例: Redisを使用したPHPのゲストブックアプリケーションのデプロイ

このチュートリアルでは、KubernetesとDockerを使用した、シンプルなマルチティアのウェブアプリケーションのビルドとデプロイの方法を紹介します。この例は、以下のコンポーネントから構成されています。

• ゲストブックのエントリーを保存するための、シングルインスタンスのRedisマスター
• 読み込みデータ配信用の、複数のレプリケーションされたRedisインスタンス
• 複数のウェブフロントエンドのインスタンス

目標

• Redisのマスターを起動する。
• Redisのスレーブを起動する。
• ゲストブックのフロントエンドを起動する。
• フロントエンドのServiceを公開して表示を確認する。
• クリーンアップする。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。 まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

• Killercoda
• KodeKloud
• Play with Kubernetes

バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

Redisのマスターを起動する

ゲストブックアプリケーションでは、データを保存するためにRedisを使用します。ゲストブックはRedisのマスターインスタンスにデータを書き込み、複数のRedisのスレーブインスタンスからデータを読み込みます。

RedisのマスターのDeploymentを作成する

以下のマニフェストファイルは、シングルレプリカのRedisのマスターPodを実行するDeploymentコントローラーを指定しています。

application/guestbook/redis-master-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2 kind: Deployment metadata:  name: redis-master  labels:  app: redis spec:  selector:  matchLabels:  app: redis  role: master  tier: backend  replicas: 1  template:  metadata:  labels:  app: redis  role: master  tier: backend  spec:  containers:  - name: master  image: registry.k8s.io/redis:e2e # or just image: redis  resources:  requests:  cpu: 100m  memory: 100Mi  ports:  - containerPort: 6379 

1. マニフェストファイルをダウンロードしたディレクトリ内で、ターミナルウィンドウを起動します。

2. redis-master-deployment.yamlファイルから、RedisのマスターのDeploymentを適用します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-master-deployment.yaml 

3. Podのリストを問い合わせて、RedisのマスターのPodが実行中になっていることを確認します。

   kubectl get pods 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-master-1068406935-3lswp 1/1 Running 0 28s 

4. 次のコマンドを実行して、RedisのマスターのPodからログを表示します。

   kubectl logs -f POD-NAME 

RedisのマスターのServiceを作成する

ゲストブックアプリケーションは、データを書き込むためにRedisのマスターと通信する必要があります。そのためには、Serviceを適用して、トラフィックをRedisのマスターのPodへプロキシしなければなりません。Serviceは、Podにアクセスするためのポリシーを指定します。

application/guestbook/redis-master-service.yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata:  name: redis-master  labels:  app: redis  role: master  tier: backend spec:  ports:  - port: 6379  targetPort: 6379  selector:  app: redis  role: master  tier: backend 

1. 次のredis-master-service.yamlから、RedisのマスターのServiceを適用します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-master-service.yaml 

2. Serviceのリストを問い合わせて、RedisのマスターのServiceが実行中になっていることを確認します。

   kubectl get service 

   The response should be similar to this:

   NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 <none> 443/TCP 1m redis-master ClusterIP 10.0.0.151 <none> 6379/TCP 8s 

Redisのスレーブを起動する

Redisのマスターは1つのPodですが、レプリカのRedisのスレーブを追加することで、トラフィックの需要を満たすための高い可用性を持たせることができます。

RedisのスレーブのDeploymentを作成する

Deploymentはマニフェストファイル内に書かれた設定に基づいてスケールします。ここでは、Deploymentオブジェクトは2つのレプリカを指定しています。

もし1つもレプリカが実行されていなければ、このDeploymentは2つのレプリカをコンテナクラスター上で起動します。逆に、もしすでに2つ以上のレプリカが実行されていれば、実行中のレプリカが2つになるようにスケールダウンします。

application/guestbook/redis-slave-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2 kind: Deployment metadata:  name: redis-slave  labels:  app: redis spec:  selector:  matchLabels:  app: redis  role: slave  tier: backend  replicas: 2  template:  metadata:  labels:  app: redis  role: slave  tier: backend  spec:  containers:  - name: slave  image: gcr.io/google_samples/gb-redisslave:v3  resources:  requests:  cpu: 100m  memory: 100Mi  env:  - name: GET_HOSTS_FROM  value: dns  # Using `GET_HOSTS_FROM=dns` requires your cluster to  # provide a dns service. As of Kubernetes 1.3, DNS is a built-in  # service launched automatically. However, if the cluster you are using  # does not have a built-in DNS service, you can instead  # access an environment variable to find the master  # service's host. To do so, comment out the 'value: dns' line above, and  # uncomment the line below:  # value: env  ports:  - containerPort: 6379 

1. redis-slave-deployment.yamlファイルから、RedisのスレーブのDeploymentを適用します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-slave-deployment.yaml 

2. Podのリストを問い合わせて、RedisのスレーブのPodが実行中になっていることを確認します。

   kubectl get pods 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-master-1068406935-3lswp 1/1 Running 0 1m redis-slave-2005841000-fpvqc 0/1 ContainerCreating 0 6s redis-slave-2005841000-phfv9 0/1 ContainerCreating 0 6s 

RedisのスレーブのServiceを作成する

ゲストブックアプリケーションは、データを読み込むためにRedisのスレーブと通信する必要があります。Redisのスレーブが発見できるようにするためには、Serviceをセットアップする必要があります。Serviceは一連のPodに対する透過的なロードバランシングを提供します。

application/guestbook/redis-slave-service.yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata:  name: redis-slave  labels:  app: redis  role: slave  tier: backend spec:  ports:  - port: 6379  selector:  app: redis  role: slave  tier: backend 

1. 次のredis-slave-service.yamlファイルから、RedisのスレーブのServiceを適用します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/redis-slave-service.yaml 

2. Serviceのリストを問い合わせて、RedisのスレーブのServiceが実行中になっていることを確認します。

   kubectl get services 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 <none> 443/TCP 2m redis-master ClusterIP 10.0.0.151 <none> 6379/TCP 1m redis-slave ClusterIP 10.0.0.223 <none> 6379/TCP 6s 

ゲストブックのフロントエンドをセットアップして公開する

ゲストブックアプリケーションには、HTTPリクエストをサーブするPHPで書かれたウェブフロントエンドがあります。このアプリケーションは、書き込みリクエストに対してはredis-master Serviceに、読み込みリクエストに対してはredis-slave Serviceに接続するように設定されています。

ゲストブックのフロントエンドのDeploymentを作成する

application/guestbook/frontend-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2 kind: Deployment metadata:  name: frontend  labels:  app: guestbook spec:  selector:  matchLabels:  app: guestbook  tier: frontend  replicas: 3  template:  metadata:  labels:  app: guestbook  tier: frontend  spec:  containers:  - name: php-redis  image: gcr.io/google-samples/gb-frontend:v4  resources:  requests:  cpu: 100m  memory: 100Mi  env:  - name: GET_HOSTS_FROM  value: dns  # Using `GET_HOSTS_FROM=dns` requires your cluster to  # provide a dns service. As of Kubernetes 1.3, DNS is a built-in  # service launched automatically. However, if the cluster you are using  # does not have a built-in DNS service, you can instead  # access an environment variable to find the master  # service's host. To do so, comment out the 'value: dns' line above, and  # uncomment the line below:  # value: env  ports:  - containerPort: 80 

1. frontend-deployment.yamlファイルから、フロントエンドのDeploymentを適用します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-deployment.yaml 

2. Podのリストを問い合わせて、3つのフロントエンドのレプリカが実行中になっていることを確認します。

   kubectl get pods -l app=guestbook -l tier=frontend 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-3823415956-dsvc5 1/1 Running 0 54s frontend-3823415956-k22zn 1/1 Running 0 54s frontend-3823415956-w9gbt 1/1 Running 0 54s 

フロントエンドのServiceを作成する

適用したredis-slaveおよびredis-master Serviceは、コンテナクラスター内部からのみアクセス可能です。これは、デフォルトのServiceのtypeがClusterIPであるためです。ClusterIPは、Serviceが指している一連のPodに対して1つのIPアドレスを提供します。このIPアドレスはクラスター内部からのみアクセスできます。

もしゲストの人にゲストブックにアクセスしてほしいのなら、フロントエンドServiceを外部から見えるように設定しなければなりません。そうすれば、クライアントはコンテナクラスターの外部からServiceにリクエストを送れるようになります。Minikubeでは、ServiceをNodePortでのみ公開できます。

application/guestbook/frontend-service.yaml

apiVersion: v1 kind: Service metadata:  name: frontend  labels:  app: guestbook  tier: frontend spec:  # comment or delete the following line if you want to use a LoadBalancer  type: NodePort   # if your cluster supports it, uncomment the following to automatically create  # an external load-balanced IP for the frontend service.  # type: LoadBalancer  ports:  - port: 80  selector:  app: guestbook  tier: frontend 

1. frontend-service.yamlファイルから、フロントエンドのServiceを提供します。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/guestbook/frontend-service.yaml 

2. Serviceのリストを問い合わせて、フロントエンドのServiceが実行中であることを確認します。

   kubectl get services 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE frontend NodePort 10.0.0.112 <none> 80:31323/TCP 6s kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 <none> 443/TCP 4m redis-master ClusterIP 10.0.0.151 <none> 6379/TCP 2m redis-slave ClusterIP 10.0.0.223 <none> 6379/TCP 1m 

フロントエンドのServiceをNodePort経由で表示する

このアプリケーションをMinikubeやローカルのクラスターにデプロイした場合、ゲストブックを表示するためのIPアドレスを見つける必要があります。

1. 次のコマンドを実行すると、フロントエンドServiceに対するIPアドレスを取得できます。

   minikube service frontend --url 

   結果は次のようになるはずです。

   http://192.168.99.100:31323 

2. IPアドレスをコピーして、ブラウザー上でページを読み込み、ゲストブックを表示しましょう。

フロントエンドのServiceをLoadBalancer経由で表示する

もしfrontend-service.yamlマニフェストをtype: LoadBalancerでデプロイした場合、ゲストブックを表示するためのIPアドレスを見つける必要があります。

1. 次のコマンドを実行すると、フロントエンドServiceに対するIPアドレスを取得できます。

   kubectl get service frontend 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE frontend ClusterIP 10.51.242.136 109.197.92.229 80:32372/TCP 1m 

2. 外部IPアドレス(EXTERNAL-IP)をコピーして、ブラウザー上でページを読み込み、ゲストブックを表示しましょう。

ウェブフロントエンドをスケールする

サーバーがDeploymentコントローラーを使用するServiceとして定義されているため、スケールアップやスケールダウンは簡単です。

1. 次のコマンドを実行すると、フロントエンドのPodの数をスケールアップできます。

   kubectl scale deployment frontend --replicas=5 

2. Podのリストを問い合わせて、実行中のフロントエンドのPodの数を確認します。

   kubectl get pods 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-3823415956-70qj5 1/1 Running 0 5s frontend-3823415956-dsvc5 1/1 Running 0 54m frontend-3823415956-k22zn 1/1 Running 0 54m frontend-3823415956-w9gbt 1/1 Running 0 54m frontend-3823415956-x2pld 1/1 Running 0 5s redis-master-1068406935-3lswp 1/1 Running 0 56m redis-slave-2005841000-fpvqc 1/1 Running 0 55m redis-slave-2005841000-phfv9 1/1 Running 0 55m 

3. 次のコマンドを実行すると、フロントエンドのPodの数をスケールダウンできます。

   kubectl scale deployment frontend --replicas=2 

4. Podのリストを問い合わせて、実行中のフロントエンドのPodの数を確認します。

   kubectl get pods 

   結果は次のようになるはずです。

   NAME READY STATUS RESTARTS AGE frontend-3823415956-k22zn 1/1 Running 0 1h frontend-3823415956-w9gbt 1/1 Running 0 1h redis-master-1068406935-3lswp 1/1 Running 0 1h redis-slave-2005841000-fpvqc 1/1 Running 0 1h redis-slave-2005841000-phfv9 1/1 Running 0 1h 

クリーンアップ

DeploymentとServiceを削除すると、実行中のPodも削除されます。ラベルを使用すると、複数のリソースを1つのコマンドで削除できます。

1. 次のコマンドを実行すると、すべてのPod、Deployment、Serviceが削除されます。

   kubectl delete deployment -l app=redis kubectl delete service -l app=redis kubectl delete deployment -l app=guestbook kubectl delete service -l app=guestbook 

   結果は次のようになるはずです。

   deployment.apps "redis-master" deleted deployment.apps "redis-slave" deleted service "redis-master" deleted service "redis-slave" deleted deployment.apps "frontend" deleted service "frontend" deleted 

2. Podのリストを問い合わせて、実行中のPodが存在しないことを確認します。

   kubectl get pods 

   結果は次のようになるはずです。

   No resources found. 

次の項目

• ゲストブックアプリケーションに対するELKによるロギングとモニタリング
• Kubernetesの基本のインタラクティブチュートリアルを終わらせる
• Kubernetesを使って、MySQLとWordpressのためにPersistent Volumeを使用したブログを作成する
• サービスとアプリケーションの接続についてもっと読む
• リソースの管理についてもっと読む