KubernetesでWordPress構築をやってみた。運用費は月額4000円ほど。

WordPressをリーズナブルに使いたい

WordPressでブログサイトを作りたく、リーズナブルに運用できる方法を探していたのですが、GCEでWordPressがほぼ無料運用できるようになったので改めてまとめるの記事を読んで、GCPを使えば安そうなので試してみました。

公式ドキュメントにも

WordPress ホスティング料金
WordPress は Compute Engine の無料階層で実行できます（f1-micro、0.2 CPU）

と確かにGoogle Compute Engineを使えば無料枠でWordPressが作れそうですね。

GCEにWordPressを構築する方法

公式ドキュメントによると、3通りWordPressを構築する方法があるようです。

• Cloud Launcher で WordPress の単一インスタンスをデプロイ
  • トラフィックが少ない場合や中程度の場合に最適
• Kubernetes Engineに WordPress をデプロイ
  • トラフィック量が多い場合に、自動スケーリングなどできる
• App Engine に WordPress をデプロイ
  • トラフィック量が変動し、ピーク時の値が高くなる場合にのみおすすめ

今回は、リーズナブルに済ませたいと思う気持ちがありつつも、
Kubernetes触ってみたかったのでKubernetesでやりたいと思います。

Kubernetesとは

Linux コンテナの操作を自動化するオープンソース・プラットフォームのことです。
詳細はこちらの記事に(Kubernetes とは)詳しく書かれていますが、今回この記事で使う用語をメモっておきます。

用語	説明
クラスタマスター	Kubernetes ノードを制御するマシン。すべてのタスクの割り当て元となります。
ノード	リクエストされ、割り当てられたタスクを実行するマシン。Kubernetes マスターはこれらのノードを制御します。
Pod	1 つのノードにデプロイされた、1 つ以上のコンテナからなるグループ。Pod に入っているすべてのコンテナは、同じ IP アドレス、IPC、ホスト名、その他のリソースを共有します。
サービス	Pod から作業の定義を分離します。Kubernetes サービスプロキシは適切な Pod に自動的にサービスリクエストを提供します。
kubectl	Kubernetes のコマンドライン設定ツールです。

gcloudをインストール

公式ドキュメントによると、GCPのSDKが必要なのでGoogle Cloud SDKを入れます。

参考：Cloud SDK のインストール

パッケージをダウンロードしてきてから、インストールを実行。

$ ./install.sh 
Welcome to the Google Cloud SDK!

・・・

==> Source [/Users/hoge/Downloads/google-cloud-sdk/completion.bash.inc] in your profile to enable shell command completion for gcloud.
==> Source [/Users/hoge/Downloads/google-cloud-sdk/path.bash.inc] in your profile to add the Google Cloud SDK command line tools to your $PATH.

For more information on how to get started, please visit:
  https://cloud.google.com/sdk/docs/quickstarts

PATHを通してgcloudコマンドが使えるようにします。

$ vi ~/.bash_profile
#パス追加
export PATH=$PATH:/Users/hoge/src/google-cloud-sdk/completion.bash.inc
export PATH=$PATH:/Users/hoge/src/google-cloud-sdk/path.bash.inc
export PATH=$PATH:/Users/hoge/src/google-cloud-sdk/bin/

$ source ~/.bash_profile

また、gcloudコマンドが使えるようになったところで、Kubernetesのコマンドラインツールkubectlもインストールします。

$ gcloud components install kubectl

事前準備が整いました。

WordPress と MySQL での永続ディスクの使用

以下を参考に行います。
WordPress と MySQL での永続ディスクの使用

永続ディスクとは、高性能のブロック ストレージです。コンテナは使い捨てがセオリーなので、永続的なファイルシステムの格納には向いていませんが、この永続ディスクを使用するとアプリケーションのデータ(WordPress、MySQL)をコンテナの外部に保存できます。そのためたとえコンテナを削除しても、データは消えないのです。

Google Kubernetes Engine API を有効にする

まずはGCPのコンソールより、Kubernetes Engine のページにアクセスし、プロジェクトを作成します。

プロジェクト作成後、プロジェクトの課金を有効にします。

gcloud コマンドライン ツールのデフォルトの設定

gcloudを使う上で、
先ほど作成したプロジェクトのプロジェクトIDと、Compute Engine ゾーンのデフォルト設定にします。

$ gcloud config set project (PROJECT_ID)
Updated property [core/project].
$ gcloud config set compute/zone asia-northeast1-b
Updated property [compute/zone].

