仮想プライベート・クラウド (VPC) での最初のクラスターのセットアップ

仮想プライベート・クラウド (VPC) に IBM Cloud® Kubernetes Service クラスターを作成します。

IBM Cloud Kubernetes Service VPC上のクラスター を使用すると、次世代の IBM Cloud プラットフォーム上で、仮想プライベートクラウド内にクラスターを作成できます。 VPC は、プライベート・クラウド環境のセキュリティーとパブリック・クラウドの動的なスケーラビリティーを兼ね備えています。 VPC では、v2 API、CLI、コンソールの一部の機能を介して、この次世代の IBM Cloud Kubernetes Service インフラストラクチャー・プロバイダーを使用します。 VPC では標準クラスターしか作成できません。

対象読者

このチュートリアルは、VPC コンピュートのクラスターを IBM Cloud Kubernetes Service 内に初めて作成する管理者を対象としています。

目標

このチュートリアルのレッスンでは、仮想プライベート・クラウド (VPC) に IBM Cloud Kubernetes Service クラスターを作成します。その後、アプリをデプロイし、ロード・バランサーを使用してそのアプリをパブリックに公開します。

取得する内容

このチュートリアルでは、以下のリソースを作成します。チュートリアルの完了後にこれらのリソースを保持しない場合は、これらのリソースを削除するオプションのステップがあります。

VPC クラスター
クラスターにデプロイされた単純な Hello World アプリ
アプリを公開するための VPC ロード・バランサー

前提条件

以下の前提条件ステップを実行して、権限およびコマンド・ライン環境をセットアップします。

許可: アカウント所有者である場合は、クラスターを作成するために必要な権限をすでに持っているため、次の手順に進むことができます。その他の場合は、アカウント所有者に、API キーのセットアップと IBM Cloud IAM での最小限のユーザー権限の割り当てを依頼してください。
コマンド行ツール: コマンド・ラインからリソースに素早くアクセスするには、 IBM Cloud Shellを試してください。そうしない場合は、以下のステップを実行してローカルのコマンド・ライン環境をセットアップしてください。

IBM Cloud CLI (ibmcloud)、Kubernetes Service プラグイン (ibmcloud ks)、および IBM Cloud Container Registry プラグイン (ibmcloud cr) をインストールします。
Red Hat OpenShift (oc) CLI および Kubernetes (kubectl) CLI をインストールします。
VPC を操作するために、infrastructure-service プラグインをインストールします。コマンドを実行するための接頭部は、ibmcloud is です。
```
ibmcloud plugin install infrastructure-service
```
Kubernetes Service プラグインを最新バージョンに更新します。
```
ibmcloud plugin update kubernetes-service
```
kubectl バージョンが、VPC クラスターの Kubernetes バージョンと一致していることを確認します。このチュートリアルでは、バージョン 1.35 のクラスタを作成します。

VPC でのクラスターの作成

IBM Cloud Kubernetes Service 仮想プライベート・クラウド (VPC) 環境に IBM Cloud クラスターを作成します。 VPC について詳しくは、Virtual Private Cloud の概説を参照してください。

VPC 環境を作成するアカウント、リソース・グループ、および IBM Cloud リージョンにログインします。 VPCは、クラスターを作成する予定のマルチゾーン・メトロリージョン内に設定する必要があります。このチュートリアルでは、us-south に VPC を作成します。サポートされるその他のリージョンについては、VPC クラスターに対応しているマルチゾーンの大都市を参照してください。フェデレーテッドIDをお持ちの場合は、 --sso オプションを指定してください。
```
ibmcloud login -r us-south [-g <resource_group>] [--sso]
```

