コンテナ化されたウェブ アプリケーションのデプロイ

リポジトリを作成する

このチュートリアルでは、Artifact Registry にイメージを保存し、そのイメージをレジストリからデプロイします。このクイックスタートでは、hello-repo という名前のリポジトリを作成します。

1. 環境変数 PROJECT_ID に Google Cloud プロジェクト ID（PROJECT_ID）を設定します。この環境変数は、コンテナ イメージをビルドしてリポジトリに push するときに使用します。

   export PROJECT_ID=PROJECT_ID
   

2. PROJECT_ID 環境変数の値が正しいことを確認します。

   echo $PROJECT_ID
   

3. Google Cloud CLI のプロジェクト ID を設定します。

   gcloud config set project $PROJECT_ID
   

   出力:

   Updated property [core/project].
   

4. 次のコマンドを使用して hello-repo リポジトリを作成します。

   gcloud artifacts repositories create hello-repo \
      --repository-format=docker \
      --location=REGION \
      --description="Docker repository"
   

   REGION は、リポジトリのリージョン（us-west1 など）で置き換えます。使用可能なロケーションのリストを表示するには、次のコマンドを実行します。

    gcloud artifacts locations list
   

コンテナ イメージのビルド

このチュートリアルでは、hello-app という名前のサンプル ウェブ アプリケーションをデプロイします。このウェブ アプリケーションは Go で作成されたウェブサーバーで、ポート 8080 のすべてのリクエストに対して「Hello, World!」というメッセージを返します。

GKE は、Docker イメージをアプリケーション デプロイ形式として受け入れます。hello-app を GKE にデプロイする前に、hello-app ソースコードを Docker イメージとしてパッケージ化する必要があります。

Docker イメージを作成するには、ソースコードと Dockerfile が必要です。Dockerfile には、イメージの作成方法に関する手順が含まれています。

1. 次のコマンドを実行して、hello-app ソースコードと Dockerfile をダウンロードします。

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
   cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/hello-app
   

2. hello-app の Docker イメージをビルドしてタグ付けします。

   docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1 .
   

   このコマンドを実行すると、Docker は現在のディレクトリにある Dockerfile を使用してイメージをビルドし、ローカル環境に保存します。また、us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app:v1 などの名前を使用してイメージにタグを設定します。次のセクションで、このイメージを Artifact Registry に push します。

   • PROJECT_ID 変数は、コンテナ イメージを Google Cloud プロジェクトの hello-repo リポジトリに関連付けます。
   • us-west1-docker.pkg.dev 接頭辞は、リポジトリのリージョン ホストである Artifact Registry を表します。

3. docker images コマンドを実行して、ビルドが成功したことを確認します。

   docker images
   

   出力:

   REPOSITORY                                                 TAG     IMAGE ID       CREATED          SIZE
   us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app    v1      25cfadb1bf28   10 seconds ago   54 MB
   

4. サービス アカウントに IAM ポリシー バインディングを追加します。

   gcloud artifacts repositories add-iam-policy-binding hello-repo \
       --location=REGION \
       --member=serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com \
       --role="roles/artifactregistry.reader"
   

   PROJECT_NUMBER は、プロジェクトのプロジェクト番号に置き換えます。

コンテナをローカルで実行する（省略可）

1. ローカル Docker エンジンを使用してコンテナ イメージをテストします。

   docker run --rm -p 8080:8080 REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
   

2. [ウェブでプレビュー] ボタン をクリックしてから、8080 ポート番号を選択します。GKE でプロキシ サービスのプレビュー用 URL が新しいブラウザ ウィンドウで開きます。

Docker イメージを Artifact Registry に push します。

GKE クラスタがコンテナ イメージをダウンロードして実行できるように、コンテナ イメージをレジストリにアップロードする必要があります。このチュートリアルでは、コンテナを Artifact Registry に保存します。

