K8sの展開方法の完全ガイド：基本から上級まで、1つの記事ですべてのスキルを紹介します

1. kubeadm

kubeadm は Kubernetes によって公式に提供されるツールであり、Linux システム上の Kubernetes クラスターの初期化プロセスを迅速にセットアップおよび管理するために使用されます。 Kind や Minikube とは異なり、kubeadm は、単一ノードのローカル開発環境だけでなく、実稼働環境にマルチノードの Kubernetes クラスターをデプロイするために使用されます。

kubeadm に関する重要な情報は次のとおりです。

• クラスターの初期化: kubeadm を使用して、Kubernetes クラスターのコントロール プレーン (マスター ノード) をすばやく初期化します。 etcd ストレージ、API サーバー、コントローラー マネージャー、スケジューラーの設定を担当します。
• 実稼働環境: kubeadm を使用すると、実稼働環境で Kubernetes クラスターを初期化および管理できるため、独自のインフラストラクチャ上で Kubernetes クラスターを構築および管理できます。
• スケーラビリティ: コントロール プレーンが初期化されると、kubeadm を使用して追加のノード (ワーカー ノード) をクラスターに参加させ、マルチノード Kubernetes クラスターを作成できます。
• プラグインのサポート: kubeadm は、ネットワーク プラグインやコンテナ ランタイム プラグインなどのさまざまなプラグインをサポートしているため、ニーズに応じてクラスターの構成をカスタマイズできます。
• バージョンの互換性: kubeadm は Kubernetes のバージョンに基づいて更新できるため、クラスターをアップグレードしたり、新しい Kubernetes バージョンでクラスターを初期化したりできます。
• 構成ファイル: 構成ファイルを提供することで、ネットワーク設定、ノード名、追加機能など、kubeadm によって初期化されるパラメータをカスタマイズできます。
• セキュリティ: kubeadm は Kubernetes のベスト プラクティスに従い、安全な初期化およびデプロイメント メソッドを提供します。

kubeadm を使用して Kubernetes クラスターを初期化するには、通常、次の手順に従います。

• Docker または別のコンテナ ランタイムをインストールします。
• kubeadm、kubelet、kubectl ツールをインストールします。
• kubeadm init を使用してコントロール プレーン ノードを初期化します。
• クラスターにアクセスできるように kubectl を構成します。
• kubeadm join を使用して、他のノードをクラスターに参加させます。

kubeadm は、Kubernetes クラスターのコントロール プレーンの初期化と、クラスターへのノードの参加のみを担当することに注意してください。実稼働環境では、ネットワーク プラグイン、ストレージ、監視などの構成と管理も考慮する必要があるかもしれません。

2. 親切

Kind (Docker 内の Kubernetes) は、ローカル開発環境で Kubernetes クラスターを迅速にデプロイして実行するための軽量ツールです。 Kind は Docker コンテナ内の Kubernetes クラスターのノードをシミュレートするため、このツールを使用するには Docker または Podman をインストールする必要があります。 Kind は、Kubernetes アプリケーションを開発、テスト、デバッグするための便利な方法を提供します。

Kind の特徴と利点:

• 軽量: Kind は Docker コンテナを使用して Kubernetes ノードをシミュレートするため、非常に軽量で、ローカル開発およびテスト環境に適しています。
• 迅速な導入: Kind は数分でローカル Kubernetes クラスターを作成できるため、開発者はアプリケーションを迅速にテストおよびデバッグできます。
• 使いやすさ: Kind のシンプルでわかりやすいコマンドライン インターフェイスにより、クラスターの作成、管理、削除が簡単になります。
• 分離: 各ノードは独立した Docker コンテナ内で実行されるため、ノード間の分離が適切に行われ、さまざまな構成やアプリケーション シナリオのテストが容易になります。
• スケーラビリティ: Kind は主にローカル開発を目的としていますが、より現実的な本番環境をシミュレートする必要がある場合は、複数のノードを持つクラスターを作成することもできます。
• 統合テスト: Kind は継続的統合と統合テストに適しており、開発チームは制御された環境でアプリケーションを検証できます。

Kind を使用して Kubernetes クラスターをデプロイする手順:

• Docker をインストールします。Kind は Docker に基づいているため、まずマシンに Docker がインストールされていることを確認します。 Docker は公式 Docker Web サイトからダウンロードしてインストールできます。
• Kind をインストールします。オペレーティング システムに応じて、Kind の GitHub リポジトリから最新のバイナリをダウンロードし、システム パスに追加します。
• クラスターを作成する: Kind コマンドライン ツールを使用して、新しい Kubernetes クラスターを作成します (例: kind create cluster)。これにより、Docker でクラスターが起動し、各ノードに Docker コンテナが作成されます。
• kubectl を構成する: Kind クラスターに接続してクラスターと対話できるように kubectl を構成します。コンテキストを切り替えるには、kubectl config use-context kind-cluster-name を実行します。
• クラスターの使用: 他の Kubernetes クラスターと同様に、 kubectl を使用して Kind クラスターにアプリケーションをデプロイおよび管理できるようになりました。
• クラスターの削除: テストまたは開発が完了したら、kind delete cluster コマンドを使用して、Kind クラスターとそれに関連付けられた Docker コンテナーを削除できます。

Kindのクイックスタートガイドをご覧ください

3. ミニキューブ

kind と同様に、minikube は Kubernetes をローカルで実行できるツールです。 minikube は、パーソナル コンピューター (Windows、macOS、Linux PC を含む) 上でオールインワンまたはマルチノードのローカル Kubernetes クラスターを実行するため、Kubernetes を試したり、日常的な開発作業を実行したりできます。 Kubernetes は、コンテナ化されたアプリケーションをデプロイ、管理、スケーリングするための強力なコンテナ オーケストレーション プラットフォームです。 Minikube は、ローカル開発環境で Kubernetes クラスターをセットアップして実験するプロセスを簡素化します。