クラスター用の VPC を作成します。詳しくは、コンソールまたは CLI で VPC を作成する方法に関する資料を参照してください。

myvpc という VPC を作成し、出力の ID をメモします。 VPC によって、パブリック・クラウド内にワークロードを実行するための分離された環境が提供されます。複数のクラスターに同じ VPC を使用できます。例えば、相互に通信する必要がある別々のマイクロサービスを別々のクラスターでホストする場合などです。例えば、部門別にクラスターを分ける場合は、クラスターごとに VPC を作成します。

    ibmcloud is vpc-create myvpc
    ```
2. VPC 用のサブネットを作成し、その **ID** をメモします。 VPC サブネットを作成する際は、以下の情報を考慮してください。
    - **ゾーン**: クラスター内のゾーンごとに VPC サブネットを 1 つ用意する必要があります。 利用可能なゾーンは、VPCを作成したメトロエリアによって異なります。 リージョン内の使用可能なゾーンをリストするには、`ibmcloud is zones` を実行します。
    - **IP アドレス**: クラスターのワーカー・ノードおよびロード・バランサー・サービスのプライベート IP アドレスは VPC サブネットから取得されるので、256 個などの[十分な数の IP アドレスが含まれるサブネットを作成](/docs/containers?topic=containers-vpc-subnets#vpc_basics_subnets)してください。 後で VPC サブネットの IP アドレスの数を変更することはできません。
    - **パブリック・ゲートウェイ**: このチュートリアルを完了するためにパブリック・ゲートウェイを接続する必要はありません。 代わりに、VPC ロード・バランサーを使用してワークロードを安全に公開し、ワーカー・ノードをパブリック・アクセスから分離された状態に維持できます。 ワーカー・ノードがパブリック URL にアクセスする必要がある場合は、パブリック・ゲートウェイを接続することができます。

```sh {: pre}
    ibmcloud is subnet-create mysubnet1 VPC_ID --zone us-south-1 --ipv4-address-count 256
    ```

VPC のサブネットと同じゾーンにクラスターを作成します。デフォルトでは、クラスターはパブリックとプライベートのクラウド・サービス・エンドポイントを備えた状態で作成されます。お客様はパブリック・クラウド・サービス・エンドポイントを使用して Kubernetes マスターにアクセスできます。例えば、ローカル・マシンから kubectl コマンドを実行したりできます。ワーカー・ノードはプライベート・クラウド・サービス・エンドポイントを使用してマスターと通信できます。コマンドのオプションについて詳しくは、cluster create vpc-gen2 CLI リファレンス資料を参照してください。
```
ibmcloud ks cluster create vpc-gen2 --name myvpc-cluster --zone us-south-1 --version 1.35 --flavor bx2.2x8 --workers 1 --vpc-id VPC_ID --subnet-id VPC_SUBNET_ID
```

クラスターの状態を確認します。クラスターのプロビジョンには数分かかることがあります。

クラスターの状態が normal であることを確認します。

    ibmcloud ks cluster ls --provider vpc-gen2
    ```
2. Kubernetes 構成ファイルをダウンロードします。
```sh {: pre}
    ibmcloud ks cluster config --cluster myvpc-cluster
    ```
3. Kubernetes CLI サーバーのバージョンを調べて、クラスターで `kubectl` コマンドが正常に実行されることを確認します。
```sh {: pre}
    kubectl version  --short
    ```
    出力例
    ```sh {: screen}
    Client Version: 1.35
    Server Version: 1.35+IKS
    ```

プライベートに提供するアプリをデプロイする

Kubernetes デプロイメントを作成して、単一のアプリ・インスタンスをポッドとして VPC クラスター内のワーカー・ノードにデプロイします。

「 Hello world」アプリのソースコードを、ユーザーのホームディレクトリにクローンしてください。このリポジトリーには、同じアプリのさまざまなバージョンが、Lab で始まる各フォルダーに入っています。各バージョンに以下のファイルがあります。
- Dockerfile: イメージのビルド定義。
- app.js: Hello World アプリ。
- package.json: アプリに関するメタデータ。
```
git clone https://github.com/IBM/container-service-getting-started-wt.git
```

Lab 1 ディレクトリーに移動します。

cd 'container-service-getting-started-wt/Lab 1'

既存のレジストリー名前空間を使用するか、vpc-gen2 などの名前空間を作成します。
```
ibmcloud cr namespace-list
```
```
ibmcloud cr namespace-add vpc-gen2
```
Lab 1 ディレクトリーのアプリ・ファイルを含む Docker イメージをビルドします。

イメージ名には小文字の英数字または下線 (_) のみを使用してください。コマンドの末尾にピリオド (.) をつけることを忘れないようにしてください。このピリオドは、イメージをビルドするための Dockerfile とビルド成果物を、現行ディレクトリー内で探すよう Docker に指示するものです。
