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Istio入門その2 - Istio構築とサンプルアプリのデプロイ -

Last updated at 2019-01-03Posted at 2017-12-07

はじめに

本記事はIstio入門シリーズの第二弾です！

前回の Istio入門その1 -Istioとは?- では、Istioのざっくりとしたアーキテクチャを解説しました。ぼんやりと全体像が見えてきたかと思いますので、今回は公式サンプルアプリケーションを試しつつ実際の動きを見ていきたいと思います。

Istio入門シリーズ

[その1 -Istioとは?-][istio1]

[その2 -Istio構築とサンプルアプリのデプロイ-][istio2]

[その3 -Blue/Greenデプロイメントによるカナリアリリース-][istio3]

[その4 -基礎から振り返る-][istio4]
[istio4]: https://qiita.com/Ladicle/items/4ba57078128d6affadd5
[istio1]: https://qiita.com/Ladicle/items/979d59ef0303425752c8
[istio2]: https://qiita.com/Ladicle/items/e949b0f68ac18b7a95d8
[istio3]: https://qiita.com/Ladicle/items/5a68ff85e15e86781453

Hello Istio!

bookinfoを試す前に、まずはIstioの構築です。フル機能のIstioを使えるプラットフォームは現時点でKubernetesのみ¹なので、Minikube²を使って構築したいと思います。

環境情報

OS: macOS Sierra
Hypervisor: VirtualBox

KubernetesにIstioをデプロイする

はじめにMinikubeをダウンロードしてパスを通します

$ curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/v0.23.0/minikube-darwin-amd64
$ chmod +x minikube
$ sudo mv minikube /usr/local/bin/


2. 続いてメモリを4G確保してMinikubeを起動します

    ```bash
$ minikube start --memory 4096 --extra-config=apiserver.Admission.PluginNames="Initializers,NamespaceLifecycle,LimitRanger,ServiceAccount,DefaultStorageClass,GenericAdmissionWebhook,ResourceQuota"

注意
Istio本体の起動には2Gで十分なのですが、BookInfoの動作には4G以上のメモリが必要なことに注意してください。

ここから、本題のIstioをダウンロードしてistioctlのパスを通します

$ curl -L https://git.io/getLatestIstio | sh -
$ cd istio-0.2.7
$ sudo mv bin/istioctl /usr/local/bin


4. KubernetesにダウンロードしてきたIstioのManifestを適用します

    ```bash
$ kubectl apply -f install/kubernetes/istio-auth.yaml
$ kubectl apply -f install/kubernetes/istio-initializer.yaml

