Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門
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2015/03/26 ver1.1 flannelのトンネルタイプをVXLANに修正。 2015/04/03 ver1.2 flanneldの役割を修正。参考资料を追加。
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Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門
単一Podを起動する例
? 次は、単一のPodを起動する定义ファイルの例です。
– Kubernetesで定義するリソースは、(key, value) 形式のラベルを任意の数だけ付与できま
す。これは、他のリソースから参照するためのラベルとなります。
– Kubernetesで定義するリソースは、それぞれに「ネームスペース」を指定します。同じ
ネームスペース内のリソースのみがお互いに参照可能になります。
{
"kind": "Pod",
"id": "apache",
"apiVersion": "v1beta1",
"labels": { "name": "apache" },
"namespace": "default",
"desiredState": {
"manifest": {
"id": "apache",
"restartPolicy": { "always": {} },
"version": "v1beta1",
"volumes": null,
"containers": [
{
"image": "fedora/apache",
"name": "my-fedora-apache",
"ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ]
}
]
}
}
}
Podに含めるコンテナ
ラベル
ネームスペース](https://image.slidesharecdn.com/rhel7kubernetesv10-150310192626-conversion-gate01/85/Red-Hat-Enterprise-Linux-7-1-Kubernetes-16-320.jpg)
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Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門
Replication ControllerからPodを起動する例
? 次は、Replication Controllerを使用してPodを起動する定义ファイルの例です。
{
"kind": "ReplicationController",
"id": "apache-controller",
"apiVersion": "v1beta1",
"labels": { "name": "apache-controller" },
"namespace": "default",
"desiredState": {
"replicaSelector": { "name": "apache" },
"replicas": 2,
"podTemplate": {
"desiredState": {
"manifest": {
"id": "apache",
"containers": [
{
"image": "fedora/apache",
"name": "my-fedora-apache",
"ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ]
}
],
"restartPolicy": { "always": {} },
"version": "v1beta1",
"volumes": null
}
},
"labels": { "name": "apache" }
}
}
}
起動するPodの定義
管理対象とする
Podのラベル](https://image.slidesharecdn.com/rhel7kubernetesv10-150310192626-conversion-gate01/85/Red-Hat-Enterprise-Linux-7-1-Kubernetes-17-320.jpg)
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Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門
Serviceを定義する例
? 次は、稼動中のPodにアクセスするためのServiceを追加する定义ファイルの例です。
– Podのラベルでアクセス先のPodを指定します。
– Serviceとして受けるポート番号とPod側の転送先ポート番号を指定します。
– 外部からのアクセスが不要な場合（他のPodからのアクセスのみが必要な場合）は、
Public IPを指定する必要はありません。
{
"kind": "Service",
"id": "frontend",
"apiVersion": "v1beta1",
"labels": { "name": "frontend" },
"namespace": "default",
"selector": { "name": "apache" },
"containerPort": 80,
"port": 999,
"publicIPs": [ "192.168.122.10", "192.168.122.11" ]
}
このServiceからアクセス
させるPodのラベル
Public IP](https://image.slidesharecdn.com/rhel7kubernetesv10-150310192626-conversion-gate01/85/Red-Hat-Enterprise-Linux-7-1-Kubernetes-18-320.jpg)
