はじめに

AWS，Azure，GoogleCloudなどパブリッククラウドはすごく便利ですが，個人で使うには高いですよね．（貧乏学生にはきちぃ）
一生無料で，使い放題なクラウドがほしいな〜

せや自分で作ればいいやん！

ということでパブリッククラウドを自作してみました（タイトル詐欺？電気代はかかります．．実家に）

システム構成は大体下図の通りです（Gemini作）．

宣伝

自作クラウドのコンテナサービス（ECS風）で運用しているポートフォリオサイトです
https://daigo-suhara.com

フェーズ1：kubernetesクラスタ自動構築化

基盤にはkubernetesを採用することにしました．
しかしベアメタルにクラスタ構築するのめんどいなーということで自動的にクラスタ構築してくれるようにしました．

具体的には，Tinkerbellというソフトウェアを使用しています．これによりストレージ空っぽ，電源OFFの状態から，クラスタ構築に必要最低限なパッケージ（kubeadmなど）のみ含んだOSが勝手にインストールされます．
（Tinkerbell：ベアメタルにipxe経由でOSや初期設定を自動的にプロビジョニングしてくれる）
さらにClusterAPI Provider Tinkerbellを使用することで，OSプロビジョニング後のクラスタ構築作業も自動化してくれます．

自分はこれを，ノートPCにmicrok8sで作ったクラスタの上にargocdをインストして，argocdリソースとしてtinkerbell環境を構築しています．

フェーズ2：クラウドコアシステムの作成

まず現状ですが，

認証系（IAM的な）
テナント
コンテナサービス(ECS)
仮想マシン(EC2)
WEBコンソール
API

が作成できています．

それぞれの内部システムはgrpcサーバとして切り離されていて，GitHub Actionsでコンテナ化してociレジストリにPushしたものを，ArgoCDが呼び出します．
（＊APIはFastAPI，WEBコンソールはReact製です）

コンテナサービスについて

基盤はknativeで動いています．それをFastAPIからの指示に基づいてGo製のシステムで操作しています．

オートスケールやコンテナイメージURLの指定などができます．ソースコードからの継続デプロイ機能はまだ開発できていません．

また，ドメインマッピング機能もあるので，<サービスID>.drkatana.comという名前で公開URLもつきますし，CNAMEでカスタムドメインも設定できます．

仮想マシンについて

基盤はkubevirtで動いています．ubuntu，fedora，debianなどのテンプレートの他，カスタムociイメージを指定することができます．コア数やメモリ数の指定と，コンソール画面からの操作ができます．
コンソール画面はwebsocketとxterm.jsで実装しています．

おわりに

自分用クラウドとしてはOpenStackなどのOSSを使うと楽ですが，自分で１から作るというのは勉強も兼ねつつ，つい時間を忘れて徹夜してしまうくらい楽しむことができたので，ぜひクラウド自作erが増えるといいなと思いました．

謝辞

今回開発作業にあたり，私の無茶なアーキテクチャを実装するコーディング作業の多くを担当してくださったCodexに感謝を表します．