1. Docker コマンドライン ツールから Artifact Registry への認証を構成します。

   gcloud auth configure-docker REGION-docker.pkg.dev
   

2. ビルドした Docker イメージをリポジトリに push します。

   docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
   

GKE クラスタの作成

Docker イメージが Artifact Registry に保存されたので、GKE クラスタを作成して hello-app を実行します。GKE クラスタは Kubernetes（GKE を強化するオープンソースのクラスタ オーケストレーション システム）を実行している Compute Engine VM インスタンスのプールで構成されます。

サンプルアプリを GKE にデプロイする

これで、ビルドした Docker イメージを GKE クラスタにデプロイする準備が整いました。

Kubernetes ではアプリケーションを Pod として表します。Pod とは、1 つ以上のコンテナを保有するスケーラブルなユニットのことです。Pod は、Kubernetes でデプロイ可能な最小単位です。通常は、Pod をレプリカのセットとしてデプロイし、クラスタ全体で一緒にスケーリングと分散を行えます。レプリカのセットをデプロイする 1 つの方法は、Kubernetes の Deployment を使用することです。

このセクションでは、クラスタで hello-app を実行する Kubernetes Deployment を作成します。この Deployment にはレプリカ（Pod）があります。1 つの Deployment Pod には 1 つのコンテナ（ここでは hello-app Docker イメージ）のみが含まれます。また、CPU 負荷に基づいて、Pod の数を 3 から 1～5 の数値にスケーリングする HorizontalPodAutoscaler リソースを作成します。

サンプルアプリをインターネットに公開する

Pod には個別に割り当てられた IP アドレスがありますが、これらの IP にはクラスタ内からしかアクセスできません。また、GKE Pod はエフェメラルで、スケーリングの必要性に応じて開始または停止するように設計されています。また、エラーのために Pod がクラッシュした場合、GKE でその Pod が自動的に再デプロイされ、新しい Pod IP アドレスが割り当てられます。

つまり、どの Deployment でも、アクティブな Pod のセットに対応する IP アドレスのセットが動的になります。1）Pod を 1 つの静的ホスト名にグループ化し、2）Pod のグループをクラスタ外のインターネット上に公開する方法が必要です。

Kubernetes Service で、この両方の問題を解決します。Service により、クラスタ内の任意の Pod から到達可能な 1 つの静的 IP アドレスに Pod がグループ化されます。また、GKE はその静的 IP に DNS ホスト名を割り当てます。例: hello-app.default.svc.cluster.local

GKE のデフォルトの Service タイプは ClusterIP で、クラスタ内からのみ到達可能な IP アドレスを取得します。クラスタ外部に Kubernetes Service を公開するには、タイプ LoadBalancer の Service を作成します。このタイプの Service では、インターネット経由で到達可能な一連の Pod の外部ロードバランサ IP が生成されます。

このセクションでは、LoadBalancer タイプの Service を使用して hello-app Deployment をインターネットに公開します。

これで hello-app Pod が Kubernetes Service を介してインターネットに公開されたので、新しいブラウザタブを開き、クリップボードにコピーした Service の IP アドレスに移動します。Hello, World! メッセージと Hostname フィールドが表示されます。Hostname は、HTTP リクエストをブラウザに提供する 3 つの hello-app Pod のいずれかに対応します。

サンプルアプリの新しいバージョンをデプロイする

このセクションでは、新しい Docker イメージをビルドして GKE クラスタにデプロイし、hello-app を新しいバージョンにアップグレードします。

Kubernetes のローリング アップデートを使用すると、ダウンタイムなしで Deployment を更新できます。ローリング アップデート中に、GKE クラスタによって既存の hello-app Pod が、新しいバージョンの Docker イメージを含む Pod に段階的に置き換えられます。このアップデート中、ロードバランサ サービスは使用可能な Pod にのみトラフィックをルーティングします。

1. hello アプリのソースコードと Dockerfile のクローンを作成した Cloud Shell に戻ります。main.go ファイルの関数 hello() を更新して、新しいバージョン 2.0.0 を報告します。

2. 新しい hello-app Docker イメージをビルドしてタグを付けます。

   docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 .
   

3. イメージを Artifact Registry に push します。

   docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
   

これで、新しい Docker イメージを使用するように hello-app Kubernetes Deployment を更新する準備が整いました。