Keskitaso

Tarvitset OpenShift CLI-työkalun oc sekä OpenShift Routes API:n tuntemusta ja lisäksi Kubernetesin Podit ja Palvelut.

Johdanto

Tässä tutoriaalissa käsitellään Kubernetesin ydinkonsepteja pods, services, routes ja ReplicationControllers sekä niiden YAML-muodossa olevia esityksiä. Näiden Kubernetes API objektien havainnollistamiseksi rakennetaan Apache HTTP-palvelinsovellus kirjoittamalla näiden objektien yksinkertaisia tekstimuotoisia YAML-esityksiä.

Klusterissa tarvittavat vähimmäismääräiset objektit palvelimen ajamiseksi:

Pod, joka ajaa kontin.
Palvelu, joka altistaa podin sisäisesti ja antaa sille ennustettavan nimen.
Reitti, joka avaa palvelun internetiin ohjaamalla liikenteen <myservice>.2.rahtiapp.fi:sta palveluobjektiin.

Info

Käytännössä sinun ei pitäisi ottaa sovelluksia käyttöön samalla tavalla kuin tässä tutoriaalissa on kuvattu. Sen sijaan se on tarkoitettu Kubernetesin ydinkonseptien oppimiseen.

Verkko

Valmistelu

Varmista, että oc-komentorivi on asennettuna ja että olet kirjautunut sisään. Katso tarvittaessa komentorivityökalun asennus saadaksesi apua.

Projektit

Komento oc projects näyttää projektit, joihin sinulla on pääsy:

$ oc projects
Sinulla on pääsy seuraaviin projekteihin, ja voit vaihtaa niiden välillä komennolla 'oc
project <projectname>':

    someone-elses-public-project
  * my-project-with-unique-name

Käytät projektia "my-project-with-unique-name" palvelimella "https://api.2.rahti.csc.fi:6443".

Info

Listaus saattaa sisältää projekteja, jotka muut käyttäjät ovat luoneet isännöidäkseen julkisia Docker-kuvia. Vaikka on mahdollista vaihtaa näihin projekteihin, sinulla on niissä vain lukuoikeudet Docker-kuviin.

Jos sopivaa projektia ei ole, uusi voidaan luoda komennolla oc new-project:

oc new-project my-project-with-unique-name

Projektin nimen on oltava yksilöllinen Rahti-konteineripilvessä, ja lisäksi nimi voi sisältää vain kirjaimia, numeroita ja yhdysmerkkejä, eikä se ole kirjainkoon herkkä. Pohjimmiltaan nimen on oltava sellainen, että sitä voidaan käyttää DNS-nimen osana.

Jos kuulut useampaan kuin yhteen CSC-projektiin, joilla on pääsy Rahtiin, projektin kuvauksessa on oltava csc_project: #######, jossa ####### on laskutettava projekti (katso Projektit ja kiintiöt). Kuvaus voidaan liittää new-project-komentoon:

oc new-project my-project-with-unique-name --description='csc_project: #######'

Voit vaihtaa projektien välillä komennolla oc project:

oc project another-project

Podit ja komentoriviliitäntä

Podit ovat objekteja, jotka ajavat yhden tai useampia kontteja. Podin kontit jakavat IP-osoitteen ja voivat kommunikoida localhostin tai jaetun muistin kautta. Tämän vuoksi ne on suoritettava yhdellä fyysisellä solmulla.

Meidän tapauksessamme pod suorittaa web-palvelimen asennettuna konttikuvassa:

pod.yaml:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
  labels:
    app: serveapp
    pool: servepod
spec:
  containers:
  - name: serve-cont
    image: "image-registry.openshift-image-registry.svc:5000/openshift/httpd"

Tämä pod suorittaa yhden konttikuvan, joka on määritelty kentässä spec.containers.image.

Podin nimi on annettu metadata.name kohdassa. Podiin voidaan viitata käyttäen oc-komentoa:

oc get pods mypod

Kenttä metadata.labels.pool on mielivaltainen avain-arvo pari, joka mahdollistaa podien ryhmittelyn ja niiden löytymisen esim. palveluiden avulla.

Kubernetes API -objekteja esitetään YAML-muodossa. Lyhyt johdanto YAML:iin.

Podit ja muut Kubernetes/OpenShift API-objektit luodaan oc-komentorivityökalun avulla:

oc create -f pod.yaml

Podin pitäisi nyt näkyä "Yhteenveto"-sivulla OpenShiftin web-konsolissa projektia tarkasteltaessa.

