Kubernetesのマニフェスト（Manifest）ファイルでNginxを起動

Kubernetesのマニフェスト（Manifest）ファイルによってNginxを起動させてみます。

関連ページ

関連ページでは、下記のkubectlコマンドによってNginxを起動させましたが、本記事ではマニフェストファイルによって同様の事をおこなってみます。

kubectl run testnginx --image nginx

1	kubectl run testnginx --image nginx

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

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

リソースとマニフェストファイルについて

Kubernetesのリソースとマニフェストファイルについて簡単にまとめておきます。

Kubernetesのリソースとは、コンテナ（とりわけDockerコンテナ）によるアプリケーションを構成するいわゆる “部品” としての総称です。例えばPodに対するポート番号や負荷分散などのネットワークの設定は、ServiceやIngressと呼ばれるリソースによって定義していきます。

そして、それらリソースをどのように構成してKubernetesクラスタとしてのアプリケーションをデプロイしていくのかを定義したものがマニフェストファイルです。つまり、リソースの構成をテキストファイルで記述したのがマニフェストファイルです。そもそもKubernetesクラスタ内のリソースはすべてRESTfulとして表示されるようになっています。

マニフェストファイルによってKubernetesクラスタを形成する様子を簡略化したのが下記イラストです。実際にはマスターノードにはクラスタの構成を保存するデータストア（etcd）やクラスタの状態を監視するController Managerなどのコンポーネント、そしてノード側にはAPI Serverと接続するkubeletなどがありますが本記事では説明しません。

以下は本記事で利用する主なリソースです。

Deploymentリソース

ざっくりと表現すれば、Deploymentはアプリケーションのスケーリングやバージョンを管理するリソースです。具体的には「クラスタ内のPodを管理するReplicaSetリソース」を管理します。DeploymentリソースからReplicaSetおよびPodが自動的に作成されます。つまり上述したkubectl runは、このDeploymentとReplicaSet、そしてPodを作成するコマンドです。このDeploymentを利用した管理方法については本記事では説明しませんが、このリソースを利用してNginxコンテナを起動させるマニフェストファイルを作成します。

Serviceリソース

Kubernetesのネットワークの定義をおこなうリソースです。ClusterIP、LoadBalancer、NodePortなどの種類があります。このService以外にもネットワークを扱うリソースとしてIngressがあります。

マニフェストファイルの作成

nginx.yamlという名前のマニフェストファイルを作成しました。DeploymentとServiceによるリソースで構成したマニフェストファイルです。をクリックしてコードを別ウィンドウで開くと、説明と同時に確認しやすくなります。

apiVersion: apps/v1 #APIのバージョン
kind: Deployment #リソースの種類
metadata:
  name: test-nginx #名前を付ける
spec:
  selector: #どのPodを起動するか
    matchLabels:
      app: nginx #テンプレートを指定
  replicas: 3 #レプリカ数（Podの数）
  template: #作成されるPodのテンプレート
    metadata:
      labels:
        app: nginx #Labelを付ける
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80 #ポート番号
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      nodePort: 30000 #30000~32767の間で指定
  selector: #下記のLabel（ラベル）を指定したPodに伝送
    app: nginx

apiVersion: apps/v1 #APIのバージョン

kind: Deployment #リソースの種類

metadata:

spec:

selector: #どのPodを起動するか

matchLabels:

app: nginx #テンプレートを指定

replicas: 3 #レプリカ数（Podの数）

metadata:

labels:

app: nginx #Labelを付ける

spec:

containers:

- name: nginx

image: nginx:latest

ports:

- containerPort: 80 #ポート番号

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

spec:

type: NodePort

ports:

- port: 80

nodePort: 30000 #30000~32767の間で指定

selector: #下記のLabel（ラベル）を指定したPodに伝送

app: nginx

2行目、22行目

kindにはリソースの種類を設定します。上記マニフェストファイルは、DeploymentおよびServiceで構成したアプリケーションとしてデプロイされます。

9行目

replicasにはクラスタ内に起動させておくPodの数を指定します。この数に合わせて設定されたPod（10行目〜のテンプレート）が起動します。

5行目、14行目、25行目

specにはそれぞれのリソースの種類によって様々な設定項目があります。

20行目

— によってリソースが分けられていますが、ファイル自体を分離しそれぞれのファイルに対してkubectl create（後述）することも可能です。

26行目

Serviceリソースにおけるspecのtypeで、Podに対してクラスタ外部からアクセスするためのNodePortを指定しています。

27〜31行目

30000ポートから接続すると、selectorに指定したapp=nginxというキーと値を持つLabel（ラベル）を指定したPodに伝送されます（上記では12、13行目）。このLabelはリソースをグループ化する機能を持っています。Kubernetesクラスタ内でリソースが増えた場合などに役立ちます。

本記事ではKubernetesクラスタを構成するいくつかのリソースを簡単に説明しましたが、他にもたくさんのリソースが存在します。それらリソースにはどのような機能があり、またリソース同士をどう構成していくのかを学んでいくのがKubernetesの本質です。

デプロイ

実際に上記で作成したマニフェストファイルをデプロイしてみます。

kubectl create -f nginx.yaml

1	kubectl create -f nginx.yaml

Kubernetes APIサーバーにマニフェストファイルが送信されます。

以上で「http://localhost:30000/」にて「Welcome to nginx!」が確認できます。

作成されたPodの一覧を表示させます。poはpodsの略称です。

kubectl get po -o wide

NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP          NODE
test-nginx-64ff85b579-s54hc   1/1       Running   0          1m        10.1.0.63   docker-for-desktop
test-nginx-64ff85b579-sft5d   1/1       Running   0          1m        10.1.0.61   docker-for-desktop
test-nginx-64ff85b579-zdmrp   1/1       Running   0          1m        10.1.0.62   docker-for-desktop