「Dockerはわかるけど…」から卒業！AWSでコンテナを動かすための30日集中講座 - Day 18: ServiceとIngress：外部からアプリケーションにアクセスできるようにする

Day 18: ServiceとIngress：外部からアプリケーションにアクセスできるようにする 🌐

皆さん、こんにちは！30日集中講座、Day 18へようこそ。

昨日は、Kubernetesの基本的なリソースであるPod、ReplicaSet、Deploymentを学びました。しかし、Podはクラスター内のプライベートIPアドレスを持っており、外部から直接アクセスすることはできません。また、PodのIPアドレスは再起動するたびに変わってしまいます。

今日の講座では、この問題を解決するKubernetesのネットワーク機能であるServiceとIngressについて学びます。これらを活用することで、外部のユーザーがアプリケーションにアクセスできるようになります。

今日の学習目標 🎯

• ServiceでPodへの安定したアクセスを実現する。
• LoadBalancerでの外部公開を体験する。
• IngressとServiceの違いを理解する。

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1. 内部からアクセスするためのService 🤝

Serviceは、複数のPodにまたがる安定したネットワークアクセスを提供します。PodのIPアドレスが変動しても、ServiceはPodを追跡し、一定のIPアドレスとDNS名でアクセスできるようにします。

KubernetesのServiceには、主に3種類があります。

• ClusterIP: デフォルトのタイプで、クラスター内部からのみアクセス可能なプライベートIPを割り当てます。Pod同士が通信する際に使います。
• NodePort: 各ノードの固定ポートを使い、Podへのアクセスを可能にします。
• LoadBalancer: クラウドプロバイダーのロードバランサーを自動でプロビジョニングし、外部からのトラフィックをPodに分散します。

今回は、実際に外部公開できるLoadBalancerを体験してみましょう。

事前確認：Deploymentの状態チェック

実習を開始する前に、昨日作成したDeploymentが稼働しているか確認しましょう。

# 昨日作成したDeploymentが稼働しているか確認
kubectl get deployments
kubectl get pods -l app=nginx

# Deploymentがない場合は再作成
cat > deployment.yaml << EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.21-alpine
        ports:
        - containerPort: 80
EOF
kubectl apply -f deployment.yaml

Serviceの作成と動作確認

service.yamlを同じ作業ディレクトリに保存します。

# service.yamlファイルを作成
cat > service.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: LoadBalancer
EOF

# Serviceを作成
kubectl apply -f service.yaml

Service YAMLの構造解説

apiVersion: v1                # Service APIのバージョン
kind: Service                 # リソースの種類
metadata:
  name: my-nginx-service     # Service名（DNS名としても使用）
spec:
  selector:                  # 対象Podの選択条件
    app: nginx              # app=nginxラベルを持つPodを選択
  ports:
  - protocol: TCP            # プロトコル（通常はTCP）
    port: 80                # Service側のポート（外部からアクセスするポート）
    targetPort: 80          # Pod側のポート（コンテナが待機しているポート）
  type: LoadBalancer        # AWS ALB/NLBを自動作成

外部アクセスの確認

kubectl get servicesコマンドを実行し、EXTERNAL-IPが割り当てられるまで待ちます。

# External-IPが割り当てられるまで待機
kubectl get services my-nginx-service -w

# IPアドレスが表示されたら（Ctrl+Cで監視終了）
EXTERNAL_IP=$(kubectl get service my-nginx-service -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
echo "アクセス先: http://$EXTERNAL_IP"

# curlでもテスト可能
curl http://$EXTERNAL_IP

ブラウザでhttp://[EXTERNAL-IP]にアクセスし、Nginxのデフォルトページが表示されることを確認してください。

ServiceとPodの関係性実習

ServiceがどのようにPodを追跡するか体験してみましょう。

# Serviceのエンドポイント確認
kubectl get endpoints my-nginx-service

# Podを1つ削除してServiceの追跡機能を確認
kubectl get pods -l app=nginx -o wide # 現在のPod IPを確認
kubectl delete pod [表示されたPod名の1つ]

# 新しいPodが作成され、Serviceが自動で新しいPodを追跡することを確認
sleep 10
kubectl get endpoints my-nginx-service
kubectl get pods -l app=nginx -o wide

ClusterIP Serviceの動作確認

内部通信の理解を深めるために、ClusterIP Serviceの動作も確認してみましょう。

# ClusterIP Service作成
cat > clusterip-service.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-clusterip
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: ClusterIP  # デフォルト値（省略可能）
EOF
kubectl apply -f clusterip-service.yaml

# 内部からのアクセステスト用のPodを起動
kubectl run test-pod --image=curlimages/curl -it --rm -- sh

# test-pod内で実行（Serviceの内部DNS名でアクセス）
curl http://nginx-clusterip
# 終了するにはexitと入力

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2. 外部からアクセスするためのIngress 🚪

Serviceが外部にロードバランサーを公開するのに対し、IngressはHTTP/HTTPSトラフィックをより柔軟にルーティングするためのリソースです。Ingressは単独でPodに繋がるわけではなく、必ずServiceを経由してトラフィックを振り分けます。

⚠️ Ingress使用前の重要な準備

IngressをEKSで使用するには、AWS Load Balancer Controllerのインストールが必要です。これは高度な設定のため、今回はServiceの動作確認に集中し、Ingressの詳細は後日の応用編で扱います。

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3. まとめと次回の予告

機能	Service (ClusterIP)	Service (LoadBalancer)	Ingress
アクセス範囲	クラスター内のみ	外部からも可能	外部からも可能
作成されるAWSリソース	なし	ALB/NLB	ALB（Controllerが必要）
料金	無料	ALB/NLB料金	ALB料金
適用例	Pod間通信、内部API	シンプルな外部公開	複数Service、SSL、パスルーティング

💰 費用を抑えるコツ

LoadBalancerタイプのServiceは、AWSのALBまたはNLBを作成するため、作成直後から時間単位の課金が発生します。学習中でない時間はLoadBalancer Serviceを削除し、必要に応じてClusterIP Serviceに変更することで費用を抑えられます。

# LoadBalancer Serviceを削除
kubectl delete service my-nginx-service

🔒 セキュリティに関する注意

作成されたLoadBalancerは、インターネット全体からアクセス可能です。本番環境では、セキュリティグループやNACLで適切にアクセス制限を行ってください。

明日の準備

今日学んだServiceを使って、明日は実際にローカルで作成したアプリケーションをEKSにデプロイします。

次回の予告
Day 19: 実践！ローカルアプリをEKSにデプロイする

それでは、また明日お会いしましょう！