最後にkubectlを使って、作成されたIstioのリソースを確認します

$ kubectl get --all-namespaces all
NAMESPACE NAME istio-system deploy/istio-ca istio-system deploy/istio-egress istio-system deploy/istio-ingress 1 istio-system deploy/istio-initializer 1 istio-system deploy/istio-mixer istio-system deploy/istio-pilot kube-system deploy/kube-dns NAMESPACE NAME istio-system rs/istio-ca-57f9bd7ddb istio-system rs/istio-egress-6c6b84cd5d istio-system rs/istio-ingress-79cf84458b istio-system rs/istio-initializer-865bc594c istio-system rs/istio-mixer-6fdc6784c7 istio-system rs/istio-pilot-5f4865659b kube-system rs/kube-dns-6fc954457d NAMESPACE NAME istio-system deploy/istio-ca istio-system deploy/istio-egress istio-system deploy/istio-ingress 1 istio-system deploy/istio-initializer 1 istio-system deploy/istio-mixer istio-system deploy/istio-pilot kube-system deploy/kube-dns NAMESPACE NAME istio-system rs/istio-ca-57f9bd7ddb istio-system rs/istio-egress-6c6b84cd5d istio-system rs/istio-ingress-79cf84458b istio-system rs/istio-initializer-865bc594c istio-system rs/istio-mixer-6fdc6784c7 istio-system rs/istio-pilot-5f4865659b kube-system rs/kube-dns-6fc954457d NAMESPACE NAME istio-system po/istio-ca-57f9bd7ddb-4j7h5 istio-system po/istio-egress-6c6b84cd5d-dzgxx istio-system po/istio-ingress-79cf84458b-s4wx6 istio-system po/istio-initializer-8 istio-system po/istio-mixer-6fdc6784c7-hl8sf istio-system po/istio-pilot-5f4865659b-hbw5d kube-system po/kube-addon-manager-minikube kube-system po/kube-dns-6fc954457d-qfczj kube-system po/kubernetes-dashboard-55t8g NAMESPACE NAME kube-system rc/kubernetes-dashboard 1 NAMESPACE NAME default svc/kubernetes istio-system svc/istio-egress istio-system svc/istio-ingress istio-system svc/istio-mixer istio-system svc/istio-pilot kube-system svc/kube-dns kube-system svc/kubernetes-dashboard DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 12m
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 34m
DESIRED CURRENT READY AGE
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 12m
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 34m
DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 12m
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 15m
1 1 1 1 34m
DESIRED CURRENT READY AGE
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 12m
1 1 1 15m
1 1 1 15m
1 1 1 34m
READY STATUS RESTARTS AGE
1/1 Running 0 15m
1/1 Running 0 15m
1/1 Running 0 15m
65bc594c-kw2xx 1/1 Running 0 12m
2/2 Running 0 15m
1/1 Running 0 15m
1/1 Running 0 34m
3/3 Running 0 34m
1/1 Running 0 34m
DESIRED CURRENT READY AGE
1 1 34m
TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
ClusterIP 10.0.0.1 443/TCP 34m
ClusterIP 10.0.0.60 80/TCP 15m
LoadBalancer 10.0.0.175 80:32706/TCP,443:32034/TCP 15m
ClusterIP 10.0.0.184 9091/TCP,9093/TCP,9094/TCP,9102/TCP,9125/UDP,42422/TCP 15m
ClusterIP 10.0.0.189 8080/TCP,443/TCP 15m
ClusterIP 10.0.0.10 53/UDP,53/TCP 34m
NodePort 10.0.0.76 80:30000/TCP 34m



### お疲れ様でした:beer:

以上でIstioの構築は完了です。環境差分など何か問題がありましたら公式の[Setup](https://istio.io/docs/setup/)ガイドをご参照ください。


## サンプルアプリケーションを試す

前章でIstioが立ち上げることができました。しかし、これだけではどの様な機能が使えるのかわかりません。この章では、[公式サンプルアプリケーション](https://github.com/istio/istio/tree/master/samples)を使ってIstioを組み込む方法を見ていきます。

### アプリケーションにIstioを組み込む

Istioを構成するコンポーネントの一つであるEnvoy[^3]は、アプリケーションのサイドカーとして組み込まれるためアプリケーションコードを修正する必要がありません。

1. まずは前章でダウンロードしたIstioのディレクトリに移動します

    ```bash
$ cd path/to/istio-0.2.7

アプリケーションのManifestに対してistioctlのkube-injectを実行します。すると、Istioの設定が組み込まれたManifestが生成されます。

$ istioctl kube-inject -f samples/bookinfo/kube/bookinfo.yaml > out


3. `kube-inject`で生成されたManifestと元のManifestのdiffをみると、annotationやサイドカーの設定が追加されていることがわかります![Pasted image at 2017_12_07 10_40 AM.png](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/26683/ebaa40bb-c8ba-6dff-6349-314cd2040d5e.png)

> 全てのdiffが見たい方は[gists](https://gist.github.com/Ladicle/8ea73d991f074c80adf7c9b8d8eceb7f)をご参照ください。


#### Automatic sidecar injection

今回は差分をみるためistioctlで明示的にIstioをアプリケーションに対して組み込みました。

より簡単にデプロイする方法として、DeploymentのPodにサイドカーを自動で組み込む機能[^4]も提供されています。ただし、この機能はKubernetesの[Initializer](https://kubernetes.io/docs/admin/extensible-admission-controllers/#what-are-initializers)を利用しているので、Kubernetesクラスタの立ち上げ時にフラグをオンにする必要があります。その上でistio-initializerをデプロイすることで利用することができます。

