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Kubernetesへのデプロイ

JHipsterアプリケーションおよび関連サービスは、次の方法でデプロイできます。

  • 標準kubectl/kustomize/skaffoldサブジェネレータjhipster kubernetes|k8s
  • Helmサブジェネレータjhipster kubernetes-helm|helm-k8s
  • Knativeサブジェネレータjhipster kubernetes-knative|knative
jhipster kubernetes | k8s

このサブジェネレータは、kubectl/kustomize/skaffold cliを介してKubernetesにデプロイされるマニフェストを生成します。

kubernetes

制限事項​

  • Cassandraはまだサポートされていません。
  • Kubernetes v1.9以上が必要です。

前提条件​

次をインストールする必要があります。

Dockerのレジストリが必要です。レジストリがない場合は、公式のDocker Hubを使用できます。

Minikube​

Minikubeは、Kubernetesをローカルで実行するのに役立つツールです。Minikubeは、Kubernetesを試したり日常的にKubernetesを使用して開発したりすることを検討しているユーザーむけに、ラップトップ上のVM内で単一ノードのKubernetesクラスタを実行します。

Kubernetesにプッシュする前にアプリケーションをテストする目的で使用できます。

サブジェネレータの実行​

Kubernetesの設定ファイルを生成するには、新しいフォルダで次のコマンドを実行します。

jhipster kubernetes | k8s

次に、アプリケーションをデプロイするためのすべての質問に答えます。

Which type of application would you like to deploy?（どの種類のアプリケーションを展開しますか?）​

アプリケーションのタイプは、マイクロサービスアーキテクチャをデプロイするか、従来のアプリケーションをデプロイするかによって異なります。

Enter the root directory where your applications are located（アプリケーションが格納されているルートディレクトリを入力してください）​

パスを入力します。

Which applications do you want to include in your Kubernetes configuration?（どのアプリケーションをKubernetes構成に含めますか?）​

アプリケーションを選択します。

Do you want to setup monitoring for your applications?（アプリケーションのモニタリングを設定しますか?）​

オプションを選択します。

Enter the admin password used to secure the JHipster Registry admin（JHipsterレジストリの管理者を保護するために使用する管理者パスワードを入力してください）​

この質問は、JHipsterレジストリを用いたマイクロサービスアーキテクチャを選択した場合にのみ表示されます。

What should we use for the Kubernetes namespace?（Kubernetesネームスペースには何を使用しますか?）​

namespaceに関するこのドキュメントを参照してください。

What should we use for the base Docker repository name?（ベースのDockerリポジトリ名には何を使用しますか?）​

メインレジストリとしてDocker Hubを選択すると、それがDocker Hubログインになります。

Google Container Registryを選択した場合は、gcr.io/[PROJECT ID]、またはeu.gcr.io/[PROJECT ID]、us.gcr.io/[PROJECT ID]、asia.gcr.io/[PROJECT ID]などの地域レジストリになります。詳細は、イメージのプッシュとプルを参照してください。

Harbor,Quayなどの他のレジストリを選択した場合、ログインは<registry_server>/<repo>/[PROJECT ID]のようになります。

What command should we use for push Docker image to repository?（Dockerイメージをリポジトリにプッシュするために、どのコマンドを使用しますか?）​

Docker Hubにプッシュするデフォルトのコマンドはdocker image pushです。

Google Container Registryを使用してDockerイメージを公開する場合は、gcloud docker pushになります。

Choose the Kubernetes service type for your edge services?（エッジサービスのKubernetesサービスタイプを選択しますか?）​

適切なk8sのルーティングタイプを選択します。

これらは標準のプロンプトです。さらに、IstioやIngressなどのオプションを選択すると、他のプロンプトが表示されます。

展開したアプリケーションを更新​

新しい展開の準備​

アプリケーションがすでにデプロイされている場合は、新しいDockerイメージを構築することで再デプロイできます。

./mvnw package -Pprod -DskipTests jib:dockerBuild

Gradleを使用する場合は次のようにします。

./gradlew -Pprod bootJar jibDockerBuild -x test

Docker Hubへのプッシュ​

イメージにローカルでタグを付けます。

docker image tag application username/application

イメージをDocker Hubにプッシュします。

docker image push username/application

モノリス/マイクロサービスアプリケーションのデプロイ​

次のコマンドを実行すると、すべてのアプリケーションを展開できます。

./kubectl-apply.sh -f (default option)  [or] ./kubectl-apply.sh -k (kustomize option) [or] ./kubectl-apply.sh -s (skaffold run)