```
docker build -t us.icr.io/<namespace>/hello-world:1 .
```
ビルドが完了したら、次の正常終了のメッセージを確認してください。
```
=> exporting to image                                                                           0.0s
=> => exporting layers                                                                          0.0s
=> => writing image sha256:3ca1eb1d0998f738b552d4c435329edf731fe59e427555b78ba2fb54f2017906     0.0s
=> => naming to <region>.icr.io/<namespace>/hello-world:1                                       0.0s
```
IBM Cloud Container Registry にログインします。
```
ibmcloud cr login
```
作成した IBM Cloud Container Registry 名前空間にイメージをプッシュします。今後、アプリの変更が必要になった場合には、この手順を繰り返して別バージョンのイメージを作成します。注: コンテナー・イメージを使用する際の個人情報の保護の詳細を確認してください。
```
docker push us.icr.io/<namespace>/hello-world:1
```
アプリ用のデプロイメントを作成します。ポッドはデプロイメントを使用して管理され、コンテナー化されたアプリ・インスタンスを格納するために使用されます。以下のコマンドでは、アプリを 1 つのポッドにデプロイします。このチュートリアルのためにデプロイメントの名前は hello-world-deployment になっていますが、任意の名前を付けることができます。
```
kubectl create deployment hello-world-deployment --image=us.icr.io/vpc-gen2/hello-world:1
```
出力例
```
deployment.apps/hello-world-deployment created
```
Kubernetes リソースを処理する際の個人情報の保護の詳細を確認してください。

デプロイメントを NodePort サービスとして公開して、アプリにアクセスできるようにします。この VPC ワーカー・ノードはプライベート・サブネットにしか接続していないので、NodePort にはプライベート IP アドレスだけが割り当てられ、パブリック・ネットワークには公開されません。そのプライベート・ネットワーク上で実行される他のサービスは、NodePort サービスのプライベート IP アドレスを使用してアプリにアクセスできます。

kubectl expose deployment/hello-world-deployment --type=NodePort --name=hello-world-service --port=8080 --target-port=8080

出力例

service/hello-world-service exposed

コマンド・オプションに関する情報。
パラメーター	説明
`expose`	デプロイメントなどの Kubernetes リソースを Kubernetes サービスとして公開して、ユーザーが Kubernetes サービスの IP アドレスを使用してそのリソースにアクセスできるようにします。
`deployment/<hello-world-deployment>`	このサービスを使用して公開するリソース・タイプとリソースの名前。
`--name=<hello-world-service>`	サービスの名前。
`--type=NodePort`	作成するサービス・タイプ。このレッスンでは、`NodePort` サービスを作成します。次のレッスンでは、`LoadBalancer` サービスを作成します。
`--port=<8080>`	サービスが外部ネットワーク・トラフィックを listen するポート。
`--target-port=<8080>`	アプリが listen し、サービスが着信ネットワーク・トラフィックを送信するポート。この例では `target-port` が `port` と同じですが、作成する他のアプリでは別のポートを使用することもできます。

デプロイメントの作業がすべて完了したので、クラスター内からアプリをテストできます。アプリへのアクセスに使用できるプライベート IP アドレスを形成するための詳細情報を取得します。

サービスに関する情報を取得して、割り当てられた NodePort を確認します。 expose コマンドで NodePort を生成すると、30000 から 32767 の範囲でランダムに値が割り当てられます。この例では、NodePort は 30872 です。

    kubectl describe service hello-world-service
    ```
    出力例

    ```sh {: screen}
    NAME:                   hello-world-service
    Namespace:              default
    Labels:                 run=hello-world-deployment
    Selector:               run=hello-world-deployment
    Type:                   NodePort
    IP:                     10.xxx.xx.xxx
