MacOSでの迅速な開発のためにKubernetesでテレプレゼンスを使用する方法

投稿日: 2022-04-20 2022-04-20
タグ: deployment, Development, Kubernetes, System Tools

著者は、 Write forDOnationsプログラムの一環として寄付を受け取るためにTechEducationFundを選択しました。

序章

Kubernetesでマイクロサービスを構築するアプリケーション開発者は、多くの場合、速度を低下させる2つの大きな問題に遭遇します。

遅いフィードバックループ。コードを変更したら、テストするためにKubernetesにデプロイする必要があります。これには、コンテナのビルド、コンテナレジストリへのプッシュ、Kubernetesへのデプロイが必要です。これにより、すべてのコード反復に数分が追加されます。
ローカルのメモリとCPUが不足しています。開発者は、 minikube または同等のものを使用してローカルでKubernetesを実行することにより、フィードバックループを高速化しようとします。ただし、リソースを大量に消費するアプリケーションは、ローカルで使用可能なコンピューティングとメモリをすぐに超えます。

Telepresence は、Kubernetesでの高速で効率的な開発のためのCloud-NativeComputingFoundationプロジェクトです。 Telepresenceを使用すると、サービスをローカルで実行し、残りのアプリケーションをクラウドで実行します。 Telepresenceは、Kubernetesクラスターとローカルワークステーションの間に双方向ネットワーク接続を作成します。このようにして、ローカルで実行しているサービスはクラスター内のサービスと通信でき、その逆も可能です。これにより、クラスターのコンピューティングリソースとメモリリソースを使用できますが、変更ごとに完全な展開サイクルを実行する必要はありません。

このチュートリアルでは、MacOSを実行しているローカルマシンでTelepresenceを構成して、Kubernetesクラスターで動作するようにします。クラスタへのトラフィックを傍受し、ローカル環境にリダイレクトします。

前提条件

このチュートリアルを完了するには、次のものが必要です。

DigitalOceanKubernetesなどのKubernetesクラスター。チュートリアルではDigitalOceanKubernetesを使用しますが、既存のKubernetesクラスター（ローカルまたはクラウド）を使用することもできます。
kubectlがワークステーションにローカルにインストールされ、Kubernetesクラスターに接続するように構成されている
Node.jsのローカル開発環境。 Node.jsをインストールしてローカル開発環境を作成する方法に従うことができます。

ステップ1—Telepresenceのインストール

このステップでは、Telepresenceをインストールし、Kubernetesクラスターに接続します。まず、kubectlが設定されていることと、ローカルワークステーションからKubernetesクラスタに接続できることを確認してください。 get servicesコマンドを使用して、クラスターのステータスを確認します。

kubectl get services

出力は次のようになり、独自のクラスターのIPアドレスがリストされます。

OutputNAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.245.0.1   <none>        443/TCP   116m

次に、Telepresenceをローカルにインストールします。テレプレゼンスは単一のバイナリとして提供されます。

curlを使用して、MacOS用の最新のバイナリ（約60 MB）をダウンロードします。

sudo curl -fL https://app.getambassador.io/download/tel2/darwin/amd64/latest/telepresence -o /usr/local/bin/telepresence

次に、chmodを使用して、バイナリを実行可能にします。

sudo chmod a+x /usr/local/bin/telepresence

Telepresenceがローカルにインストールされたので、Kubernetesクラスターに接続してTelepresenceが機能したことを確認できます。

telepresence connect

次の出力が表示されます。

Output
Launching Telepresence Daemon v2.2.0 (api v3)
Connecting to traffic manager...
Connected to context default (https://<cluster public URL)

Telepresenceが接続しない場合は、kubectlの構成を確認してください。

statusコマンドを使用してKubernetesAPIサーバーに接続し、Telepresenceが正しく機能していることを確認します。

telepresence status

次の出力が表示されます。 Telepresence Proxy: ONは、Telepresenceがクラスター上のサービスにアクセスするためのプロキシーを構成したことを示します。

