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サービスを使用したアプリケーションの公開

Autopilot Standard

このページでは、Google Kubernetes Engine（GKE）で Kubernetes Service を作成し、アプリケーションを公開することで、内部ネットワークまたはインターネットからアプリケーションにアクセスできるようにする方法について説明します。5 つの Service タイプ（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName、Headless）について説明します。

このチュートリアルでは、Deployment の作成方法、Service を使用して Deployment を公開する方法、Deployment にアクセスする方法について、各 Service タイプに応じた例を示します。

このページは、クラウドリソースのプロビジョニングと構成、アプリとサービスのデプロイを行うオペレーターとデベロッパーを対象としています。 Google Cloudのコンテンツで使用されている一般的なロールとタスクの例の詳細については、一般的な GKE ユーザーのロールとタスクをご覧ください。

このページを読む前に、kubectl の使い方を理解しておいてください。

はじめに

Service とは、一連の Pod エンドポイントを 1 つのリソースにグループ化したものです。このグループにアクセスするさまざまな方法を構成できます。デフォルトでは固定クラスタ IP アドレスを取得し、クラスタ内のクライアントはそれを使って Service 内の Pod と通信できます。クライアントがこの IP アドレスにリクエストを送信すると、リクエストが Service 内の Pod の 1 つにルーティングされます。

Service には、次の 5 つのタイプがあります。

ClusterIP（デフォルト）
NodePort
LoadBalancer
ExternalName
Headless

デフォルトでは、Autopilot クラスタは一般公開されます。限定公開の Autopilot クラスタを使用する場合は、Cloud NAT を構成して、アウトバウンドインターネット接続（DockerHub からのイメージの pull など）を行う必要があります。

このトピックにはいくつかの演習があります。各演習では、Deployment を作成し、Service を作成してその Pod を公開します。次に、その Service に HTTP リクエストを送信します。

始める前に

作業を始める前に、次のタスクが完了していることを確認してください。

Google Kubernetes Engine API を有効にする。

Google Kubernetes Engine API の有効化

このタスクに Google Cloud CLI を使用する場合は、gcloud CLI をインストールして初期化する。すでに gcloud CLI をインストールしている場合は、gcloud components update コマンドを実行して最新のバージョンを取得します。以前のバージョンの gcloud CLI では、このドキュメントのコマンドを実行できない場合があります。
注: gcloud CLI がすでにインストールされている場合には、必ず compute/region プロパティを設定してください。主にゾーンクラスタを使用する場合は、代わりに compute/zone を設定します。デフォルトのロケーションを設定することで、gcloud CLI のエラー（One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location など）を防止できます。クラスタのロケーションが設定したデフォルトと異なる場合は、特定のコマンドでロケーションの指定が必要になることがあります。

すでに Autopilot クラスタまたは Standard クラスタが存在していることを確認する。新しいクラスタを作成するには、Autopilot クラスタの作成をご覧ください。

ClusterIP タイプの Service の作成

このセクションでは、ClusterIP タイプの Service を作成します。

kubectl apply

Deployment のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: metrics
      department: sales
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: metrics
        department: sales
    spec:
      containers:
      - name: hello
        image: "us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0"

このマニフェストを my-deployment.yaml という名前のファイルにコピーし、次のようにして Deployment を作成します。

kubectl apply -f my-deployment.yaml

次のようにして、3 つの Pod が実行中であることを確認します。

kubectl get pods

出力に、実行中の 3 つの Pod が表示されます。

NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
my-deployment-dbd86c8c4-h5wsf   1/1     Running   0          7s
my-deployment-dbd86c8c4-qfw22   1/1     Running   0          7s
my-deployment-dbd86c8c4-wt4s6   1/1     Running   0          7s

ClusterIP タイプの Service のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-cip-service
spec:
  type: ClusterIP
  # Uncomment the below line to create a Headless Service
  # clusterIP: None
  selector:
    app: metrics
    department: sales
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

この Service には、次の 2 つのラベルを指定するセレクタがあります。

app: metrics
department: sales

事前に作成した Deployment 内の各 Pod は、これら 2 つのラベルを有しています。そのため、Deployment 内の Pod はこの Service のメンバーになります。