Compute Engine ゾーンによってインスタンスの機能と通信速度が異なります。例えば2018年1月現在、東京リージョンでは、GPU搭載のインスタンスが使えません。
ただ日本からアクセスされるブログサイトであれば、東京リージョンの方が通信速度が早く適しています。

参考：東京 GCP リージョン の正式運用を開始しました

アプリケーション マニフェストのダウンロード

GitHub レポジトリより、WordPress環境に必要なマニフェスト ファイルをダウンロードします。

$ git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
Cloning into 'kubernetes-engine-samples'...
remote: Counting objects: 207, done.
remote: Total 207 (delta 0), reused 0 (delta 0), pack-reused 207
Receiving objects: 100% (207/207), 56.65 KiB | 0 bytes/s, done.
Resolving deltas: 100% (77/77), done.
Checking connectivity... done.

ダウンロードしたファイルは、WordPressとMySQLのデプロイ設定ファイル、サービス設定ファイルです。

$ ls -1
README.md
mysql-service.yaml
mysql.yaml
wordpress-service.yaml
wordpress.yaml

Kubernetes Engine クラスタ マスターを作成する

クラスタ マスターはノードを制御するマシンです。
以下のコマンドで、blogという名前で3つのノードを制御するクラスタを作成しています。ノードは、タスクを実行するマシンです。

$ gcloud container clusters create blog --num-nodes=3 
WARNING: Accessing a Container Engine cluster requires the kubernetes commandline
client [kubectl]. To install, run
  $ gcloud components install kubectl

Creating cluster blog...done.                                                                                                                           
Created [https://container.googleapis.com/v1/projects/wordpress/zones/asia-northeast1-b/clusters/blog].
kubeconfig entry generated for blog.
NAME   ZONE           MASTER_VERSION  MASTER_IP       MACHINE_TYPE   NODE_VERSION  NUM_NODES  STATUS
blog  asia-northeast1-b  1.7.11-gke.1    35.193.159.110  n1-standard-1  1.7.11-gke.1  3          RUNNING

永続ディスクを作成する

ポッドが再起動されても、WordPress、MySQLのデータが消えないように永続ディスクを使用します。

$ gcloud compute disks create --size 200GB mysql-disk
Created [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/wordpress-for-beauty/zones/us-central1-b/disks/mysql-disk].
NAME        ZONE           SIZE_GB  TYPE         STATUS
mysql-disk  us-central1-b  200      pd-standard  READY

New disks are unformatted. You must format and mount a disk before it
can be used. You can find instructions on how to do this at:

https://cloud.google.com/compute/docs/disks/add-persistent-disk#formatting

$ gcloud compute disks create --size 200GB wordpress-disk
Created [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/wordpress/zones/asia-northeast1-b/disks/wordpress-disk].
NAME            ZONE           SIZE_GB  TYPE         STATUS
wordpress-disk  asia-northeast1-b  200      pd-standard  READY

New disks are unformatted. You must format and mount a disk before it
can be used. You can find instructions on how to do this at:

https://cloud.google.com/compute/docs/disks/add-persistent-disk#formatting

mysql-diskとwordpress-diskの2つの永続ディスクを用意しました。

※永続ディスクは料金が発生します。詳細は最後に記載。

MySQL をセットアップする

まずはデータベースのパスワードを格納する Kubernetes シークレットを作成。

$  kubectl create secret generic mysql --from-literal=password=(YOUR_PASSWORD)
secret "mysql" created

mysql.yaml マニフェスト ファイルを使用して、ポート 3306 で動作する単一インスタンスの MySQL アプリケーションをデプロイします。
先ほど作成した永続ディスクmysql-diskもこちらで指定します。

mysql.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  # レプリカ数の指定
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
        - image: mysql:5.6
          name: mysql
          env:
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              valueFrom:
                secretKeyRef:
                  name: mysql
                  key: password
          ports:
            - containerPort: 3306
              name: mysql
          volumeMounts:
            - name: mysql-persistent-storage
              mountPath: /var/lib/mysql
      volumes:
        - name: mysql-persistent-storage
          gcePersistentDisk:
　　　　　　//先ほど作成した永続ディスクを指定
            pdName: mysql-disk
            fsType: ext4