Output
Root Daemon: Running
  Version     : v2.2.0 (api 3)
  Primary DNS : ""
  Fallback DNS: ""
User Daemon: Running
  Version           : v2.2.0 (api 3)
  Ambassador Cloud  : Logged out
  Status            : Connected
  Kubernetes server : https://e5488ea3-6455-4fc7-be25-09d1d90bde82.k8s.ondigitalocean.com
  Kubernetes context: your_kubernetes_context
  Telepresence proxy: ON (networking to the cluster is enabled)
  Intercepts        : 0 total

サーバー側でtelepresence connectを使用すると、Telepresenceはambassadorという名前空間を作成し、トラフィックマネージャーを実行します。クライアント側では、Telepresenceはリモートサーバーへのローカルアクセスを可能にするDNSを設定します。つまり、ローカルサービスへのアクセスを手動で構成するためにkubectl port-forwardを使用する必要はありません。リモートサービスにアクセスすると、DNSは特定のIPアドレスに解決されます。詳細については、Telepresenceアーキテクチャのドキュメントを参照してください。

これで、Kubernetesクラスタがラップトップで実行されているかのように、ローカルワークステーションからリモートKubernetesクラスタに接続できます。次に、サンプルアプリケーションを試してみます。

ステップ2—サンプルのNode.jsアプリケーションを追加する

このステップでは、単純なNode.jsアプリケーションを使用して、Kubernetesクラスターで実行されている複雑なサービスをシミュレートします。ファイルをローカルで作成する代わりに、 DockerHub からファイルにアクセスし、そこからクラスターにデプロイします。このファイルはhello-nodeと呼ばれ、テキスト文字列を返します。

var http = require('http');

var handleRequest = function(request, response) {
  console.log('Received request for URL: ' + request.url);
  response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  response.write('Hello, Node!');
  response.end();
};

http.createServer(handleRequest).listen(9001);
console.log('Use curl <hostname>:9001 to access this server...');

kubectl create deploymentコマンドを使用して、hello nodeという名前の展開を作成します。

kubectl create deployment hello-node --image=docommunity/hello-node:1.0

次の出力が表示されます。

Outputdeployment.apps/hello-node created

get podコマンドを使用して、デプロイが行われ、アプリがクラスター上で実行されていることを確認します。

kubectl get pod

出力には、READYステータスの1/1が表示されます。

OutputNAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
hello-node-86b49779bf-9zqvn   1/1     Running   0          11s

expose deploymentコマンドを使用して、アプリケーションをポート9001で使用できるようにします。

kubectl expose deployment hello-node  --type=LoadBalancer --port=9001

出力は次のようになります。

Outputservice/hello-node exposed

kubectl get svcコマンドを使用して、ロードバランサーが実行されていることを確認します。

kubectl get svc

出力は次のようになり、独自のIPアドレスが使用されます。

OutputNAME         TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
hello-node   LoadBalancer   10.245.75.48   <pending>     9001:30682/TCP   4s
kubernetes   ClusterIP      10.245.0.1     <none>        443/TCP          6d

ロードバランサーをサポートせずにローカルKubernetesを使用している場合、LoadBalancerの外部IP値は<pending>として永続的に表示されます。これは、このチュートリアルの目的には問題ありません。 DigitalOcean Kubernetesを使用している場合は、外部IP値が遅延後にIPアドレスを表示することを確認する必要があります。

次に、curlを使用してロードバランサーにアクセスし、アプリケーションが実行されていることを確認します。

curl <ip-address>:9001

ロードバランサーを実行していない場合は、curlを使用してサービスに直接アクセスできます。

curl <servicename>.<namespace>:9001

出力は次のようになります。

OutputHello, Node!

次に、telepresence connectコマンドを使用して、Telepresenceをクラスターに接続します。

telepresence connect

これにより、すべてのリモートサービスにローカルであるかのようにアクセスできるため、次の名前でサービスにアクセスできます。

curl hello-node.default:9001

IPを介してサービスにアクセスしたときと同じ応答を受け取ります。

OutputHello, Node!