    Port:                   <unset> 8080/TCP
    NodePort:               <unset> 30872/TCP
    Endpoints:              172.30.xxx.xxx:8080
    Session Affinity:       None
    No events.
    ```
2. アプリを実行するポッドをリストし、ポッド名をメモします。
```sh {: pre}
    kubectl get pods
    ```
    出力例
    ```sh {: screen}
    NAME                                     READY     STATUS        RESTARTS   AGE
    hello-world-deployment-d99cddb45-lmj2v   1/1       Running       0          2d
    ```
3. ポッドの詳細を表示して、ポッドが実行されているワーカー・ノードを確認します。 この出力例では、ポッドを実行しているワーカー・ノードは **10.xxx.xx.xxx** です。
```sh {: pre}
    kubectl describe pod hello-world-deployment-d99cddb45-lmj2v
    ```
    出力例

    ```sh {: screen}
    NAME:               hello-world-deployment-d99cddb45-lmj2v
    Namespace:          default
    Priority:           0
    PriorityClassName:  <none>
    Node:               10.xxx.xx.xxx/10.xxx.xx.xxx
    Start Time:         Mon, 22 Apr 20122 12:40:48 -0400
    Labels:             pod-template-hash=d99cddb45
                        run=hello-world-deployment
    Annotations:        kubernetes.io/psp=ibm-privileged-psp
    Status:             Running
    IP:                 172.30.xxx.xxx
    ...
    ```

クラスター内からアプリに要求を行えるようにポッドにログインします。
```
kubectl exec -it hello-world-deployment-d99cddb45-lmj2v /bin/sh
```

先ほど取得したワーカー・ノードのプライベート IP アドレスとノード・ポートを使用して NodePort サービスに要求を行います。

wget -O - 10.xxx.xx.xxx:30872

出力例

Connecting to 10.xxx.xx.xxx:30872 (10.xxx.xx.xxx:30872)
Hello world from hello-world-deployment-d99cddb45-lmj2v! Your app is up and running in a cluster!
-                    100% |*****************************************************************************************|    88   0:00:00 ETA

ポッド・セッションを閉じるには、exit と入力します。

アプリをパブリックに公開するように VPC ロード・バランサーをセットアップする

パブリック・ネットワーク上でアプリを公開するように VPC ロード・バランサーをセットアップします。

クラスター内に Kubernetes LoadBalancer サービスを作成すると、VPC のクラスター外部に VPC ロード・バランサーが自動的に作成されます。このロード・バランサーはマルチゾーン対応であり、ワーカー・ノードで自動的に開かれるプライベート NodePort を介して、アプリに対する要求を転送します。以下の図は、ワーカー・ノードをプライベート・サブネットにしか接続していない場合でも、ユーザーがロード・バランサーを介してアプリのサービスにアクセスできる仕組みを示しています。

クラスター向けのVPCロードバランシング。 — クラスター向けのVPCロードバランシング

クラスターに Kubernetes LoadBalancer サービスを作成して、hello world アプリをパブリックに公開します。

kubectl expose deployment/hello-world-deployment --type=LoadBalancer --name=hw-lb-svc  --port=8080 --target-port=8080

出力例

service "hw-lb-svc" exposed

コマンド・オプションに関する情報。
パラメーター	説明
`expose`	デプロイメントなどの Kubernetes リソースを Kubernetes サービスとして公開して、ユーザーが Kubernetes サービスの IP アドレスを使用してそのリソースにアクセスできるようにします。
`deployment/<hello-world-deployment>`	このサービスを使用して公開するリソース・タイプとリソースの名前。
`--name=<hello-world-service>`	サービスの名前。
`--type=LoadBalancer`	作成する Kubernetes サービス・タイプ。このレッスンでは、`LoadBalancer` サービスを作成します。
`--port=<8080>`	サービスが外部ネットワーク・トラフィックを listen するポート。