マニフェスト ファイルをデプロイする

$ kubectl create -f mysql.yaml
deployment "mysql" created

ポッドが実行されているかどうかを確認

$ kubectl get pod -l app=mysql
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-3368603707-327j1   1/1       Running   0          44s

MySQL サービスを作成する

Kubernetesのサービスは、論理的なポッドのセットと、それにアクセスするポリシーを定義する抽象的なものです。

mysql-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql

マニフェスト ファイルをデプロイ

$ kubectl create -f mysql-service.yaml
service "mysql" created

確認

$ kubectl get service mysql
NAME      TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
mysql     ClusterIP   10.27.248.78   <none>        3306/TCP   10m

ちゃんと動いていますね。

WordPress をセットアップする

wordpress.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: wordpress
  labels:
    app: wordpress
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: wordpress
  template:
    metadata:
      labels:
        app: wordpress
    spec:
      containers:
        - image: wordpress
          name: wordpress
          env:
          - name: WORDPRESS_DB_HOST
            value: mysql:3306
          - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
            valueFrom:
              secretKeyRef:
                name: mysql
                key: password
          ports:
            - containerPort: 80
              name: wordpress
          volumeMounts:
            - name: wordpress-persistent-storage
              mountPath: /var/www/html
      volumes:
        - name: wordpress-persistent-storage
          gcePersistentDisk:
            pdName: wordpress-disk
            fsType: ext4

デプロイする

$ kubectl create -f wordpress.yaml
deployment "wordpress" created

確認

$ kubectl get pod -l app=wordpress
NAME                         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
wordpress-3479901767-gz54d   1/1       Running   0          10m

WordPress サービスを公開する

ここまでで、クラスター内にWordPressを構築しましたが、まだコンテナを外部から見れるようにする必要があります。

公式ドキュメントより

WordPress コンテナは、外部 IP アドレスを持たないため、現在はクラスタ外からアクセスできません
ロードバランサ（課金対象）を使用して WordPress アプリケーションをインターネットからのトラフィックに公開するには、type:LoadBalancer のサービスが必要です。

外部に見せるための課金対象のロードバランサを設定する必要がありました。

wordpress-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: wordpress
  name: wordpress
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      protocol: TCP
  selector:
    app: wordpress

マニフェストをデプロイすると、ロードバランサが作成されます。

$ kubectl get svc -l app=wordpress
NAME        TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP      PORT(S)        AGE
wordpress   LoadBalancer   10.27.241.164   35.225.XXX.XXX   80:30370/TCP   2m

このEXTERNAL-IPがパブリック IP アドレスになります。

外部からアクセス

成功です。

料金について

WordPressをリーズナブルに使いたいというモチベーションでやってきたのですが、このチュートリアルを元に作った場合、永続ディスク、ロードバランサ共にお金が発生します。

現在のレート(1USD=112.56JPY)に換算すると

200GBの永続ディスク：一ヶ月あたり約1,172円　
(2個用意しているので、約2,334円)
ロードバランサ：一ヶ月あたり約2000円

合計一ヶ月あたり約4,300円です。

さくらのレンタルサーバと比較すると高いですね。

Kubernetesでブログを運用するタイミング

公式ドキュメントにも書いてあるように、そもそもKubernetes Engineは、トラフィック量が多いサイトで、コンテナによる自動スケーリングとパフォーマンスのメリットを活用したい場合に最適なので、ブログのアクセスが増えてパフォーマンスが気になる時にKubernetesを使うのがいいですね。