Podi voidaan poistaa oc delete komennolla:

oc delete pod mypod

Näin ollen podin pitäisi kadota OpenShiftin verkkokonsolista, mutta pidetään se toistaiseksi käynnissä.

Resurssipyynnöt ja rajat

Tyypillisesti varaat resursseja konteille käyttämällä pyyntöjä ja rajoja, mutta näissä esimerkeissä pidättäydymme niiden käytöstä lyhyyden vuoksi. Jos arvoja ei ole annettu, käytetään oletusarvoja. Sama pod kuin yllä, muistin ja suorittimen resursseilla 200 MB - 1 GB ja 0,2 suorittimesta - 1 suorittimeen, voidaan lukea seuraavasti:

pod.yaml:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
  labels:
    app: serveapp
    pool: servepod
spec:
  containers:
  - name: serve-cont
    image: "image-registry.openshift-image-registry.svc:5000/openshift/httpd"
    resources:
      requests:
        memory: "200M"
        cpu: "200m"
      limits:
        memory: "1G"
        cpu: "1"

Lue lisää pyynnöistä ja rajoista Kubernetes-dokumentaatiosta.

Palvelu

Podien IP-osoitteet eivät ole pysyviä ja saattavat muuttua, jos esimerkiksi pod tapetaan ja luodaan uudelleen. Siksi, jotta podiin voidaan luotettavasti päästä, sen IP-osoite on seurattava ja tallennettava. Palveluobjektit tekevät juuri sen, ja seurauksena ne tarjoavat pysyvän verkkoidentiteetin podeille:

service.yaml:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: serve
  labels:
    app: serveapp
spec:
  ports:
  - name: 8081-tcp
    port: 8081
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    pool: servepod

Tämä palvelu välittää TCP-liikenteen sisäisesti portista 8081 projektissa porttiin 8080 podeissa, joiden etiketit ovat listattu spec.selector-kohdassa. Tässä tapauksessa liikenne ohjataan podeihin, joilla on etiketti pool: servepod. Jos on olemassa useita podeja, jotka vastaavat spec.selector-kohtaa, liikenne jaetaan podeille. Oletuksena jako tehdään vuorotellen käännöksellä.

spec.ports-kentässä vaadittu kenttä on vain port. protocol oletusarvo on TCP ja targetPort oletusarvo on portin arvo.

Varmistaaksemme, että palvelu on määritelty, aloitamme etäshellin podin mypod kontissa ja kyselemme sisäistä DNS-palvelua:

$ oc rsh mypod
sh-4.2$ nslookup serve
Server:     172.30.0.10
Address:    172.30.0.10#53

Name:   serve.test-sidecar.svc.cluster.local
Address: 172.30.103.178

Reitti

Reitti objektit ovat OpenShiftin lisäyksiä Kubernetesiin, jotka ohjaavat HTTP-liikenteen internetistä (tai mihin tahansa verkkoon, johon OpenShift-klusteri on yhdistetty) OpenShiftin klusterin palveluihin.

route.yaml:

apiVersion: route.openshift.io/v1
kind: Route
metadata:
  labels:
    app: serveapp
  name: myservice
  annotations:
    haproxy.router.openshift.io/ip_whitelist: 192.168.1.0/24 10.0.0.1
spec:
  host: <myroute>.2.rahtiapp.fi
  to:
    kind: Service
    name: serve
    weight: 100

Tämä reitti ohjaa liikenteen internetistä klusterin palveluun, jonka metadata.name vastaa spec.to.name-kohtaa.

Sinun täytyy korvata <myroute> millä tahansa arvolla, joka on kelvollinen DNS-nimi (on suositeltavaa käyttää projektnimeä).

Erityisesti tämä reitti sallii vain liikenteen aliverkosta 192.168.1.0/24 ja IP:stä 10.0.0.1. Turvallisuusnäkökulmasta on erittäin suositeltavaa käyttää IP-listoja palveluille, joiden ei ole tarkoitus olla näkyvissä koko internetille.

Jotta voit muodostaa yhteyden, sinun täytyy lisätä (tai korvata) oma IP:si tai aliverkon maski, joka sisältää oman IP:si. Toinen vaihtoehto on poistaa merkintä kokonaan, jolloin kaikki maailmassa voivat muodostaa yhteyden.

Voit nyt mennä selaimeesi ja kirjoittaa asettamasi osoitteen: <myservice>.2.rahtiapp.fi. Sen pitäisi palauttaa sinulle Apache-testisivu:

Apache-testisivu

Warning

Jos whitelist-merkintä on muotoiltu väärin, OpenShift hylkää whitelistin ja sallii kaiken liikenteen.