マニフェストを my-cip-service.yaml という名前のファイルにコピーして、Service を作成します。

kubectl apply -f my-cip-service.yaml

Kubernetes が固定内部アドレスを Service に割り当てるまで待ってから、次のようにして Service を表示します。

kubectl get service my-cip-service --output yaml

出力に、clusterIP の値が表示されます。

spec:
  clusterIP: 10.59.241.241

後で使用できるように、clusterIP の値をメモしておきます。

Console

Deployment を作成する

Google Cloud コンソールの [ワークロード] ページに移動します。

[ワークロード] に移動
[ デプロイ] をクリックします。
[コンテナの指定] で [既存のコンテナイメージ] を選択します。
[イメージパス] に「us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0」と入力します。
[完了]、[続行] の順にクリックします。
[構成] の [アプリケーション名] に「my-deployment」と入力します。
[ラベル] で、次のラベルを作成します。
- キー: app、値: metrics
- キー: department、値: sales
[クラスタ] で、Deployment を作成するクラスタを選択します。
[デプロイ] をクリックします。
Deployment の準備が整うと、[デプロイの詳細] ページが開きます。[マネージド Pod] で、Deployment に 1 つ以上の実行中の Pod があることを確認できます。

Service を作成して Deployment を公開する

上の [デプロイの詳細] ページで、 [アクション] > [公開] をクリックします。
[公開] ダイアログの [ポートマッピング] で、次の値を設定します。
- ポート: 80
- ターゲットポート: 8080
- プロトコル: TCP
[サービスタイプ] プルダウンリストから [クラスタの IP] を選択します。
[公開] をクリックします。
Service の準備が整うと、[サービスの詳細] ページが開き、Service に関する詳細情報が表示されます。[Cluster IP] で、Kubernetes によって Service に割り当てられた IP アドレスをメモしておきます。これは、内部クライアントが Service を呼び出すために使用できる IP アドレスです。

Service にアクセスする

次のコマンドを実行して、実行中の Pod を一覧表示します。

kubectl get pods

出力で、my-deployment で始まる Pod 名のうち 1 つをコピーします。

NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
my-deployment-dbd86c8c4-h5wsf   1/1     Running   0          2m51s

次のようにして、実行中のいずれかのコンテナでシェルを起動します。

kubectl exec -it POD_NAME -- sh

POD_NAME は、my-deployment 内のいずれかの Pod の名前に置き換えます。

シェルで、curl をインストールします。

apk add --no-cache curl

コンテナから、クラスタの IP アドレスとポート 80 を使用して Service へのリクエストを行います。80 は、Service の port フィールドの値であるのでご注意ください。Service のクライアントが使用するポートです。

curl CLUSTER_IP:80

CLUSTER_IP は、Service 内の clusterIP の値に置き換えます。

リクエストは、TCP ポート 8080 上のいずれかのメンバー Pod（targetPort フィールドの値）に転送されます。なお、Service の各メンバー Pod には、ポート 8080 でリッスンするコンテナが必要です。

レスポンスには hello-app の出力が含まれます。

Hello, world!
Version: 2.0.0
Hostname: my-deployment-dbd86c8c4-h5wsf

コンテナのシェルを終了するには、「exit」と入力します。

NodePort タイプの Service の作成

このセクションでは、NodePort タイプの Service を作成します。

kubectl apply

Deployment のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment-50000
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: metrics
      department: engineering
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: metrics
        department: engineering
    spec:
      containers:
      - name: hello
        image: "us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0"
        env:
        - name: "PORT"
          value: "50000"

マニフェスト内の env オブジェクトに注目してください。env オブジェクトでは、実行中のコンテナの PORT 環境変数の値が 50000 になることを指定しています。hello-app アプリケーションは、PORT 環境変数で指定されたポートでリッスンします。つまり、この演習では、ポート 50000 でリッスンするようコンテナに指示しています。