`--target-port=<8080>`	アプリが listen し、サービスが着信ネットワーク・トラフィックを送信するポート。この例では `target-port` が `port` と同じですが、作成する他のアプリでは別のポートを使用することもできます。

クラスターに Kubernetes LoadBalancer サービスが正常に作成されたことを確認します。 Kubernetes LoadBalancer サービスを作成すると、VPC ロード・バランサーが自動的に作成されます。 VPC ロード・バランサーは、CLI 出力の LoadBalancer Ingress フィールドに表示できるホスト名を、Kubernetes LoadBalancer サービスに割り当てます。 VPC ロード・バランサーが VPC にプロビジョンされるまで数分かかります。 VPCロードバランサーの準備が整うまでは、ホスト名を通じて Kubernetes LoadBalancer サービスにアクセスすることはできません。

kubectl describe service hw-lb-svc

CLI 出力の例

NAME:                     hw-lb-svc
Namespace:                default
Labels:                   app=hello-world-deployment
Annotations:              <none>
Selector:                 app=hello-world-deployment
Type:                     LoadBalancer
IP:                       172.21.xxx.xxx
LoadBalancer Ingress:     1234abcd-us-south.lb.appdomain.cloud
Port:                     <unset> 8080/TCP
TargetPort:               8080/TCP
NodePort:                 <unset> 32040/TCP
Endpoints:
Session Affinity:         None
External Traffic Policy:  Cluster
Events:
    Type    Reason                Age   From                Message
    ----    ------                ----  ----                -------
    Normal  EnsuringLoadBalancer  1m    service-controller  Ensuring load balancer
    Normal  EnsuredLoadBalancer   1m    service-controller  Ensured load balancer

VPC ロード・バランサーが VPC に正常に作成されたことを確認します。出力で、VPC ロード・バランサーの**「Provision status」が active、「Operating status」**が online であることを確認します。

VPC ロード・バランサーの名前の形式は、kube-<cluster_ID>-<kubernetes_lb_service_UID> です。クラスター ID を確認するには、ibmcloud ks cluster get --cluster CLUSTER_NAME を実行します。 Kubernetes LoadBalancer サービスの UID を調べるには、kubectl get svc hw-lb-svc -o yaml を実行して出力中の metadata.uid フィールドを確認します。
```
ibmcloud is load-balancers
```
以下の CLI 出力例では、kube-bsaucubd07dhl66e4tgg-1f4f408ce6d2485499bcbdec0fa2d306 という名前の VPC ロード・バランサーが Kubernetes LoadBalancer サービス用に作成されています。
```
ID                                          Name                                                         Family        Subnets               Is public   Provision status   Operating status   Resource group
r006-d044af9b-92bf-4047-8f77-a7b86efcb923   kube-bsaucubd07dhl66e4tgg-1f4f408ce6d2485499bcbdec0fa2d306   Application   mysubnet-us-south-3   true        active             online             default
```
手順 2 で確認した、VPC ロード・バランサーから割り当てられた Kubernetes LoadBalancer サービスのホスト名とポートに対して curl を実行して、アプリに要求を送信します。
```
curl 1234abcd-us-south.lb.appdomain.cloud:8080
```
出力例
```
Hello world from hello-world-deployment-5fd7787c79-sl9hn! Your app is up and running in a cluster!
```

次のステップ

VPC クラスターの作成が完了したので、実行できる内容について詳しく学習します。

VPC クラスターに関する支援を求めたり、質問をしたり、フィードバックを提供したりするには、 Slack チャネルに投稿してみてください。