サービスはクラスター上で稼働しており、リモートでアクセスできます。 hello-node.jsアプリに変更を加える場合は、次の手順を実行する必要があります。

アプリを変更します。
コンテナイメージを再構築します。
コンテナレジストリにプッシュします。
Kubernetesにデプロイします。

それは多くのステップです。ツール（ Skaffold などの自動パイプライン）を使用して、手作業を減らすことができます。ただし、手順自体をバイパスすることはできません。

次に、hello-node appの別のバージョンをビルドし、Telepresenceを使用して、コンテナーイメージをビルドしたり、レジストリにプッシュしたり、Kubernetesにデプロイしたりせずにテストします。

ステップ3—新しいバージョンのサービスをローカルで実行する

この手順では、ローカルマシン上の既存のhello-nodeアプリケーションを変更します。次に、テレプレゼンスを使用して、テレプレゼンスインターセプトを使用してトラフィックをローカルバージョンにルーティングします。インターセプトは、クラスター向けのトラフィックを取得し、それをローカルバージョンのサービスに再ルーティングするため、開発環境での作業を継続できます。

サンプルアプリケーションの変更バージョンを含む新しいファイルを作成します。

nano hello-node-v2.js

次のコードを新しいファイルに追加します。

hello-node-v2.js

var http = require('http');

var handleRequest = function(request, response) {
  console.log('Received request for URL: ' + request.url);
  response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  response.write('Hello, Node V2!');
  response.end();
};

http.createServer(handleRequest).listen(9001);

ファイルを保存して終了します。

Nodeでサービスを開始します。

node hello-node-v2.js

サービスを実行したままにして、新しいターミナルウィンドウを開き、サービスにアクセスします。

curl localhost:9001

出力は次のようになります。

OutputHello, Node V2!

ただし、このサービスはローカルでのみ実行されます。リモートサーバーにアクセスしようとすると、現在hello-nodeのバージョン1が実行されています。これを修正するには、インターセプトを有効にして、クラスター内のhello-nodeサービスに向かうすべてのトラフィックをローカルバージョンのサービスにルーティングします。

interceptコマンドを使用して、インターセプトを設定します。

telepresence intercept hello-node --port 9001

出力は次のようになります。

OutputUsing deployment hello-node
intercepted
    Intercept name    : hello-node
    State             : ACTIVE
    Destination       : 127.0.0.1:9001
    Volume Mount Error: sshfs is not installed on your local machine
    Intercepting      : all TCP connections

statusコマンドを使用して、インターセプトが正しく設定されていることを確認します。

telepresence status

出力は次のようになります。

OutputRoot Daemon: Running
  Version     : v2.2.0 (api 3)
  Primary DNS : ""
  Fallback DNS: ""
User Daemon: Running
  Version           : v2.2.0 (api 3)
  Ambassador Cloud  : Logged out
  Status            : Connected
  Kubernetes server : https://e5488ea3-6455-4fc7-be25-09d1d90bde82.k8s.ondigitalocean.com
  Kubernetes context: <your_kubernetes_context>
  Telepresence proxy: ON (networking to the cluster is enabled)
  Intercepts        : 1 total
    hello-node: user@context

以前と同じように、curlを使用してリモートサービスにアクセスします。

curl hello-node.default:9001

出力は次のようになります。

OutputHello, Node V2!

これで、クラスター上のサービスに送信されたメッセージはすべてローカルサービスにリダイレクトされます。これは、コードへの個々の変更ごとにデプロイメントループ（ビルド、プッシュ、デプロイ）を回避できるため、開発段階で役立ちます。

結論

このチュートリアルでは、ローカルマシンにTelepresenceをインストールし、変更を加えるたびにKubernetesにデプロイすることなく、ローカル環境でコードを変更する方法を示しました。 Telepresenceに関するその他のチュートリアルと情報については、Telepresenceのドキュメントを参照してください。

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