このマニフェストを my-deployment-50000.yaml という名前のファイルにコピーし、次のようにして Deployment を作成します。

kubectl apply -f my-deployment-50000.yaml

次のようにして、3 つの Pod が実行中であることを確認します。

kubectl get pods

NodePort タイプの Service のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-np-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: metrics
    department: engineering
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 50000

マニフェストを my-np-service.yaml という名前のファイルにコピーして、Service を作成します。

kubectl apply -f my-np-service.yaml

Service を表示します。

kubectl get service my-np-service --output yaml

出力に、nodePort の値が表示されます。

...
  spec:
    ...
    ports:
    - nodePort: 30876
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: 50000
    selector:
      app: metrics
      department: engineering
    sessionAffinity: None
    type: NodePort
...

ファイアウォールルールを作成して、ノードポートの TCP トラフィックを許可します。

gcloud compute firewall-rules create test-node-port \
    --allow tcp:NODE_PORT

NODE_PORT は、Service の nodePort フィールドの値に置き換えます。

Console

Deployment を作成する

Google Cloud コンソールの [ワークロード] ページに移動します。

[ワークロード] に移動
[ デプロイ] をクリックします。
[コンテナの指定] で [既存のコンテナイメージ] を選択します。
[イメージパス] に「us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0」と入力します。
[ 環境変数を追加] をクリックします。
[キー] に「PORT」、[値] に「50000」と入力します。
[完了]、[続行] の順にクリックします。
[構成] の [アプリケーション名] に「my-deployment-50000」と入力します。
[ラベル] で、次のラベルを作成します。
- キー: app、値: metrics
- キー: department、値: engineering
[クラスタ] で、Deployment を作成するクラスタを選択します。
[デプロイ] をクリックします。
Deployment の準備が整うと、[デプロイの詳細] ページが開きます。[マネージド Pod] で、Deployment に 1 つ以上の実行中の Pod があることを確認できます。

Service を作成して Deployment を公開する

上の [デプロイの詳細] ページで、 [アクション] > [公開] をクリックします。
[公開] ダイアログの [ポートマッピング] で、次の値を設定します。
- ポート: 80
- ターゲットポート: 50000
- プロトコル: TCP
[サービスのタイプ] プルダウンリストから [ノードポート] を選択します。
[公開] をクリックします。
Service の準備が整うと、[サービスの詳細] ページが開き、Service に関する詳細情報が表示されます。[ポート] で、Kubernetes によって Service に割り当てられた [ノードポート] をメモしておきます。

ノードポート用のファイアウォールルールを作成する

Google Cloud コンソールの [ファイアウォールポリシー] ページに移動します。

[ファイアウォールポリシー] に移動
[ ファイアウォールルールを作成] をクリックします。
[名前] に「test-node-port」と入力します。
[ターゲット] プルダウンリストから [ネットワーク上のすべてのインスタンス] を選択します。
[送信元 IPv4 範囲] に「0.0.0.0/0」と入力します。
[プロトコルとポート] で [指定したプロトコルとポート] をオンにします。
[tcp] チェックボックスをオンにして、メモしたノードポートの値を入力します。
[作成] をクリックします。

ノードの IP アドレスを取得する

いずれかのノードの外部 IP アドレスを見つけます。

kubectl get nodes --output wide

出力は次のようになります。

NAME          STATUS    ROLES     AGE    VERSION        EXTERNAL-IP
gke-svc-...   Ready     none      1h     v1.9.7-gke.6   203.0.113.1

すべてのクラスタにノード用の外部 IP アドレスがあるわけではありません。たとえば、プライベートノードを有効にしている場合、ノードには外部 IP アドレスがありません。

Service にアクセスする

ブラウザのアドレスバーに次のように入力します。

NODE_IP_ADDRESS:NODE_PORT

次のように置き換えます。

NODE_IP_ADDRESS: 前のタスクでサービスを作成したときに見つかった、いずれかのノードの外部 IP アドレスです。
NODE_PORT: ノードポートの値。

