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Docker + Kubernetes
教材
Udemy 「Docker + Kubernetes で構築する Webアプリケーション 実践講座」
参考文献
目的
- Dockerの習熟度UP
- Kubernetes技術の新規習得
内容・要点
Docker
用語
- デーモン：コントローラ（ユーザとのインターフェース）
- イメージ：実行環境の定義（設計図）
- コンテナ：実行環境（実態）
コンテナと仮想マシンの違い
結論：カーネルを共有しているかどうか。
- 仮想マシン : 仮想マシンごとにカーネルを持つ。（ホストOSのカーネルを使わない。）
- コンテナ : ホストOSのカーネルを使う。
コマンド
- コンテナ実行 : イメージが手元に無ければダウンロードし、有ればそのイメージを使って、コンテナ実行する。
docker run -d nginx:1.17.2-alpine # 例
- DockerHubへログイン
docker login -u ユーザ名 -p パスワード
Dockerfile
- COPY : ホスト側からファイルを転送する。
- ENTRYPOINT : デフォルト実行、初期化処理。
- CMD : メインとなるコマンド。
イメージにつけるタグ名の命名規則
ユーザ名 / イメージ名 : タグ
Kubernetes
概要
コンテナオーケストレーション = 大量のコンテナをデプロイ、管理していく仕組み。
kubectlコマンドを実行すると、それを受けたmaster nodeからworker nodeに対して司令を与える。(node = 実サーバー)
- worker node：処理を実行する。
- master node：worker nodeを管理する。
リソース
Pod
Kubernetesの最小デプロイ単位で、コンテナ（+ストレージボリューム）の集合。
ReplicaSet
同じ仕様のPodが指定した数だけ存在するようスケール（生成・管理）する。
Deployment
新しいバージョンを反映させるときのデプロイ方法を指定する。
- Recreate : 一度ReplicaSet（Pod郡）を削除してから、ReplicaSetを新規作成。（ダウンタイムが発生する）
- RollingUpdate : Pod数を減らしていい数、増やしていい数を定義し、それに準じて1つずつ新しいバージョンのPodと置き換える。
Service
内部のネットワーク（名前解決）を定義。L4ロードバランサーの役割を果たす。
Ingress
外部のネットワークを定義。L7ロードバランサーの役割を果たす。
ConfigMap
環境変数などの設定情報を定義。
Secret
秘密情報を定義。
PersistentVolume(PV)
ストレージの実体（物理的）。
ボリュームを提供する外部システムと連携して、ボリュームの新規作成や既存のボリュームの削除などを行うことが可能。（AWSならNodeのEC2が持つEBS）
PersistentVolumeClaim(PVC)
PersistentVolumeを要求する側。必要な容量を動的に確保。
ストレージを論理的に抽象化したリソース。
ネットワーク
リソース(Pod等)は、各worker nodeに分散配置される。
Kubernetes内には2つのネットワークが存在する。
- 外部ネットワーク
- クラスタネットワーク
クラスタネットワークには、外部からアクセスできない。
Podへアクセスする方法は下記3種類。- 直接Podへアクセスする。
- 他のPod経由でアクセスする。
- サービスからアクセスする。
リソース構築
リソース作成
リソースを作成するには、リソースをマニフェストファイルで定義し、それを適用するコマンドを実行する。
- マニフェストファイル作成
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: debug
spec:
containers:
- name: debug
image: centos:7
command: ["sh", "-c"]
args: ["while true; do sleep ${DELAY}; done;"]
env:
- name: "DELAY"
value: "5"
- リソース作成
kubectl apply -f FILE
リソース確認
kubectl get TYPE # TYPE: podなど
リソース削除
kubectl delete TYPE/NAME
Podに入ってコマンド実行
kubectl exec -it NAME sh
Pod⇔ホスト間のファイル転送
kubectl cp SRC DEST
ログ確認
kubectl describe TYPE/NAME
kubectl logs TYPE/NAME
結果
- 教材としては、Kubernetesの基本を知る + 実際に手を動かして試す という内容であり、内容の基本は押さえることができた。
- Kubernetesはdocker-composeと似ていると感じたが、その違いがわからなかく、教材の中で解説がなかったため調べた。docker-composeは命令的（例：普通の蕎麦）にリソースを作成するのに対し、Kubernetesは宣言的（例：わんこそば）にリソースを作成・監視するものだと理解した。
- Kubernetesの全体的な仕組み・各要素を理解するので精一杯であり、使いこなすためには更に深い理解・経験が必要と感じた。（まだ入り口感がすごい。奥が深いと感じる。）その分、使いこなせるようになると幅広く、柔軟に実行環境を構成できると思うので、この機会をきっかけに少しずつ勉強していこうと思う。
- ネットワーク、ボリュームに対しての理解がまだ低いと感じた。
- 学習の前工程でVirtualBoxを使ったことで、Docker(コンテナ)とのレイヤー違いを理解できた。
Discussion