Kubernetes サービスエンドポイントの構成方法

はじめに

このチュートリアルでは、Kubernetes エンドポイントの基本概念を探り、Kubernetes エンドポイントサービスの構成プロセスを案内し、それらを効果的に管理および監視する方法を学びます。Kubernetes エンドポイントを理解することは、Kubernetes ベースのアプリケーション内で信頼性の高い通信と負荷分散を確保するために不可欠です。

Skills Graph

Kubernetes エンドポイントの基本

Kubernetes エコシステムにおいて、エンドポイントはサービスとクライアント間の通信を円滑にする上で重要な役割を果たします。Kubernetes エンドポイントは、サービスのアクセス可能なアドレスを表す IP アドレスとポートです。これらは、クライアントが実際のサービス機能を提供する基盤となるポッドとやり取りするためのエントリポイントとして機能します。

Kubernetes エンドポイントの基本を理解することは、Kubernetes クラスタ上で実行されるアプリケーションを効果的に管理し、セキュリティを確保するために不可欠です。このセクションでは、Kubernetes エンドポイントに関連する基本概念、アプリケーションシナリオ、およびコード例を探ります。

Kubernetes エンドポイントの概念

Kubernetes エンドポイントは、Kubernetes ネットワーキングモデルの基本的なコンポーネントです。これらは、1 つまたは複数のポッドを含むことができるサービスのネットワークアクセス可能なアドレスを表します。エンドポイントは、サービス定義と実行中のポッドに基づいて、Kubernetes コントロールプレーンによって自動的に作成および管理されます。

上の図は、クライアント、Kubernetes エンドポイント、およびサービスを構成する基盤となるポッド間の関係を示しています。

エンドポイントディスカバリとサービスディスカバリ

Kubernetes は、クライアントがサービスの適切なエンドポイントを見つけて通信できるようにする組み込みのサービスディスカバリメカニズムを提供します。クライアントは、Kubernetes DNS サービスまたは Kubernetes API を使用して、サービスのエンドポイントを検出できます。

$ kubectl get endpoints my-service
NAME         ENDPOINTS                       AGE
my-service   10.244.0.5:80,10.244.1.6:80      2m

上のコマンドは、「my-service」という名前の Kubernetes サービスのエンドポイントを取得する方法を示しています。

エンドポイント管理とロードバランシング

Kubernetes はサービスのエンドポイントを自動的に管理し、エンドポイントが利用可能なポッドを正確に反映するようにします。ポッドが追加、削除、または変更されると、対応するエンドポイントが適宜更新されます。この動的なエンドポイント管理により、アプリケーションのシームレスなロードバランシングと高可用性が可能になります。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080

上の Kubernetes サービス定義は、サービスとそれに関連するエンドポイントを構成する方法を示しています。

Kubernetes エンドポイントサービスの構成

Kubernetes は、さまざまなアプリケーション要件を満たすためにエンドポイントサービスを構成するいくつかの方法を提供しています。さまざまなサービスタイプとそれらがエンドポイント構成に与える影響を理解することは、堅牢な Kubernetes アプリケーションを設計およびデプロイするために重要です。

Kubernetes のサービスタイプ

Kubernetes は、エンドポイントがどのように公開され、アクセスされるかを決定する 3 つの主要なサービスタイプをサポートしています。

1. ClusterIP：これはデフォルトのサービスタイプで、サービスは Kubernetes クラスタ内からのみアクセス可能です。エンドポイントは内部でのみ公開されます。
2. NodePort：このモードでは、ノードの IP アドレス上のポートを公開することで、クラスタ外部からサービスにアクセスできます。エンドポイントはノードの IP と指定されたポートで公開されます。
3. LoadBalancer：このサービスタイプは、クラウドプロバイダからロードバランサーをプロビジョニングして、サービスを外部に公開します。エンドポイントはロードバランサーの IP アドレスを通じてアクセス可能です。

上の図は、さまざまなサービスタイプとそれらがエンドポイントの公開とアクセスに与える影響を示しています。

エンドポイントサービスの構成

Kubernetes エンドポイントサービスを構成するには、次の YAML マニフェストを使用できます。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  type: ClusterIP ## or NodePort, LoadBalancer
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
  selector:
    app: my-app

サービス仕様の type フィールドはサービスタイプを決定し、selector フィールドはエンドポイントの一部となるポッドを一致させます。

さまざまなサービスタイプとその構成方法を理解することで、Kubernetes アプリケーションを内部および外部のクライアントに対して効果的に管理および公開することができます。

Kubernetes エンドポイントの管理と監視

Kubernetes エンドポイントを効果的に管理および監視することは、アプリケーションの信頼性、スケーラビリティ、およびパフォーマンスを確保するために重要です。Kubernetes は、エンドポイントサービスを管理および監視するためのさまざまなツールと技術を提供しています。

エンドポイント管理

Kubernetes は、サービス定義と基盤となるポッドの状態に基づいて、エンドポイントのライフサイクルを自動的に管理します。ただし、次のように手動介入が必要な場合もあります。

• サービスのレプリカ数をスケールする
• サービスセレクタを更新して、別のポッドセットに一致させる
• サービスタイプを変更する（例：ClusterIP から NodePort に）

Kubernetes エンドポイントを管理するには、kubectl コマンドラインツールまたは Kubernetes API を使用できます。たとえば、サービスのレプリカ数を更新するには、次のコマンドを使用できます。

kubectl scale deployment my-app --replicas=3

これにより、対応するエンドポイントが更新され、新しいポッド数が反映されます。

エンドポイント監視

Kubernetes エンドポイントを監視することは、アプリケーションの健全性とパフォーマンスを理解するために不可欠です。Kubernetes は、エンドポイントを監視するためのいくつかの組み込みツールとサードパーティツールを提供しており、以下のようなものがあります。

1. Kubernetes Dashboard：Kubernetes Dashboard は、エンドポイントを含むさまざまな Kubernetes リソースを表示および管理するための Web ベースのユーザーインターフェイスを提供します。
2. Prometheus：Prometheus は、Kubernetes エンドポイントからメトリクスを収集して保存できる人気のあるオープンソースの監視およびアラートシステムです。
3. Grafana：Grafana は、Prometheus と組み合わせて使用して、ダッシュボードを作成し、エンドポイント関連のメトリクスを視覚化できるデータ可視化ツールです。

これらのツールを活用することで、Kubernetes エンドポイントの健全性、可用性、およびパフォーマンスを監視し、発生する可能性のある問題を迅速に特定して対処することができます。

まとめ

この包括的なチュートリアルでは、Kubernetes エンドポイントのコア概念を学びます。これには、サービスディスカバリとロードバランシングにおけるそれらの役割が含まれます。また、Kubernetes エンドポイントサービスを構成する方法を学び、Kubernetes インフラストラクチャのこれらの重要なコンポーネントを管理および監視するための技術を探ります。このガイドの終わりまでに、Kubernetes エンドポイントについてしっかりと理解し、Kubernetes をベースとしたアプリケーションでそれらを効果的に活用するスキルを身につけることができるでしょう。