■ はじめに

少しづつだが、Kubernetes について勉強していく

【１】Kubernetes
　１）コンテナ管理の具体例
　２）その他のコンテナオーケストレーション
　３）docker-compose との比較
【２】公式サイト
【３】動画
【４】コンポーネント
　１）コントロールプレーン（Control Planes）
　２）ノード（Node）
　補足：Kubernetes Cluster（クラスタ）
【５】リソース
　１）Node
　２）Pod
　３）ReplicaSet
　４）Deployment
　５）Service
【６】用語整理
　１）Namespace(名前空間)
　２）CRD (Custom Resource Definitions)
　３）Amazon EKS

【１】Kubernetes

* Dockerコンテナ管理
 => よく「コンテナのオーケストレーションツール」とか言われている

補足

* Kubernetes (ギリシャ語) = 操舵手, パイロット, 人生の道標
* koo-ber-net-ees = クーべネティス
* 略語：K8s(k-eights) => 8文字の「ubernete」を「8」
* Google製
* Go言語で作成

１）コンテナ管理の具体例

* 複数のDockerホストの管理
* スケーリング / オートスケーリング
* ロードバランシング
* コンテナの死活監視
etc...

２）その他のコンテナオーケストレーション

１）Docker Swarm => Docker 標準
２）Apache MESOS

３）docker-compose との比較

* docer-compose は、コンテナ作成のみだが
　Kubernetes は、コンテナ作成＋コンテナ監視・維持。
 => 例えば、Kubernetes は、コンテナが停止しても、
　　維持のために新しいコンテナを作り直す

【２】公式サイト

* 充実している

https://kubernetes.io/ja/docs/home/
チュートリアル
https://kubernetes.io/ja/docs/tutorials/kubernetes-basics/create-cluster/cluster-interactive/

【３】動画

日本語
https://youtu.be/r0NpHb-6IvY?t=102
英語
https://www.youtube.com/watch?v=4ht22ReBjno&feature=youtu.be&t=31

【４】コンポーネント

* 大きく分けて、以下の２つ。

１）コントロールプレーン（Control Planes。制御盤）
２）ノード（Node）

１）コントロールプレーン（Control Planes）

* クラスタのWorker NodeとPodを管理する
* コントロールプレーンは、以下の表の5つのコンポーネントで構成
 => 以下の構成図を見ながら確認するのがいい。

https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/overview/components/

#	項目	内容
1	kube-apiserver	外部とのやり取りをするサービス。kubectlコマンドを受けて実行
2	kube-controller-manager	コントローラを統括管理し、実行
3	kube-scheduler	Podをワーカーノードに割り当てるサービス
4	colud-controller-manager	AWSなどのクラウドサービスと連携し、サービスを作る
5	etcd	クラスタ情報を管理するキーバリュー型のデータベース

マスターノード（Master Node）

* コントロールプレーンを実行しているのがマスターノードと呼ぶ

２）ノード（Node）

* アプリケーションを実行しているマシン
 => ノード自体は、一台の物理サーバもしくは仮想マシン
 => 以下のサイトの構成図が分かりやすい
* Worker Nodeとも呼ぶ。

https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/overview/components/
https://thinkit.co.jp/article/17453

* コンテナの実行ホストを提供する

補足：Kubernetes Cluster（クラスタ）

* 「コントロールプレーン」と「ノード」の「集まり（Cluster）」を
　クラスタとして管理

【５】リソース

* Kubernetes は、OS機能（e.g. iptables）や仕組みを「リソース」という
　オブジェクトとして抽象化して管理している
* 以下は代表的なリソースである。

１）Node（ノード）
２）Pod（ポッド）
３）ReplicaSet（レプリカセット）
４）Deployment（デプロイメント）
５）Service（サービス）

Pod < ReplicaSet < Deployment

https://news.mynavi.jp/itsearch/article/devsoft/4358
https://blog.a-know.me/entry/2018/08/14/185324
https://qiita.com/sky0621/items/beb12145f1b674fe7904
https://qiita.com/tkusumi/items/01cd18c59b742eebdc6a
https://qiita.com/mihirat/items/ebb0833d50c882398b0f

１）Node

* 上述「２）ノード（Node）」の通りで、アプリケーションを実行しているマシン
* 以下が存在する
 + Container Runtime (Dockerなど)
 + kubelet
 + kube-proxy