kustomizeを使用してアプリケーションをデプロイできます。

kubectl apply -k ./

skaffoldを使用してアプリケーションをデプロイできます。

skaffold run [or] skaffold deploy

アプリケーションとそれに関連する依存サービス（データベース、elasticsearchなど）をデプロイします。

カスタム名前空間​

配置全体に対してカスタム・ネームスペースを指定できます。カスタム・コマンドを実行するには、次の例のようにターゲット・ネームスペースを指定する必要があります。

kubectl get pods -n <custom-namespace>

導入環境の拡張​

次の方法でアプリケーションを拡張できます。

kubectl scale deployment <app-name> --replicas <replica-count>

ダウンタイムなしの導入​

Kubernetesで実行中のアプリケーションを更新するデフォルトの方法として、新しいイメージタグをDockerレジストリにデプロイし、それを使って次のようにしてデプロイします。

kubectl set image deployment/<app-name>-app <app-name>=<new-image>

livenessProbesとreadinessProbeを使用すると、サービスの可用性を確保するために、アプリケーションの状態をKubernetesに通知できます。ダウンタイムをゼロにしてデプロイする場合は、各アプリケーションに少なくとも2つのレプリカが必要です。これは、ローリングアップグレード戦略では、新しいレプリカを配置するために、実行中のレプリカを最初に停止するためです。1つのレプリカのみを実行すると、アップグレード中に短いダウンタイムが発生します。

Kubernetesでのサービスレジストリのデプロイ​

KubernetesはKube-DNSを使用した独自の内部サービスディスカバリを特徴としていますが、JHipsterはサービスディスカバリをSpring Cloudに依存しているため、EurekaやConsulのようなサードパーティのサービスレジストリに依存しています。これには、プラットフォームに依存せず、プロダクション環境とローカル開発マシンで同様に動作するという利点があります。

その結果、マイクロサービスアプリケーションの場合、JHipster Kubernetesサブジェネレータは、JHipster-Registry（Eurekaベース）やConsulなどのサービスレジストリをデプロイするためのKubernetesマニフェストファイルを生成します。さらに、生成されたマイクロサービスとゲートウェイKubernetesマニフェストには、自身を中央レジストリに登録するための適切な設定が含まれます。

KubernetesでのJHipsterレジストリまたはConsulの管理​

JHipster RegistryとConsulの場合、StatefulSets設定が提供されます。これらは、ステートフルアプリケーションを処理でき、高可用性のためにサービスレジストリを拡張できる、ある種のKubernetesリソースです。EurekaとConsulの高可用性の詳細については、それぞれのドキュメントを参照してください。

Kubernetesでの一元的な設定​

一元化された設定は、Spring Cloud Config Server（JHipster Registryを使用する場合）またはConsul Key/Valueストア（Consulを使用する場合）を使用して設定できます。デフォルトでは、両方の設定サーバは、次の形式のプロパティファイルを含むKubernetesのConfigMapから設定をロードします。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: application-config
  namespace: default
data:
  application.yml: |- # すべてのアプリケーションで共有されるグローバルプロパティ
    jhipster:
      security:
        authentication:
          jwt:
            secret: secret
  gateway-prod.yml: |- # "prod"プロファイルのゲートウェイ・アプリケーション・プロパティー
    foo:
      bar: foobar

デフォルトでは、コンフィギュレーションサーバは開発モードで実行されます。つまり、YAMLプロパティファイルはファイルシステムから直接読み込まれ、変更時にホットリロードされます。本番環境では、JHipsterレジストリ設定サーバーおよびConsul config serverのマイクロサービスドキュメントで説明されているように、Gitリポジトリから設定をセットアップすることをお勧めします。

