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Z LabAdvent Calendar 2017Day 8zlab
@Ladicle(Aya Igarashi)inゼットラボ株式会社

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 Posted 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?-][0] 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?-
* その2 -Istio構築とサンプルアプリのデプロイ-
* その3 -Blue/Greenデプロイメントによるカナリアリリース-
* その4 -基礎から振り返る-

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、Minikube[^2]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

  1. 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

    $ 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。

  3. 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

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

  5. 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                       DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
istio-system   deploy/istio-ca            1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-egress        1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-ingress       1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-initializer   1         1         1            1           12m
istio-system   deploy/istio-mixer         1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-pilot         1         1         1            1           15m
kube-system    deploy/kube-dns            1         1         1            1           34m
NAMESPACE      NAME                             DESIRED   CURRENT   READY     AGE
istio-system   rs/istio-ca-57f9bd7ddb           1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-egress-6c6b84cd5d       1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-ingress-79cf84458b      1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-initializer-865bc594c   1         1         1         12m
istio-system   rs/istio-mixer-6fdc6784c7        1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-pilot-5f4865659b        1         1         1         15m
kube-system    rs/kube-dns-6fc954457d           1         1         1         34m
NAMESPACE      NAME                       DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
istio-system   deploy/istio-ca            1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-egress        1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-ingress       1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-initializer   1         1         1            1           12m
istio-system   deploy/istio-mixer         1         1         1            1           15m
istio-system   deploy/istio-pilot         1         1         1            1           15m
kube-system    deploy/kube-dns            1         1         1            1           34m
NAMESPACE      NAME                             DESIRED   CURRENT   READY     AGE
istio-system   rs/istio-ca-57f9bd7ddb           1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-egress-6c6b84cd5d       1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-ingress-79cf84458b      1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-initializer-865bc594c   1         1         1         12m
istio-system   rs/istio-mixer-6fdc6784c7        1         1         1         15m
istio-system   rs/istio-pilot-5f4865659b        1         1         1         15m
kube-system    rs/kube-dns-6fc954457d           1         1         1         34m
NAMESPACE      NAME                                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
istio-system   po/istio-ca-57f9bd7ddb-4j7h5           1/1       Running   0          15m
istio-system   po/istio-egress-6c6b84cd5d-dzgxx       1/1       Running   0          15m
istio-system   po/istio-ingress-79cf84458b-s4wx6      1/1       Running   0          15m
istio-system   po/istio-initializer-865bc594c-kw2xx   1/1       Running   0          12m
istio-system   po/istio-mixer-6fdc6784c7-hl8sf        2/2       Running   0          15m
istio-system   po/istio-pilot-5f4865659b-hbw5d        1/1       Running   0          15m
kube-system    po/kube-addon-manager-minikube         1/1       Running   0          34m
kube-system    po/kube-dns-6fc954457d-qfczj           3/3       Running   0          34m
kube-system    po/kubernetes-dashboard-55t8g          1/1       Running   0          34m
NAMESPACE     NAME                      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
kube-system   rc/kubernetes-dashboard   1         1         1         34m
NAMESPACE      NAME                       TYPE           CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                                                  AGE
default        svc/kubernetes             ClusterIP      10.0.0.1     <none>        443/TCP                                                  34m
istio-system   svc/istio-egress           ClusterIP      10.0.0.60    <none>        80/TCP                                                   15m
istio-system   svc/istio-ingress          LoadBalancer   10.0.0.175   <pending>     80:32706/TCP,443:32034/TCP                               15m
istio-system   svc/istio-mixer            ClusterIP      10.0.0.184   <none>        9091/TCP,9093/TCP,9094/TCP,9102/TCP,9125/UDP,42422/TCP   15m
istio-system   svc/istio-pilot            ClusterIP      10.0.0.189   <none>        8080/TCP,443/TCP                                         15m
kube-system    svc/kube-dns               ClusterIP      10.0.0.10    <none>        53/UDP,53/TCP                                            34m
kube-system    svc/kubernetes-dashboard   NodePort       10.0.0.76    <none>        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

    $ cd path/to/istio-0.2.7

  2. 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

全てのdiffが見たい方はgists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

degital gerimanda - 4.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

    $ 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

  2. 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   <none>        9080/TCP   5s
kubernetes    ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP    1h
productpage   ClusterIP   10.0.0.207   <none>        9080/TCP   5s
ratings       ClusterIP   10.0.0.116   <none>        9080/TCP   5s
reviews       ClusterIP   10.0.0.92    <none>        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。

$ 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。

1510561185204.png
図2 Bookinfoバージョン1のトップ画面

1510561051636.png
図3 Bookinfoバージョン2のトップ画面

1510561213211.png
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 👋

[0]: https://qiita.com/Ladicle/items/979d59ef0303425752c8
[1]: https://istio.io/docs/guides/bookinfo.html

[^1]: Istioとは参照
[^2]: Localで簡単にKubernetesクラスタを動かすためのツール
[^3]: システム構成参照
[^4]: automatic-sidecar-injection参照

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