Minikube の主な機能と用途は次のとおりです。

• ローカル開発: Minikube を使用すると、開発者はラップトップまたはデスクトップ上に Kubernetes クラスターを作成できます。これにより、開発者は本番環境の Kubernetes クラスターをシミュレートする環境でアプリケーションを開発およびテストできるようになります。
• Kubernetes の学習: Minikube は、マルチノード クラスターの設定に伴う複雑さに対処することなく、Kubernetes の概念と機能を学習するために初心者にもよく使用されます。
• テストとデバッグ: 開発者は、Minikube を使用して、アプリケーションをより大きな Kubernetes クラスターにデプロイする前に、制御された環境でアプリケーションをテストおよびデバッグできます。
• オフライン開発: Minikube はインターネット接続なしで動作できるため、分離された環境で開発や実験を実行する必要があるシナリオに適しています。
• サポートされているコンテナ ランタイム: Minikube は、Docker や containerd などのさまざまなコンテナ ランタイムをサポートしているため、好みのランタイムを選択して動作させることができます。
• クラスター管理: Minikube は、クラスターの起動、停止、削除など、ローカル Kubernetes クラスターのライフサイクル全体を管理します。
• プラグインと拡張機能: Minikube は、ダッシュボードへのアクセス、ストレージ構成、ネットワーク オプションなど、ローカル クラスターに追加機能を提供するさまざまなプラグインと拡張機能をサポートしています。

minikubeクイックスタートガイドをご覧ください

4. バイナリファイルに基づく

Github からディストリビューションのバイナリ パッケージをダウンロードし、各コンポーネントを手動でデプロイおよびインストールして、Kubernetes クラスターを形成します。手順は面倒ですが、各コンポーネントをより明確に理解できるようになります。

この方法では、kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、kubelet、kube-proxy などの k8s コンポーネントを手動でダウンロードしてインストールし、パラメータと起動コマンドを手動で構成する必要があります。この方法の利点は、k8s クラスターを柔軟にカスタマイズできるため、上級ユーザーや開発者に適していることです。欠点は、扱いにくく複雑で、k8s コンポーネントの詳細な理解が必要であり、保守やアップグレードが容易ではないことです。

5. キューブスプレー

Kubespray (別名 Kargo) は、Kubernetes クラスターのデプロイ、管理、スケーリング用の Ansible ベースの Playbook のセットを提供するオープン ソース プロジェクトです。 Ansible は、インフラストラクチャをコードとして定義および管理できる自動化ツールであり、Kubespray は Ansible の機能を活用して、Kubernetes クラスターのセットアップと構成のプロセスを自動化します。 Kubespray は、いくつかの Ansible Playbook、インベントリ、プロビジョニング ツール、および一般的な OS/Kubernetes クラスター構成管理タスクに関するドメイン知識で構成されています。

Kubespray は以下を提供します:

• 高可用性クラスタ
• 構成可能なプロパティ（選択可能なネットワークプラグインなど）
• 最も人気のあるLinuxディストリビューションをサポート

• フラットカーコンテナLinux
• Debian Bullseye、Buster、Jessie、Stretch など
• Ubuntu 16.04、18.04、20.04、22.04
• CentOS/RHEL7、8、9
• フェドーラ 35、36
• フェドラコアOS
• openSUSE Leap 15.x/タンブルウィード
• Oracle Linux 7、8、9
• アルマLinux8、9
• ロッキーLinux8、9
• Kylin Linux アドバンスド サーバー V10
• アマゾン リナックス 2

• 継続的インテグレーションテスト

6. オペレーション

本番環境レベルの Kubernetes クラスターを起動して実行するための最も簡単な方法。

Kops は、Amazon Web Services (AWS) 上の大規模な Kubernetes クラスターを自動化するためのツールです。この方法は自動的に展開され、サポートされているクラウド プラットフォームや独自に構築した仮想マシン上で実行できます。インストール手順は次のとおりです。

• kops コマンドをインストールします。
• AWS S3 バケットを作成します。
• kops コマンドを使用して k8s クラスターを作成します。

AWS に Kubernetes クラスターを簡単にインストールします。 kOpsというツールが使用されました。

kOps は自動化された準備システムです。

• 完全に自動化されたインストールプロセス
• DNSを使用してクラスターを識別する
• 自己修復: すべてが自動スケーリンググループ内で実行される
• 複数のオペレーティング システム (Amazon Linux、Debian、Flatcar、RHEL、Rocky、Ubuntu) をサポートします。
• 高可用性をサポートします。
• Terraform マニフェストは直接提供することも、生成することもできます。

現在、AWS (Amazon Web Services) と GCE (Google Cloud Platform) が公式にサポートされており、DigitalOcean、Hetzner、OpenStack はベータ サポート、Azure はアルファ サポートです。

特徴

• 高可用性Kubernetesクラスタを自動的に構成する
• ドライランと自動冪等性のためのステートフル同期モデルに基づいて構築
• Terraform機能を生成する
• ゼロ構成管理をサポートするKubernetesアドオン
• コマンドラインの自動補完
• YAMLマニフェストベースのAPI構成
• チェックリストを作成するためのテンプレートと試用モード
• 最も人気のあるCNIネットワークプロバイダーからすぐに選択できます
• マルチアーキテクチャ対応、ARM64をサポート
• クラスターマニフェストを介してノードにコンテナ（フックとして）とファイルを追加する機能

要約する