Oletuksena isäntänimi on metadata.name + - + projektnimi + .2.rahtiapp.fi, ellei muuta ole määritelty spec.host:ssa.

Tähän mennessä olemme asettaneet podin, palvelun ja reitin. Jos fyysinen palvelin, jossa pod sijaitsee, sammuu, sinun täytyy manuaalisesti käynnistää podit uudelleen käyttämällä oc create -f pod.yaml. ReplicationController ja ReplicaSet objektit ovat mekanismeja, jotka tekevät tämän puolestasi.

Replikaationohjaus

ReplicationControllers vanhentuneet

ReplicationControllers, samoin kuin DeploymentConfigs ovat vanhentuneet OpenShift OKD:n nykyisissä versioissa. Seuraa ohjeita korvaa DeploymentConfig Deploymentilla.

Replikaationohjaus varmistaa, että klusterissa on spec.replicas numero podeja, joiden etiketit vastaavat spec.selector:ia. Jos podeja on liikaa, Replikaationohjaus sammuttaa ylimääräiset, ja jos podeja on liian vähän, se käynnistää podeja spec.template-kohtaan perustuen. Todellisuudessa template-kenttä on täsmälleen pod, joka on kuvattu pod.yaml:issa, paitsi että kentät apiVersion ja kind puuttuvat.

ReplicationController.yaml:

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  labels:
    app: serveapp
  name: blogtest-replicator
spec:
  replicas: 1
  selector:
    app: serveapp
    pool: servepod
  template:
    metadata:
      name: mypod
      labels:
        app: serveapp
        pool: servepod
    spec:
      containers:
      - name: serve-cont
        image: "image-registry.openshift-image-registry.svc:5000/openshift/httpd"

Replikaationohjaimet toimivat suurin piirtein samalla tavalla kuin ReplicaSets, joita käsitellään "Kubernetes- ja OpenShift-konseptit" luvussa. Replikaationohjaimen voi muuntaa ReplicaSetiksi vaihtamalla spec.selector kohtaan spec.selector.matchLabels ja asettamalla kind: ReplicaSet.

Info

Keskeinen Kubernetes-konsepti nimeltään rekonsiliaatiosilmukka ilmenee Replikaationohjaimissa. Rekonsiliaatiosilmukka on mekanismi, joka mittaa järjestelmän aktuaalisen tilan, rakentaa mittaukseen perustuvan nykytilan ja suorittaa toimia niin, että järjestelmän tila vastaisi haluttua tavoitetilaa.

Tässä terminologiassa, Replikaationohjaimet ovat objekteja, jotka kuvaavat klusterin tavoitetilaa. Toinen tällainen objekti on aiemmin kohdattu palveluobjekti. Siellä toinen rekonsiliaatiosilmukka vertaa palvelun päätepisteitä todellisiin ja valmis oleviin podeihin ja säätää niitä tarpeen mukaan. Tämän seurauksena palvelun päätepisteet osoittavat aina valmiisiin podeihin ja vain niihin podeihin, joiden etiketeissä on kaikki palveluobjektin valitsimessa esiintyvät kentät. Itse asiassa jokainen spec:n esiintymä Kubernetes-objektin YAML-esityksessä kuvailee spesifikaatiota rekonsiliaatiosilmukalle. Silmukat podeille vain sattuvat olemaan sidoksissa Kubernetesin työntekijäsolmuihin ja ovat siten altistuneita poistettaviksi, jos tai kun työntekijäsolmut lopetetaan.

Siivous

Kun olemme tyytyväisiä sovellukseen, emme pidä sitä klusterissa käynnissä, vaan poistamme sen oc delete komennolla:

oc delete all --selector app=serveapp

Tämä poistaa kaikki objektit, joiden etiketti on app: serveapp.

Johtopäätös

Tässä tutoriaalissa asennettiin staattinen verkkosivupalvelin käyttäen Kubernetes-objekteja edustavia YAML-tiedostoja. Luotuja objekteja voidaan edelleen muokata OpenShift-verkkokonsolissa, jossa:

Reittejä voidaan muokata turvallisiksi TLS:llä salatuiksi.
Automaattisia skaalaimia, pysyviä tallennustiloja, resurssirajoja ja terveysseurantoja voidaan lisätä Replikaationohjaimiin.
Uusia reittejä voidaan lisätä palveluille.