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Azure Stack Edge Pro GPU デバイスで kubectl を使用して Kubernetes ステートレス アプリケーションをデプロイする

適用対象:Yes for Pro GPU SKUAzure Stack Edge Pro - GPUYes for Pro 2 SKUAzure Stack Edge Pro 2Yes for Pro R SKUAzure Stack Edge Pro RYes for Mini R SKUAzure Stack Edge Mini R

この記事では、既存の Kubernetes クラスターで kubectl コマンドを使用して、ステートレス アプリケーションをデプロイする方法について説明します。 また、この記事では、ステートレス アプリケーションでポッドを作成および設定するプロセスについて説明します。

前提条件

Kubernetes クラスターを作成し、kubectl コマンドライン ツールを使用する前に、確実に次のようになっている必要があります。

  • 1 ノードの Azure Stack Edge Pro デバイスに対するサインイン資格情報がある。

  • Azure Stack Edge Pro デバイスにアクセスするために、Windows クライアント システムに Windows PowerShell 5.0 以降がインストールされている。 サポートされているオペレーティング システムが搭載されている他のクライアントを使用することもできます。 この記事では、Windows クライアントを使用する場合の手順について説明します。 最新バージョンの Windows PowerShell をダウンロードするには、Windows への PowerShell のインストールに関するページに移動します。

  • Azure Stack Edge Pro デバイスでコンピューティングが有効になっている。 コンピューティングを有効にするには、デバイスのローカル UI で [コンピューティング] ページに移動します。 その後、コンピューティングに対して有効にするネットワーク インターフェイスを選択します。 [有効化] を選択します。 コンピューティングを有効にすると、そのネットワーク インターフェイスでデバイスの仮想スイッチが作成されます。 詳細については、Azure Stack Edge Pro でのコンピューティング ネットワークの有効化に関するページを参照してください。

  • Azure Stack Edge Pro デバイスで、バージョン v1.9 以降の Kubernetes クラスター サーバーが実行されている。 詳細については、Microsoft Azure Stack Edge Pro デバイスでの Kubernetes クラスターの作成と管理に関するページを参照してください。

  • kubectl をインストールしている。

ステートレス アプリケーションをデプロイする

作業を開始する前に、次のようになっている必要があります。

  1. Kubernetes クラスターが作成されている。
  2. 名前空間が設定されている。
  3. ユーザーと名前空間が関連付けられている。
  4. ユーザー構成が C:\Users\<username>\.kube に保存されている。
  5. kubectl がインストールされている。

これで、Azure Stack Edge Pro デバイスでのステートレス アプリケーションのデプロイの実行と管理を開始できるようになりました。 kubectl の使用を開始する前に、正しいバージョンの kubectl があることを確認する必要があります。

正しいバージョンの kubectl があり、構成が設定されていることを確認する

kubectl のバージョンを確認するには、次のようにします。

  1. kubectl のバージョンが 1.9 以上であることを確認します。

    kubectl version
    

    出力の例を次に示します。

    PS C:\WINDOWS\system32> C:\windows\system32\kubectl.exe version
    Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"15", GitVersion:"v1.15.2", GitCommit:"f6278300bebbb750328ac16ee6dd3aa7d3549568", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2019-08-05T09:23:26Z", GoVersion:"go1.12.5", Compiler:"gc", Platform:"windows/amd64"}
    Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"15", GitVersion:"v1.15.1", GitCommit:"4485c6f18cee9a5d3c3b4e523bd27972b1b53892", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2019-07-18T09:09:21Z", GoVersion:"go1.12.5", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
    

    この場合、kubectl のクライアント バージョンは v1.15.2 であり、互換性があるため、先に進みます。

  2. Kubernetes クラスターで実行されているポッドの一覧を取得します。 ポッドは、Kubernetes クラスターで実行されるアプリケーション コンテナー (つまり、プロセス) です。

    kubectl get pods -n <namespace-string>
    

    コマンドの使用例を次に示します。

    PS C:\WINDOWS\system32> kubectl get pods -n "test1"
    No resources found.
    PS C:\WINDOWS\system32>
    

    クラスターで実行されているアプリケーションが存在しないため、出力にはリソース (ポッド) が見つからないことが示されるはずです。

    このコマンドを実行すると、"C:\Users <ユーザー名>\.kube" のディレクトリ構造に構成ファイルが設定されます。 Kubernetes クラスターでステートレス アプリケーションを作成および管理するために、kubectl コマンドライン ツールでこれらのファイルが使用されます。

  3. "C:\Users\<ユーザー名>\.kube" のディレクトリ構造を手動で確認し、kubectl によって次のサブフォルダーが設定されていることを確かめます。