![[Japan Tech summit 2017] DEP 005](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/techsummit2017pdfdep005-171116035106-thumbnail.jpg?width=560&fit=bounds)
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- 1. Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 レッドハット株式会社 中井悦司 / Etsuji Nakai Senior Solution Architect and Cloud Evangelist v1.2 2015/04/03
- 2. 2 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 はじめに ? Red Hat Enterprise Linux 7.1 (RHEL7.1) では、Kubernetesがサポート対象パッ ケージとして利用可能になりました。 ? この資料では、RHEL7.1の環境を前提として、碍耻产别谤苍别迟别蝉のアーキテクチャーを 解説しています。具体的な構築?操作方法は参考资料を参照してください。 ? OpenShift v3についての説明は、資料作成時点のベータ版での情報に基づいてい います。GA版では変更される可能性もあります。
- 3. 3 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 自己紹介 ? 中井悦司（なかいえつじ） – Twitter @enakai00 ? 日々の仕事 – Senior Solution Architect and Cloud Evangelist at Red Hat K.K. 企業システムでオープンソースの活用を希望される お客様を全力でご支援させていただきます。 ? 昔とった杵柄 – 素粒子論の研究（超弦理論とか） – 予備校講師（物理担当） – インフラエンジニア（Unix/Linux専門） 好評発売中！
- 4. 4 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Contents ? 碍耻产别谤苍别迟别蝉のアーキテクチャー ? コンテナのデプロイ方式 ? 定义ファイルの例 ? OpenShift v3での機能拡張 ? 参考资料
- 6. 6 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Kubernetesの基本サーバー構成 etcd ??? バックエンドデータベース（KVS） Kubernetes Master Kubernetes Node (Minion) ??? クラスタ構成で 負荷分散可能 Docker Docker Docker 必要に応じて 追加可能 Docker Registry ? １台のMasterから複数のNode（Minion）を管理するシンプルなアーキテクチャーです。 – 現在は、Masterを冗長化する機能はありませんので、必要に応じてActive-Standbyクラ スターを構成します。 – バックエンドデータベース（etcd）を外出しにしておけば、IPアドレスのFailoverのみで 構わないはずです。
- 7. 7 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Kubernetesのネットワーク構成 etcd Kubernetes Master Docker Registry Overlayネットワーク として構成 ??? ? 物理的には、全サーバーを共通のサービスネットワークに接続するだけで利用可能です。 ? ただし、コンテナ間通信用の内部ネットワークをoverlayネットワークとして用意する必要が あります。 – Flannel、Open vSwitchなどでoverlayネットワークを構成します。 サービスネットワーク 192.168.122.0/24 Minion docker0 Minion docker0 内部ネットワーク 10.1.0.0/16
- 8. 8 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 内部ネットワークの詳細 ? Overlayによる内部ネットワークは、Kubernetesとは独立に事前準備する必要があります。 – 簡易的に実現する場合は、Flannelの利用がおすすめです。 ? Flannelは、次のように内部ネットワークを構成します。 – 各MinionのDocker用仮想ブリッジ「docker0」に重複しないサブネットを割り当てます。 （サブネット10.1.x.0/24（x=1,2,3,...）など。） – 他のMinionと通信するゲートウェイとなる仮想NIC「flannel.1」を作成します。 – 「flannel.1」に届いたパケットは、VXLANでカプセル化して宛先Minionの「flannel.1」 に転送されます(*1) 。 flannel.1 docker0 10.1.1.0/24 10.1.1.0 etn0 10.1.1.1 10.1.0.0/16への ゲートウェイ カプセル化して転送 flannel.1 docker0 10.1.2.0/24 10.1.2.0 etn0 10.1.2.1 10.1.0.0/16への ゲートウェイ minion01 minion02 10.1.0.0/16 flanneld flanneld (*1) Flannelデーモン（flanneld）はVXLANの処理に必要な情報をLinuxカーネルに提供します。
- 9. 9 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 外部からのアクセス経路 etcd Kubernetes Master Minion Docker Registry Minion API操作 イメージ登録 ??? サービスアクセス ? 外部からのアクセスには次のようなパターンがあります。 – Kubernetsの操作は、MasterのAPIを使用します。 – コンテナ上のサービスには、MinionのIPアドレスからProxyを経由してアクセスします。 – Docker Registryは、Kubernetesとは独立したコンポーネントとして用意します。（コン テナ上のサービスとして起動することも可能です。） サービスネットワーク 内部ネットワーク
