Docker DesktopでKubernetes入門

Kubernetes（クーバネティス）はコンテナの運用を自動化するためのオーケストレーションツールです。

下記関連ページでは、1つのホスト上でコンテナを起動させていますが、複数のホストにおいてコンテナを運用していく際に利用するのがKubernetesです。

Kubernetesを利用する環境は、大まかに以下3つに分けられます。

・GCPやAWS、Azureなどのマネージドサービス
・Rancher、Kubesprayなどを利用したオンプレミスによる構築
・MinikubeやDocker Desktop（Docker for Mac/Win）などのローカル環境

本記事ではDocker Desktopを利用してKubernetesを立ち上げます。その前にKubernetesの構成を大まかに説明してみます。

Kubernetesは、Dockerコンテナを実行するノード（Node）によって構成されます。ノードを管理するのがマスターノードであり、これらノード群をKubernetesクラスタと呼びます。

DockerホストとしてのノードにはPodが配置されます。Podは1つ以上のコンテナから構成され、このPod単位でアプリケーションとしてのコンテナが実行されます。各Podには一意の仮想NIC（プライベートIP）が割り当てられ、同じPod内のコンテナ同士はlocalhostで通信できます。

Docker DesktopでKubernetesを立ち上げる

開発環境

Docker Desktop
Version 2.0.0.3 (31259)
Kubernetes: v1.10.11

Docker DesktopのPreferenceを開き、「Enable Kubernetes」にチェックを入れたら「Apply」ボタンをクリックします。しばらくすると、下記のように「Kubernetes is running」と表示されます。

以上でKubernetesクラスタが構築されています。ターミナルでノードの情報を確認してみます。KubernetesのCLIツールであるkubectlコマンドを利用します。

kubectl get nodes

NAME                 STATUS    ROLES     AGE       VERSION
docker-for-desktop   Ready     master    1d        v1.10.11

kubectl get nodes

NAME STATUS ROLES AGE VERSION

docker-for-desktop Ready master 1d v1.10.11

docker-for-desktopという名前のマスターノードが作成されているのが確認できました。本記事ではこの1つのノード（シングルノード）において、Podを起動します。

Podの起動

Podを起動させてみます。今回は単純に1つのコンテナであるNginxが起動するPodを作成します。

kubectl run testnginx --image nginx

deployment.apps "testnginx" created

kubectl run testnginx --image nginx

deployment.apps "testnginx" created

testnginxという名前を指定しています。正確にはkubectl runの実行によってtestnginxという名前のDeployment（後述）が作成されます。–imageオプションにはダウンロードする公式のnginxイメージを指定しています。※通常ではマニフェストファイル（docker-compose.ymlのようなYAMLファイル）によってPod作成をおこないます。関連ページをご覧下さい。

kubectl runの実行によって作成されたDeployment（デプロイメント）の確認です。

kubectl get deployment

NAME        DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
testnginx   1         1         1            1           2m

kubectl get deployment

NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE

testnginx 1 1 1 1 2m

DeploymentはReplicaSet（レプリカセット）を作成し管理します。そしてこのReplicaSetPodによってPodは複数作成され管理されます。Deployment>ReplicaSet>Pods のような関係を持ち、Deploymentがアプリケーションのデプロイにおいて基本単位となるリソースです。NAMEにtestnginxが表示されていることが確認できますが、後にPodを削除する場合などにこの名前を利用します。

Podの一覧を表示させます。podsは略してpoだけでも機能します。

kubectl get pods

NAME                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
testnginx-d9695875f-4df2q   1/1       Running   0          1m

kubectl get pods

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

testnginx-d9695875f-4df2q 1/1 Running 0 1m

Deployment名であるtestnginxがプレフィックスとして付加され、testnginx-d9695875f-4df2qという名前のPodが確認できました。

Serviceの作成

ブラウザで起動しているNginxを確認するには、Podに対してクラスタ外部からアクセスするためのService（サービス）を作成する必要があります。kubectl exposeを利用してServiceを作成します。

kubectl expose deployment testnginx --port 80 --type NodePort

1	kubectl expose deployment testnginx --port 80 --type NodePort

deploymentにtestnginxを指定しています。–typeオプションにはNodePortを指定していますが、これはクラスタ外からアクセスするためのServiceです。他にもClusterIP、LoadBalancerなどのServiceがあります。

Serviceの一覧を表示させます。

kubectl get service

NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        3m
testnginx    NodePort    10.107.35.249   <none>        80:30055/TCP   2m

kubectl get service

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE

kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 3m

testnginx NodePort 10.107.35.249 <none> 80:30055/TCP 2m

testnginxのServiceを確認できました。TYPEが作成時に指定したNodePortになっています。PORT(S)を見ると、30055ポートからアクセスできるようになっています。

以上で http://localhost:30055/ にて「Welcome to nginx!」の画面を確認できます。