はじめに
Kubernetes において、Pod は一時的な存在であり、いつでも終了および再作成される可能性があります。そのため、Pod に直接接続することは困難であり、ネットワーク構築における課題となります。この問題を解決するために、Kubernetes は「Service」と呼ばれる高レベルの抽象化を提供しています。Service は、一連の Pod に対して安定した IP アドレスと DNS 名を提供し、他のコンポーネントがそれらに簡単に接続できるようにします。この実験では、Kubernetes で Service を使用して Pod をネットワーク接続する方法を学びます。
Minikube クラスターの起動
リソースを作成する前に、実行中の Kubernetes クラスターが必要です。Minikube は、ローカルマシン上で動作する軽量な Kubernetes 環境です。
作業ディレクトリへの移動:
ターミナルを開き、デフォルトのプロジェクトフォルダに移動します。
cd /home/labex/projectMinikube の起動:
Minikube を起動して Kubernetes クラスターを初期化します。
minikube start- このコマンドは、ローカルマシン上にシングルノードの Kubernetes クラスターをセットアップします。
- システムのパフォーマンスによっては、Minikube の起動に数分かかる場合があります。
Minikube の動作確認:
Minikube クラスターの状態を確認します。
minikube statuskubeletやapiserverなどのコンポーネントがRunningと表示されていることを確認してください。- クラスターが実行されていない場合は、再度
minikube startを実行してください。
Minikube の起動で問題が発生した場合は、必要に応じて minikube delete を使用して環境をリセットしてください。
Pod の作成
最初のステップは、シンプルな Pod を作成することです。/home/labex/project/myapp-pod.yaml という名前のファイルを作成し、以下の内容を記述します。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: my-pod-1
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: my-container
image: nginx
ファイルを保存し、以下のコマンドを実行して Pod を作成します。
minikube kubectl -- apply -f /home/labex/project/myapp-pod.yaml
これにより、Nginx イメージを実行する単一コンテナを持つ my-pod-1 という名前の Pod が作成されます。
Service の作成
2番目のステップは、前のステップで作成した Pod をターゲットとする Service を作成することです。/home/labex/project/service.yaml という名前のファイルを作成し、以下の内容を記述します。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
spec:
selector:
app: nginx
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
ファイルを保存し、以下のコマンドを実行して Service を作成します。
minikube kubectl -- apply -f /home/labex/project/service.yaml
これにより、ラベル app=nginx を持つ Pod をターゲットとし、ポート 80 を公開する my-service という名前の Service が作成されます。
Service のテスト
3番目のステップは、別の Pod からアクセスして Service をテストすることです。/home/labex/project/test-pod-1.yaml という名前のファイルを作成し、以下の内容を記述します。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod-1
spec:
containers:
- name: my-container
image: busybox
command:
- sleep
- "3600"
ファイルを保存し、以下のコマンドを実行してテスト用 Pod を作成します。
minikube kubectl -- apply -f /home/labex/project/test-pod-1.yaml
これにより、Busybox イメージを実行する単一コンテナを持つ test-pod-1 という名前の Pod が作成されます。
次に、wget を使用して Busybox Pod から Service にアクセスします。
minikube kubectl -- exec test-pod-1 -- wget -qO- http://my-service
このコマンドがデフォルトの Nginx ページを返せば、Service が正しく機能していることを示しています。
Service の更新
4番目のステップは、異なる Pod セットをターゲットにするように Service を更新することです。/home/labex/project/service.yaml ファイル内の selector フィールドを以下のように更新します。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
spec:
selector:
app: busybox
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
ファイルを保存し、以下のコマンドを実行して Service を更新します。
minikube kubectl -- apply -f /home/labex/project/service.yaml
これにより、Service はラベル app=busybox を持つ Pod をターゲットにするように更新されます。現時点では、そのラベルを使用している既存の Pod がないため、Service にはエンドポイントが存在しません。
更新された Service のテスト
5番目のステップは、別の Pod からアクセスして更新された Service をテストすることです。以下のコマンドで新しいテスト用 Pod を作成します。
minikube kubectl -- run my-pod-2 --image=busybox --restart=Never -- sleep 3600
これにより、Busybox イメージを実行する単一コンテナを持つ my-pod-2 という名前の新しい Pod が作成されます。
ラベルを変更する前に、Service に一致するエンドポイントがないことを確認します。
minikube kubectl -- get endpoints my-service
現在 app=busybox ラベルを持つ Pod が存在しないため、出力には <none> と表示されるはずです。
これは、Service のセレクターが app=busybox を探しているのに対し、Nginx サーバー Pod は依然として app=nginx とラベル付けされているために発生します。これを修正するには、元のサーバー Pod のラベルを付け直し、Service が再び Nginx コンテナを指すようにします。
以下のコマンドを実行して、サーバー Pod のラベルを更新します。
minikube kubectl -- label pod my-pod-1 app=busybox --overwrite
これにより my-pod-1 のラベルが更新され、Service のセレクターと一致するようになります。
次に、my-pod-2 から再度 Service をテストします。
minikube kubectl -- exec my-pod-2 -- wget -qO- http://my-service
このコマンドがデフォルトの Nginx ページを返せば、Service が再び正しく機能していることを示しています。
まとめ
この実験では、Kubernetes で Service を使用して Pod をネットワーク接続する方法を学びました。Nginx Pod を作成し、Service で公開し、Busybox クライアント Pod からその Service をテストしました。また、Service のセレクターを更新し、元の Nginx Pod のラベルを付け直すことで、Service が再び稼働中の Web サーバーをターゲットにするように設定しました。Service は Kubernetes におけるネットワークの重要なコンポーネントであり、信頼性が高くスケーラブルな方法で Pod に接続することを可能にします。