実は、前章の構築で既にこの機能を有効にしています。minikube立ち上げ時に付与していた`extra-config`、Istio Manifest適用時に指定していた`istio-initializer.yml`が自動組み込み機能の有効化方法です。

### Istioを組み込んだManifestをKubernetesに適用する

<img width="1254" alt="degital gerimanda - 4.png" src="https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/26683/528ab317-f586-068e-5ba2-0ce69bb1c399.png">
**図1** IstioをBookinfoに組み込んだ前と後の比較

実際にアプリケーションを立ち上げる前に、軽くBookinfoのアーキテクチャをみていきましょう。このBookinfoは、本の情報を掲載しているマイクロサービスなアプリケーションです。図1のような構成を取っており、機能は以下のようになっています。

* **商品ページ (Python)**:  他のコンポーネントから取得した本の情報を提供する。
* **レビュー (Java)**: 本のレビュー情報を提供する。1~3までのバージョンがある。
* **詳細情報 (NodeJS)**: 本の詳細情報を提供する。商品ページから呼び出される。
* **レーティング (Ruby)**: 本のレートを提供する。レビューのv2から呼び出される。

では、前章で作成したIstio組み込み済みのManifestを使ってBookinfoをKubernetes上に立ちあげましょう。

1. はじめに、作成したManifestをKubernetesに適用します

    ```bash
$ kubectl apply -f out
service "details" created
deployment "details-v1" created
service "ratings" created
deployment "ratings-v1" created
service "reviews" created
deployment "reviews-v1" created
deployment "reviews-v2" created
deployment "reviews-v3" created
service "productpage" created
deployment "productpage-v1" created
ingress "gateway" created

次に、正しく立ち上がっていることをkubectlで確認します

$ kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
details ClusterIP 10.0.0.190 9080/TCP 5s
kubernetes ClusterIP 10.0.0.1 443/TCP 1h
productpage ClusterIP 10.0.0.207 9080/TCP 5s
ratings ClusterIP 10.0.0.116 9080/TCP 5s
reviews ClusterIP 10.0.0.92 9080/TCP 5s
$ kubectl get po
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
details-v1-cf8bdb7f7-dwpqw 2/2 Running 0 1m
productpage-v1-6bb58b5bd5-r6mkf 2/2 Running 0 1m
ratings-v1-598779769-s6msj 2/2 Running 0 1m
reviews-v1-6f49f7dbd7-dznm7 2/2 Running 0 1m
reviews-v2-8659c664ff-xh29g 2/2 Running 0 1m
reviews-v3-bcbd4f7f9-kcm7z 2/2 Running 0 1m


### BookInfoにアクセスする

最後に、立ち上げたBookinfoにアクセスしてみましょう。まずは取得したゲートウェイのURLにアクセスして正しいレスポンスが返ってくることを確認します。

```bash
$ export GATEWAY_URL=$(kubectl get po -n istio-system -l istio=ingress -o 'jsonpath={.items[0].status.hostIP}'):$(kubectl get svc istio-ingress -n istio-system -o 'jsonpath={.spec.ports[0].nodePort}')
$ curl -o /dev/null -s -w "%{http_code}\n" http://$GATEWAY_URL/productpage
200

200が返ってきたでしょうか? 問題なければ次はブラウザからアクセスしてみます。

open http://$GATEWAY_URL/productpage

ブラウザが立ち上がったら、ページを何回かリロードしてみてください。レビュー機能を持つコンポーネントに対してラウンドロビンでルーティングされるので、図2-4のような画面複数のバージョンページが表示されるかと思います。

図2 Bookinfoバージョン1のトップ画面

図3 Bookinfoバージョン2のトップ画面

図4 Bookinfoバージョン3のトップ画面

おわりに

今回はIstioの構築とアプリケーションにIstioを組み込む方法について見ていきました。アーキテクチャは少々複雑でしたが、Kubernetesへの組み込みは簡単だったのではないでしょうか？
次回は、Istioの機能を使ってBookInfoをより高度にコントロールする方法を見ていきたいと思います。それではお楽しみに 👋

Istioとは参照 ↩
Localで簡単にKubernetesクラスタを動かすためのツール ↩

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Istio入門 その2 - Istio構築とサンプルアプリのデプロイ -