- 10. コンテナのデプロイ方式
- 11. 11 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Podの概念について ? Kubernetesは、Podの単位でコンテナを起動します。Podを 起動する際に、その中に含まれるイメージを指定します。 – 単一のコンテナを起動する場合は、1つのイメージだけ を含むPodを定義します。 – Podが異常停止した場合は、新しいPodを起動します。 コンテナA 仮想NIC コンテナB Pod docker0 ? Dockerでコンテナを起動すると、デフォルトではコンテナごとに仮想NICとプライベートIP が割り当てられますが、オプション指定により「複数のコンテナで仮想NIC（プライベート IP）を共有する構成」が可能です。 ? Kubernetesでは、このような構成でのコンテナ起動をサポートしており、仮想NICを共有す るコンテナ群をまとめたものを「Pod」と呼びます。localhost経由で通信させたいコンテナ を1つのPodにまとめることができます。 – 例：PostgreSQLのコンテナとpgadminのコンテナを同じPodで起動する。 – 例：syslogにログ出力するアプリケーションのコンテナとrsyslogdのコンテナを同じPod で起動する。 仮想ブリッジ
- 12. 12 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Replication Controller ? Replication Controllerは、同一構成のPodが指定の数だけ起動している状態を保持します。 Webサーバーが稼働するPodを負荷分散用に複数起動するような使い方が可能です。 – それぞれのPodが起動するノードは、スケジューラが自動決定します。Podが異常停止し た場合は、新たなPodを追加起動します。 – 起動する数は動的に変更することができますので、オートスケール的な仕組みを作るこ ともできます。 ? Podを起動する際は、Pod単体で起動するか、もしくは、Replication Controller経由で起動 するかのどちらかを選択します。 – Replication Controllerから「起動数=1」で起動した場合は、後から起動数を変更できま すが、Pod単体で起動した場合はできません。
- 13. 13 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Serviceの概念について ? Podを起動しただけでは、外部からのアクセスはできません。起動中のPodに対して、 「Service」を定義することでアクセス可能なIPアドレスが用意されます。 – 複数のPodに対して、これらをまとめた1つのServiceを定義します。 – Serviceに対応する「IPアドレス＋ポート番号」にアクセスすると、ラウンドロビンでア クセスが行われます。 ? Serviceを定義する際、ポート番号は明示的に指定します。IPアドレスは、「Private IP」が 自動で1つ割り当てられます。これは、他のPod内のプロセスからアクセス可能なIPアドレス になります。 – Private IP宛のパケットは、Minion上のProxyデーモンが受け取って、対応するPodに転 送されます。 – 新規にPodを起動すると、既存のServiceのPrivate IPとポート番号は、環境変数として参 照できるようになります。 Poｄ Proxy Private IP宛のパケットは ローカルのProxyが受け取る Poｄ Proxy 内部ネットワーク経由で ロードバランス Poｄ Proxy Minion Minion Minion
- 14. 14 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Minion 外部からServiceへのアクセス方法 サービスアクセス ? 外部からServiceにアクセスさせる場合は、Serviceを定義する際に「Public IP（＝アクセス を許可するMinionのIPアドレス）」を追加で指定します。 – 該当のMinionが受信した該当ポート宛のパケットは、Proxyデーモンに転送されて、 Private IPと同様の処理が行われます。 ? Public IPは、Serviceごとに複数指定することができます。 – 複数のPublic IPを指定すると、複数のMinionから該当Serviceにアクセス可能になり、特 定のMinionがSPOFになることを防止できます。 – 接続先のMinionを振り分ける仕組みは、外部で用意する必要があります。DNSロードバ ランシングなどを利用します。 Poｄ Proxy サービス用ポート宛の パケットをProxyに転送 外部からはMinionの IPにアクセス Minion Poｄ Proxy 内部ネットワーク経由で ロードバランス
- 15. 定义ファイルの例
- 16. 16 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 単一Podを起動する例 ? 次は、単一のPodを起動する定义ファイルの例です。 – Kubernetesで定義するリソースは、(key, value) 形式のラベルを任意の数だけ付与できま す。これは、他のリソースから参照するためのラベルとなります。 – Kubernetesで定義するリソースは、それぞれに「ネームスペース」を指定します。同じ ネームスペース内のリソースのみがお互いに参照可能になります。 { "kind": "Pod", "id": "apache", "apiVersion": "v1beta1", "labels": { "name": "apache" }, "namespace": "default", "desiredState": { "manifest": { "id": "apache", "restartPolicy": { "always": {} }, "version": "v1beta1", "volumes": null, "containers": [ { "image": "fedora/apache", "name": "my-fedora-apache", "ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ] } ] } } } Podに含めるコンテナ ラベル ネームスペース