ヘッドレスサービスの公開​

レジストリはKubernetesのヘッドレスサービスを使用してデプロイされるため、プライマリサービスにはIPアドレスがなく、ノードポートの取得はできません。次を使用して、任意のタイプのセカンダリサービスを作成できます。

kubectl expose service jhipster-registry --type=NodePort --name=exposed-registry

詳細を調べるには、次のようにします。

kubectl get svc exposed-registry

JHipsterレジストリをスケーリングするには、次のようにします。

kubectl scale statefulset jhipster-registry --replicas 3

モニタリングツール​

サブジェネレータは、アプリケーションで使用するためのモニタリングツールと設定を提供します。

Prometheusメトリクス​

まだインストールされていない場合は、CoreOSによるPrometheusオペレータをインストールします。

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/prometheus-operator/master/bundle.yaml

ヒント:アプリケーションでprometheusメトリクスを有効にして保護する方法の詳細については、モニタリングのドキュメントを参照してください。

アプリケーションのPrometheusインスタンスは、次のコマンドを使用して表示できます。

kubectl get svc prometheus-appname

Kubernetesを活用する​

Kubernetesは、マイクロサービスのデプロイを支援するために、次のような多くの機能をすぐに利用できるようしています。

  • サービスレジストリ - KubernetesのServiceは、サービスレジストリとDNS名を介してのルックアップを提供するファーストクラスの市民です。
  • ロードバランシング - Kubernetes ServiceはL4ロードバランサとして機能します。
  • ヘルスチェック - liveness probeとreadiness probeは、サービスの状態を判断するのに役立ちます。
  • 設定 - KubernetesのConfigMapは、アプリケーションの外部で設定を保存および適用するために使用できます。

Kubernetesの機能を使用することには、いくつかのメリットがあります。

  • シンプルなデプロイ
  • Eureka/Consulの追加導入が不要
  • Spring Cloud Gatewayによるリクエストのプロキシ/ルーティングが不要
  • Spring Cloud Load Balancerが不要

同時に、いくつかの欠点もあります。

  • JHipsterレジストリを介したアプリケーション管理はありません - この機能はSpring CloudのDiscoveryClientに依存しています。これは将来更新され、spring-cloud-kubernetesが追加される可能性があります。
  • ローカルDocker Composeのサポートはありません - ローカル開発にはminikubeを使用し、トラフィックのルーティングにはIngressを使用する必要があります。
  • リクエストレベルのロードバランシングなし - Kubernetes Serviceは、接続ごとにロードバランシングを行うL4ロードバランサです。リクエストレベルのロードバランシングにはIstioを使用します（下記参照）。

Kubernetesをサービスレジストリとして使用する​

EurekaやConsulに依存しないようにするには、サービスディスカバリを完全に無効にする必要があります。

  • Which service discovery server do you want to use?（どのサービス検出サーバーを使用しますか?）というメッセージが表示されたら、No service discovery（サービス検出なし）を選択します。

JHipster Gatewayは通常、APIコールをフロントし、Spring Cloud Gatewayを使用してこれらのコールをルーティングします。サービスレジストリがなければ、Spring Cloud Gatewayを介したルーティングは機能しません。トラフィックをマイクロサービスにルーティングするには、Kubernetes Ingressを使用する必要があります。

  • Choose the kubernetes service type for your edge services（エッジサービスのKubernetesサービスタイプを選択してください）と尋ねられたら、Ingressを選択します。

Istio​

マイクロサービスは、Istio対応のKubernetesクラスタにデプロイできます。Kubernetesがマイクロサービスのデプロイと構成を管理するのに対して、Istioは、リクエストレベルのロードバランシング、リトライ、サーキットブレーカ、トラフィックルーティング/スプリットなど、サービス間通信を管理できます。

Istioサポートを有効にするには、次の手順に従います。

  • Do you want to configure Istio?（Istioを設定しますか?）というメッセージと尋ねられたら、Istioオプションのいずれかを選択します。
  • Do you want to generate Istio route files（Istioルートファイルを生成しますか）と尋ねられたら、Yesを選択して、サーキットブレーカなどのためのデフォルト設定を生成します。

トラブルシューティング​

'imagePullBackoff'によりアプリケーションがプルされません

Kubernetesクラスタがアクセスしているレジストリを確認してください。プライベートレジストリを使用している場合は、kubectl create secret docker-registryによって名前空間に追加する必要があります（詳細については、ドキュメントを確認してください）。