    PS C:\Users\username> ls .kube
    
    
       Directory: C:\Users\user\.kube
    
    Mode                LastWriteTime         Length Name
    ----                -------------         ------ ----
    d-----         2/18/2020 11:05 AM                cache
    d-----         2/18/2020 11:04 AM                http-cache
    -a----         2/18/2020 10:41 AM           5377 config
    

Note

すべての kubectl コマンドの一覧を表示するには、「kubectl --help」と入力します。

デプロイを使用してステートレス アプリケーションを作成する

kubectl コマンドラインのバージョンが正しいことと、必要な構成ファイルがあることを確認したので、ステートレス アプリケーションのデプロイを作成できます。

ポッドは、Kubernetes アプリケーションの基本的な実行単位であり、作成またはデプロイする Kubernetes オブジェクト モデルでの最も小さくてシンプルな単位です。 また、ポッドにより、ストレージ リソース、一意のネットワーク IP、およびコンテナーの実行方法を制御するオプションがカプセル化されます。

作成するステートレス アプリケーションの種類は、nginx Web サーバーのデプロイです。

ステートレス アプリケーションのデプロイを作成および管理するために使用するすべての kubectl コマンドで、構成に関連付けられている名前空間を指定する必要があります。 この名前空間は、New-HcsKubernetesNamespace を使用して、Microsoft Azure Stack Edge Pro デバイスでの Kubernetes クラスターの作成と管理に関するチュートリアルで Azure Stack Edge Pro デバイス上のクラスターに接続しているときに作成したものです。

kubectl コマンドで名前空間を指定するには、kubectl <command> -n <namespace-string> を使用します。

これらの手順に従って、nginx デプロイを作成します。

  1. Kubernetes デプロイ オブジェクトを作成することによって、ステートレス アプリケーションを適用します。

    kubectl apply -f <yaml-file> -n <namespace-string>
    

    この例では、アプリケーションの YAML ファイルへのパスは外部ソースです。

    コマンドの使用法と出力の例を以下に示します。

    PS C:\WINDOWS\system32> kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml -n "test1"
    
    deployment.apps/nginx-deployment created
    

    次のマークダウンをローカル コンピューターに保存し、-f パラメーターでパスとファイル名を置き換えることもできます。 たとえば、"C:\Kubernetes\deployment.yaml" のようになります。 アプリケーションのデプロイの構成を以下に示します。

    apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
    kind: Deployment
    metadata:
      name: nginx-deployment
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
          - name: nginx
            image: nginx:1.7.9
            ports:
            - containerPort: 80
    

    このコマンドにより、アプリケーションを実行する 2 つのポッドがあるデフォルト nginx-deployment が作成されます。

  2. 作成した Kubernetes の nginx-deployment の説明を取得します。

    kubectl describe deployment nginx-deployment -n <namespace-string>
    

    コマンドの使用法を出力と共に次に示します。

    PS C:\Users\user> kubectl describe deployment nginx-deployment -n "test1"
    
    Name:                   nginx-deployment
    Namespace:              test1
    CreationTimestamp:      Tue, 18 Feb 2020 13:35:29 -0800
    Labels:                 <none>
    Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
                            kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                              {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"name":"nginx-deployment","namespace":"test1"},"spec":{"repl...
    Selector:               app=nginx
    Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
    StrategyType:           RollingUpdate
    MinReadySeconds:        0
    RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
    Pod Template:
       Labels:  app=nginx
       Containers:
        nginx:
         Image:        nginx:1.7.9
         Port:         80/TCP
         Host Port:    0/TCP
         Environment:  <none>
         Mounts:       <none>
       Volumes:        <none>
    Conditions:
       Type           Status  Reason
       ----           ------  ------
       Available      True    MinimumReplicasAvailable
       Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
    OldReplicaSets:  <none>
    NewReplicaSet:   nginx-deployment-5754944d6c (2/2 replicas created)
    Events:
      Type    Reason             Age    From                   Message
      ----    ------             ----   ----                   -------
      Normal  ScalingReplicaSet  2m22s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-5754944d6c to 2
    

    "レプリカ" の設定では、次のようになっているのがわかります。

    Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
    

    "レプリカ" の設定は、デプロイの仕様で 2 つのポッドが求められたこと、それらのポッドが作成および更新されたこと、およびそれらが使用できる状態になっていることを示しています。

    Note

    デバイス ノードで障害が発生した場合や、デバイスのアップグレードが中断された場合など、何らかの理由で削除または終了されたポッドがレプリカ セットによって置き換えられます。 このため、アプリケーションに必要なポッドが 1 つだけの場合でも、レプリカ セットを使用することをお勧めします。

  3. デプロイ内のポッドを一覧表示するには、次のようにします。

    kubectl get pods -l app=nginx -n <namespace-string>
    

    コマンドの使用法を出力と共に次に示します。

    PS C:\Users\user> kubectl get pods -l app=nginx -n "test1"
    
    NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd   1/1     Running   0          3m13s
    nginx-deployment-5754944d6c-nfj2h   1/1     Running   0          3m13s
    

    この出力で、kubectl を使用して参照できる一意の名前を持つ 2 つのポッドがあることを確認できます。

  4. デプロイ内の個々のポッドに関する情報を表示するには、次のようにします。

    kubectl describe pod <podname-string> -n <namespace-string>
    

コマンドの使用法を出力と共に次に示します。

PS C:\Users\user> kubectl describe pod "nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd" -n "test1"

Name:           nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd
Namespace:      test1
Priority:       0
Node:           k8s-1d9qhq2cl-n1/10.128.46.184
Start Time:     Tue, 18 Feb 2020 13:35:29 -0800
Labels:         app=nginx
                pod-template-hash=5754944d6c
Annotations:    <none>
Status:         Running
IP:             172.17.246.200
Controlled By:  ReplicaSet/nginx-deployment-5754944d6c
 Containers:
   nginx:
     Container ID:   docker://280b0f76bfdc14cde481dc4f2b8180cf5fbfc90a084042f679d499f863c66979
     Image:          nginx:1.7.9
     Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:e3456c851a152494c3e4ff5fcc26f240206abac0c9d794affb40e0714846c451
     Port:           80/TCP
     Host Port:      0/TCP
     State:          Running
       Started:      Tue, 18 Feb 2020 13:35:35 -0800
     Ready:          True
     Restart Count:  0
     Environment:    <none>
     Mounts:
       /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-8gksw (ro)
 Conditions:
   Type              Status
   Initialized       True
   Ready             True
   ContainersReady   True
   PodScheduled      True
 Volumes:
   default-token-8gksw:
     Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
     SecretName:  default-token-8gksw
     Optional:    false
 QoS Class:       BestEffort
 Node-Selectors:  <none>
 Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                  node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
 Events:
   Type    Reason     Age    From                       Message
   ----    ------     ----   ----                       -------
   Normal  Scheduled  4m58s  default-scheduler          Successfully assigned test1/nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd to k8s-1d9qhq2cl-n1
   Normal  Pulling    4m57s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Pulling image "nginx:1.7.9"
   Normal  Pulled     4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Successfully pulled image "nginx:1.7.9"
   Normal  Created    4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Created container nginx
   Normal  Started    4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Started container nginx

レプリカ数を増やしてアプリケーションのデプロイを再スケーリングする

各ポッドは、特定のアプリケーションの 1 つのインスタンスを実行することを意図しています。 複数のインスタンスを実行するようにアプリケーションを水平方向にスケーリングする場合は、ポッドの数をインスタンスごとに 1 つずつ増やすことができます。 Kubernetes では、これをレプリケーションと呼びます。 新しい YAML ファイルを適用することによって、アプリケーションのデプロイでポッドの数を増やすことができます。 YAML ファイルを使用して、レプリカの設定を 4 に変更します。これにより、デプロイのポッドの数が増え、4 ポッドになります。 ポッドの数を 2 から 4 に増やすには、次のようにします。

PS C:\WINDOWS\system32> kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment-scale.yaml -n "test1"

次のマークダウンをローカル コンピューターに保存し、kubectl apply-f パラメーターのパスとファイル名に置き換えることもできます。 たとえば、"C:\Kubernetes\deployment-scale.yaml" のようになります。 アプリケーションのデプロイ スケールの構成は次のとおりです。

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 4 # Update the replicas from 2 to 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8
        ports:
        - containerPort: 80

デプロイに 4 つのポッドがあることを確認するには、次のようにします。

kubectl get pods -l app=nginx

デプロイを再スケーリングして、ポッドを 2 つから 4 つにする場合の出力例を次に示します。

PS C:\WINDOWS\system32> kubectl get pods -l app=nginx

NAME                               READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-148880595-4zdqq   1/1       Running   0          25s
nginx-deployment-148880595-6zgi1   1/1       Running   0          25s
nginx-deployment-148880595-fxcez   1/1       Running   0          2m
nginx-deployment-148880595-rwovn   1/1       Running   0          2m

出力からわかるように、現在、デプロイ内には、アプリケーションを実行できる 4 つのポッドがあります。

デプロイを削除する

すべてのポッドを含む、デプロイを削除するには、デプロイ nginx-deployment の名前と名前空間名を指定して、kubectl delete deployment を実行する必要があります。 デプロイを削除するには、次のようにします。

kubectl delete deployment nginx-deployment -n <namespace-string>

コマンドの使用例を出力と共に次に示します。

PS C:\Users\user> kubectl delete deployment nginx-deployment -n "test1"
deployment.extensions "nginx-deployment" deleted

次のステップ

Kubernetes の概要