#	項目	内容
1	kubelet	マスターノードのkube-schedulerと連携して、ワーカーノード上にPodを配置し実行。また、Podを監視し、kube-schedulerへ通知
2	kube-proxy	ネットワーク通信をルーティングする仕組み

２）Pod

* コンテナをグループ化したもの
* Kubernetesで管理上の最小単位
 => 『コンテナ』の集合体（Container/Networking(PodのIPアドレス)/Volumn）
 　　以下の公式サイトの構成図を見るとイメージしやすいかも。

https://kubernetes.io/ja/docs/tutorials/kubernetes-basics/explore/explore-intro/

 => 仮想NICを共有（同じIP、同じVolumn）し、仮想ホストのように働く
 => 基本的には1Pod:1コンテナだが、1Pod:複数コンテナも可能。
 => Node とは、「１ Node：多 Pod」の関係

３）ReplicaSet

* Podを生成・管理
 => 指定された数のポッド数を『維持』するための Pod マネージャ的存在
 => 障害などでPodが減少した場合、別ノードで自動的にPodを起動し、
　　レプリカ数を維持する
* ReplicationControllerの後継

https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/

４）Deployment

* 複数のReplicaSetを生成・管理
 => 例えば、サーバのVersion Upをさせたい場合に使用
 => 以下のサイトが分かりやすいかも

https://qiita.com/tkusumi/items/01cd18c59b742eebdc6a

５）Service

* Podに対して、まとめて管理するもの

Service の種類

https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/services-networking/service/

Service type	Explanations	Memo
ClusterIP (デフォルト)	クラスタ内部のIPアドレスでServiceを公開	クラスタ外からアクセスできない。Ingressというリソースを利用して公開は可能
NodePort	全てのNodeのIPアドレスで指定したポート番号（NodePort）を公開	Nodeのランダムなポートを使用して外部サーバからアクセス
LoadBalancer	外部ロードバランサを用いて外部IPアドレスを公開
ExternalName	Service を externalNameの内容にマッピング	クラスタのDNSサーバがその外部ホスト名の値をもつエイリアス(別名。CNAME)を返すように設定される

* CNAME レコードの詳細に関しては、以下の関連記事を参照の事

DNS (Domain Name System)
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2015/02/03/151621

【５】用語整理

１）Namespace(名前空間)

* 同一の物理クラスター上で複数の仮想クラスターの動作をサポートしているのだが
　この仮想クラスターをNamespaceと呼ぶ

https://kubernetes.io/ja/docs/concepts/overview/working-with-objects/namespaces/

* 詳細は、以下の関連記事を参照のこと

Kubernetes ～ Namespace ～
https://dk521123.hatenablog.com/entry/2024/10/25/000712

２）CRD (Custom Resource Definitions)

* DeploymentやPodといったリソースではなく
　ユーザ独自のリソースを定義することもできる機能
* Kubernetes APIを拡張して独自のリソースを定義

https://qiita.com/cvusk/items/773e222e0971a5391a51
https://qiita.com/Attsun/items/785008ef970ad82c679c
https://www.sambaiz.net/article/182/
https://hi1280.hatenablog.com/entry/2019/11/15/003101
https://atmarkit.itmedia.co.jp/ait/articles/2109/10/news013.html
https://zoetrope.github.io/kubebuilder-training/introduction/basics.html

３）Amazon EKS

* EKS : Elastic Kubernetes Service
* Kubernetes クラスタを管理するための AWSサービス

参考文献

https://thinkit.co.jp/article/18079
https://thinkit.co.jp/article/13542
https://thinkit.co.jp/article/17453
https://qiita.com/mihirat/items/ebb0833d50c882398b0f
https://qiita.com/Kta-M/items/ce475c0063d3d3f36d5d
https://y-ohgi.com/introduction-kubernetes/
https://docs.microsoft.com/ja-jp/learn/modules/intro-to-kubernetes/

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プログラミング

プログラムの超個人的なメモ

Memo for Programming.

【k8s】Kubernetes ～基礎知識編～

■ はじめに

目次

【１】Kubernetes

１）コンテナ管理の具体例

２）その他のコンテナオーケストレーション

３）docker-compose との比較

【２】公式サイト

【３】動画

【４】コンポーネント

１）コントロールプレーン（Control Planes）

２）ノード（Node）

補足：Kubernetes Cluster（クラスタ）

【５】リソース

１）Node

２）Pod

３）ReplicaSet

４）Deployment

５）Service

【５】用語整理

１）Namespace(名前空間)

２）CRD (Custom Resource Definitions)

３）Amazon EKS

参考文献

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