがとうございました