Kubernetes 入門メモ
Kubernetes完全ガイド 第2版 を読みながら取ったメモ。全部は読めていない。
操作
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リソースの作成、更新
kubectl apply <パラメータ>- リソース
- k8s を操作するために登録するもの
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作成した Pod の確認
kubectl get pods
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Pod の再起
kubectl rollout restart <リソース名>
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ローカルマニフェストと k8s 上の登録情報の差分を取得
kubectl diff <パラメータ>
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詳細情報
kubectl describe <パラメータ>
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コンテナに入る
kubectl exec -it <pod名> -- /bin/bash
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ポートフォワーディング
kubectl port-forward <pod名> <from:to>localhost:<from>宛の通信をPodの<to>ポートに転送
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ログを見る
kubectl logs <リソース名>- 標準出力、エラー出力に出力されたログを見ることができる
アノテーションとラベル
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アノテーション
- リソースに対するメモ
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ラベル
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リソースを分割する情報
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Pod のフィルタリングに使うとか
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Workload API
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Pod
- ひとつ以上のコンテナから構成される
- Pod を構成するコンテナは IP Address を共有する
- コンテナに割り当てられる IP アドレスは外部から疎通性がない
ホストのネットワークを利用（spec.hostNetworkの有効化）することで外部と通信できるが，ポート番号の衝突などの問題が起きるため、NodePort Service などで実現した方が良い。
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ReplicaSet
- 指定した数の Pod を維持し続けるリソース
- ラベルを使って Pod を数える
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Deployment
- 複数のReplicaSetを管理する
- ローリングアップデートやロールバックを実現
- アップデート戦略
- Recreate
- 全部消してまた作る
- RolingUpdate
- 徐々にアップデートする
- Recreate
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DaemonSet
- 各Kubernetes NodeにPodをひとつ配置する
- ログを取ったり状態を監視するなど、全ノードで実行させたいプロセスのために利用する
- アップデート戦略
- OnDelete
- 何かでPodが消えて、次にPodが作成されるときにアップデートする
- RolingUpdate
- OnDelete
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StatefulSet
- データを永続化する仕組みを持つ
- アップデート戦略
- OnDelete
- RolingUpdate
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Job
- 一度限りの処理を実行させるリソース。バッチ的な処理を行う。
- 処理が終わればPodが停止することが期待される
- 並列に実行する数、要求する成功回数、許容する失敗回数を指定できる
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CronJob
- Jobのスケジューラー
Service APIs
Service
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ロードバランシングする機能を提供
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サービスディスカバリの方法
- 環境変数
- DNS Aレコード
- DNS SRVレコード
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ClusterIP Service Kubernetesクラスタ内からのみ疎通性のある仮想IPが割り当てられる。
- External IP Service
特定のノードの<IPアドレス:Port>に対するトラフィックをコンテナに転送する。- ClusterIPの中でも、spec.externalIPsが指定されたもの
- Headless Service
対象となる個々のPodのIPアドレスが直接返ってくる。DNS Round Robin を使ったエンドポイントを提供する。- 条件
- spec.type が ClusterIP
- spec.clusterIP が None
- 条件
- External IP Service
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NodePort Sevice
すべてのノードの<IPアドレス:Port>に対するトラフィックをコンテナに転送する。 -
LoadBalancer Service
クラスタ外のロードバランサに外部疎通性のある仮想IPを払い出す。- ロードバランサー→ノードポート→コンテナ
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ExternalName Service
Service 名の名前解決に対して外部のドメイン宛のCNAMEを返す。 -
None-Selector Service
ExternalName Service と違い、ClusterIPのAレコードを返す
ノード間通信
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externalTrafficPolicy の設定値
- Cluster
ノード到達後に他のノードにあるPodも含めてロードバランシングする。 - Local
ノード到達後にノードをまたいだロードバランシングをしない。
- Cluster
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Topology-aware Service Routing
転送先を優先度をつけて列挙することで、トポロジを考慮してトラフィックを転送することができる。
Ingress
L7ロードバランシングを提供するリソース
https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/concepts/ingress
GKE Ingress
クラスタ外のロードバランサを利用する Ingress。Ingress リソースを作成するだけで LoadBalancer の仮想 IP が払い出される。
GKEでは Ingress を利用するための設定がデフォルトで有効なため、クラスタを構築するだけで利用可能。
その他
- VXLAN
- L2 Routing
- DNS A レコード
- DNS SRV レコード
- L4 ロードバランシング
- L7 ロードバランシング
- Canonical Name record
- CNAME
Config & Storage APIs カテゴリ
環境変数
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静的設定
spec.containers[].env に定義する -
Secret
機密情報を別リソースとして定義しておき、Podから読み込むことができるリソース。コンテナから利用する場合は環境変数として渡すかVolumeとしてマウントする。-
種別
- Opaque
一般的な汎用用途、スキーマレスのSecret
- TLSタイプのSecret
Ingressリソースなどから利用することが一般的
- DockerレジストリタイプのSecret
Dockerイメージの取得時の認証情報を定義するもの
- Basic認証タイプのSecret
ユーザ名とパスワードで認証するシステムで利用する
- SSH認証タイプのSecret
秘密鍵で認証するシステムで利用する
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ConfigMap
Key-Valueで保持できるデータを保存しておくリソース。
だいたい Secret と同じ感じ。Secret は機密情報を扱い、ConfigMap はそれ以外を扱う。
PersistentVolumeClaim
永続化領域を利用するためのリソース。
- Volume
あらかじめ用意された利用可能なボリューム。ユーザーが直接操作することはできない。 - PersistentVolume
クラスタにボリュームを登録（利用はできない）、削除ができるボリューム。マニフェストを使ってリソースを作成する必要がある。 - PersistentVolumeClaim
登録されたPersistentVolumeを利用するための設定ができる。ユーザーはこれ経由で PersistentVolume を利用する。
リソース制限
コンテナ単位でCPUやメモリの使用量に制限をかけられる。制限がないとリソースを食い尽くしてエラーを返すかも。
ヘルスチェック
Pod が正常化を判断する機構。
判断する項目は以下の三つ。
- Liveness Probe
コンテナ正常に動いているか？ - Readiness Probe
リクエストを受け付けられるか？ - Startup Probe
初回起動が完了したか？
チェック方法は以下の三つ。
- exec
コマンドを実行して終了コードが 0 なら成功 - httpGet
GET してステータスコードが 200-399 なら成功 - tcpSocket
TCPセッションが確立できれば成功
上記の設定をマニフェストのlivenessProbe.[exec|httpGet|tcpSocket]に書く。
Pod が停止したときの挙動は以下の三つから設定できる。
- Always
常に再起動 - OnFailure
失敗したときのみ再起動 - Never
再起動しない
参考
Kustomize のドキュメント
Kubernetes の用語集
感想
半分くらい読んだ。
サービスの開発を通してk8sの解説をするのではなくk8sの説明に終始するため、入門書としては読めないと思う。ざっと眺めて、必要になったときに詳細を見るのが良さそう。