アプリケーションが起動する前に停止しまいます

これは、（Minikubeなど）クラスタのリソースが少ない場合に発生する可能性があります。デプロイのlivenessProbeのinitialDelySeconds値を増やしてください。

クラスタに多くのリソースがあるにもかかわらず、アプリケーションの起動が非常に遅くなります

デフォルトの設定は、中規模クラスタ用に最適化されています。JAVA_OPTS環境変数、リソース要求、および制限を自由に増やして、パフォーマンスを向上させることができますが、注意してください!

Prometheusを選択しましたが、ターゲットが表示されません

これは、Prometheusオペレータの設定とクラスタ内のアクセス制御ポリシーに依存します。RBACの設定を機能させるには、バージョン1.6.0以降が必要です。

Prometheusを選択しましたが、ターゲットがスクレーピングされません

これは、あなたのアプリケーションがおそらくMaven/Gradleのprometheusプロファイルを使って構築されていないことを意味します。

複数のレプリカを実行しているときに、Liquibaseの初期化中にSQLベースのマイクロサービスが停止しまう

データベースのchangelogロックが破損することがあります。kubectl exec -itを使用してデータベースに接続し、liquibasesのdatabasechangeloglockテーブルのすべての行を削除する必要があります。

JHipster Kubernetes-helm​

jhipster kubernetes-helm | k8s-helm

このサブジェネレータは、helm cliを介してKubernetesにデプロイされるマニフェストを生成します。

前提条件​

このサブジェネレータによって生成されたマニフェストを使用するには、helm cliをインストールする必要があります。インストール手順については、このリンクに従ってください。これにはhelm 2.12.x以降が必要です。

Helmをインストールしたら、次のリポジトリを追加する必要があります。

helm repo add stable https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
helm repo add incubator https://kubernetes-charts-incubator.storage.googleapis.com

これらのリポジトリは、このサブジェネレータが上記のリポジトリから安定したプロダクショングレードのサービスチャートを取得するため、ローカルキャッシュに追加する必要があります。

このサブジェネレータは、アプリケーションのマニフェストにkubernetesサブジェネレータを使用し、アプリケーションで参照されているデータベース、elasticsearch、prometheusなどのサービスイメージを上記のリポジトリから取得します。

導入​

次のコマンドを実行すると、すべてのアプリケーションをデプロイできます。

bash helm-apply.sh (or) ./helm-apply.sh

helm-apply.shは常にクリーンインストールを実行します。同じIDを持つ既存のグラフが削除されてから、クリーンインストールが実行されます。

次のコマンドを実行すると、すべてのアプリケーションをアップグレードできます（生成されたマニフェストに変更を加えた場合）。

bash helm-upgrade.sh (or) ./helm-upgrade.sh

JHipster Kubernetes-knative​

jhipster kubernetes-knative | knative

このサブジェネレータは、ではkubectl or helm cliを通してKubernetesにデプロイされるマニフェストを生成します。選択されたプロンプトの応答に基づいて、いずれかのCLIのマニフェストを生成します。

前提条件​

このサブジェネレータはIstioに依存しています。このサブジェネレータによって生成されたマニフェストを使用するには、クラスタにistioとkntaiveがインストールされている必要があります。インストール手順については、このリンクに従ってください。knative 0.8.x以降が必要です。

デプロイ​

Kubernetesジェネレータを使用してデプロイすることを選択した場合は、次のコマンドを実行します。

bash kubectl-knative-apply.sh (or) ./kubectl-knative-apply.sh

Helmジェネレータを使用してデプロイすることを選択した場合は、次のコマンドを実行します。

bash helm-knative-apply.sh (or) ./helm-knative-apply.sh

helm-knative-apply.shは、常にクリーンインストールを実行します。同じIDを持つ既存のグラフが削除されてから、クリーンインストールが実行されます。

次のbashコマンドを実行すると、すべてのアプリケーションをアップグレードできます（生成されたマニフェストに変更を加えた場合）。

bash helm-knative-upgrade.sh (or) ./helm-knative-upgrade.sh

詳細情報​