kubernetes入門 (ContainerからKubernetesまで) ・主にdocker/kubernetesの話です。 関連リンク ・https://recruit.gmo.jp/engineer/jisedai/blog/kubernetes-introduction/

1. 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

2. Kubernetes?

3. Kubernetes is Container
Orchestration System

4. Kubernetes is Container
Orchestration System

5. Kubernetes is Container
Orchestration System

6. Kubernetes is Container
Orchestration System

7. 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

8. どこでも
同じ環境のように動く

9. 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)

10. Kubernetes is Container
Orchestration System

11. Kubernetes is Container
Orchestration System

12. Kubernetes is Container
Orchestration System
VM
Container

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

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

15. 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！

16. 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

17. Kubernetes is Container
Orchestration System

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

19. Kubernetes is Container
Orchestration System

20. 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。

21. Container
Orchestrator
Market Share

22. 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

23. 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)

24. Kubernetesは
何を解決するための
システムなのか

25. 24
Dockerでできる
・ Containerの生成
・ Containerの削除
・ Volumeの生成
・ Volumeの削除

26. 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

27. 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

28. 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。

29. 28https://blogs.vmware.com/cloudnative/2018/01/23/containers-kubernetes-benefits/

30. Dockerを
本番で安定・安全に
運用するには
Docker+α が必要。

31. 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

32. Container
Orchestration System
Kubernetes

33. Kubernetesは
どのようにコンテナを
管理するのか

34. 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)

35. 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
containercontainer
container
container
container
container
container
container
Internet

36. Kubernetesは
どのようにコンテナを
管理するのか

37. 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

38. 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。

39. 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…

40. 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

41. 40
Kubernetes Component – (worker)Node
Node
Node
kubelet Kube-proxy
pod
pod
pod
pod
containercontainer
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/

42. 41
Kubernetes Component – (worker)Node
Node
Node
kubelet Kube-proxy
pod
pod
pod
pod
containerMySQL
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

43. 42
Kubernetes Component – (worker)Node
Node
Node
kubelet Kube-proxy
pod
pod
pod
pod
containercontainer
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/

44. デモします！

45. 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

46. 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

47. 46
デモ環境(ローカル)
・minikube
・kubernetes on Docker
・…

48. 47
環境設定(Mac)

49. 48
デモ環境(kubernetes on Docker)
Docker
18.03.0-ce
---
k8s v1.9.2

50. 49
デモ環境(kubernetes on Docker)
・クラスタ起動確認
$ kubectl cluster-info

51. 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

52. demo

53. 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

54. demo

55. 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 )

56. ありがとうございました。