- 17. 17 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Replication ControllerからPodを起動する例 ? 次は、Replication Controllerを使用してPodを起動する定义ファイルの例です。 { "kind": "ReplicationController", "id": "apache-controller", "apiVersion": "v1beta1", "labels": { "name": "apache-controller" }, "namespace": "default", "desiredState": { "replicaSelector": { "name": "apache" }, "replicas": 2, "podTemplate": { "desiredState": { "manifest": { "id": "apache", "containers": [ { "image": "fedora/apache", "name": "my-fedora-apache", "ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ] } ], "restartPolicy": { "always": {} }, "version": "v1beta1", "volumes": null } }, "labels": { "name": "apache" } } } } 起動するPodの定義 管理対象とする Podのラベル
- 18. 18 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 Serviceを定義する例 ? 次は、稼動中のPodにアクセスするためのServiceを追加する定义ファイルの例です。 – Podのラベルでアクセス先のPodを指定します。 – Serviceとして受けるポート番号とPod側の転送先ポート番号を指定します。 – 外部からのアクセスが不要な場合（他のPodからのアクセスのみが必要な場合）は、 Public IPを指定する必要はありません。 { "kind": "Service", "id": "frontend", "apiVersion": "v1beta1", "labels": { "name": "frontend" }, "namespace": "default", "selector": { "name": "apache" }, "containerPort": 80, "port": 999, "publicIPs": [ "192.168.122.10", "192.168.122.11" ] } このServiceからアクセス させるPodのラベル Public IP
- 20. 20 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 OpenShift v3での機能拡張 ? OpenShift v3は、内部的にKubernetesを利用していますが、Kubernetes単体での利用に対 して、次のような機能拡張がなされる予定です。 – Open vSwitchによる内部ネットワークの構成 ? Flannelはlatencyが大きくなる傾向があります。OpenShift v3では、Open vSwitch を利用して、VXLANによるoverlayネットワークを構成します。 – URLによるサービスへのアクセス ? Kubernetesでは、外部からサービスにアクセスする際は、MinionのIPアドレスを明 示的に指定する必要があります。OpenShift v3では、サービスごとに固有のURLを割 り当てて、URLによる透過的なアクセスが可能になります。 – マルチテナントでの利用 ? Kubernetesのnamespaceを利用して、マルチテナントで利用するためのインター フェースが提供されます。 – イメージビルド機能の提供 ? Kubernetesでは、使用するイメージは、Registryに事前登録してある前提です。 OpenShift v3では、gitにソースコードをpushすると、「ビルド→テスト→イメージ 化→Registry登録」の一連の処理が自動化できるようになっています。
- 21. 参考资料
- 22. 22 Red Hat Enterprise Linux 7.1 Kubernetes入門 参考资料 ? OpenShift v3 Internal networking details – http://www.slideshare.net/enakai/openshift-45465283 ? RHEL7.1でKubernetesを実体験（概要編） – http://jp-redhat.com/openeye_online/column/nakai/902/ ? RHEL7.1でKubernetesを実体験（構築編） – http://jp-redhat.com/openeye_online/column/nakai/991/ ? FlannelのVXLANバックエンドの仕組み – http://enakai00.hatenablog.com/entry/2015/04/02/173739
- 23. EMPOWER PEOPLE, EMPOWER ENTERPRISE, OPEN INNOVATION.