出力は次のようになります。

Hello, world!
Version: 2.0.0
Hostname: my-deployment-50000-6fb75d85c9-g8c4f

LoadBalancer タイプの Service の作成

このセクションでは、LoadBalancer タイプの Service を作成します。

kubectl apply

Deployment のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deployment-50001
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: products
      department: sales
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: products
        department: sales
    spec:
      containers:
      - name: hello
        image: "us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0"
        env:
        - name: "PORT"
          value: "50001"

この Deployment のコンテナは、ポート 50001 でリッスンすることに注意してください。

このマニフェストを my-deployment-50001.yaml という名前のファイルにコピーし、次のようにして Deployment を作成します。

kubectl apply -f my-deployment-50001.yaml

次のようにして、3 つの Pod が実行中であることを確認します。

kubectl get pods

LoadBalancer タイプの Service のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-lb-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: products
    department: sales
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 60000
    targetPort: 50001

マニフェストを my-lb-service.yaml, という名前のファイルにコピーし、Service を作成します。

kubectl apply -f my-lb-service.yaml

LoadBalancer タイプの Service を作成すると、 Google Cloudコントローラが起動し、外部パススルーネットワークロードバランサを構成します。コントローラがネットワークロードバランサを構成して固定 IP アドレスを生成するまで、少し待ちます。

Service を表示します。

kubectl get service my-lb-service --output yaml

出力の loadBalancer:ingress の下に固定の外部 IP アドレスが表示されます。

...
spec:
  ...
  ports:
  - ...
    port: 60000
    protocol: TCP
    targetPort: 50001
  selector:
    app: products
    department: sales
  sessionAffinity: None
  type: LoadBalancer
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 203.0.113.10

Console

Deployment を作成する

Google Cloud コンソールの [ワークロード] ページに移動します。

[ワークロード] に移動
[ デプロイ] をクリックします。
[コンテナの指定] で [既存のコンテナイメージ] を選択します。
[イメージパス] に「us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0」と入力します。
[ 環境変数を追加] をクリックします。
[キー] に「PORT」、[値] に「50001」と入力します。
[完了]、[続行] の順にクリックします。
[構成] の [アプリケーション名] に「my-deployment-50001」と入力します。
[ラベル] で、次のラベルを作成します。
- キー: app、値: products
- キー: department、値: sales
[クラスタ] で、Deployment を作成するクラスタを選択します。
[デプロイ] をクリックします。
Deployment の準備が整うと、[デプロイの詳細] ページが開きます。[マネージド Pod] で、Deployment に 1 つ以上の実行中の Pod があることを確認できます。

Service を作成して Deployment を公開する

上の [デプロイの詳細] ページで、 [アクション] > [公開] をクリックします。
[公開] ダイアログの [ポートマッピング] で、次の値を設定します。
- ポート: 60000
- ターゲットポート: 50001
- プロトコル: TCP
[サービスのタイプ] プルダウンリストから、[ロードバランサ] を選択します。
[公開] をクリックします。
Service の準備が整うと、[サービスの詳細] ページが開き、Service に関する詳細情報が表示されます。[ロードバランサ] で、ロードバランサの外部 IP アドレスをメモしておきます。

Service にアクセスする

GKE がロードバランサを構成するまで数分待ちます。

ブラウザのアドレスバーに次のように入力します。

LOAD_BALANCER_ADDRESS:60000

LOAD_BALANCER_ADDRESS は、ロードバランサの外部 IP アドレスに置き換えます。

レスポンスには hello-app の出力が含まれます。

Hello, world!
Version: 2.0.0
Hostname: my-deployment-50001-68bb7dfb4b-prvct

Service 内の port の値は任意であるのでご注意ください。上記の例では、port の値に 60000 を使用することで、これを示しています。

ExternalName タイプの Service の作成

このセクションでは、ExternalName タイプの Service を作成します。

ExternalName タイプの Service は、外部 DNS 名のための内部エイリアスを提供します。内部クライアントは、内部 DNS 名を使用してリクエストを行い、そのリクエストは外部名にリダイレクトされます。

ExternalName タイプの Service のマニフェストは次のとおりです。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-xn-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: example.com

上記の例では、DNS 名は my-xn-service.default.svc.cluster.local です。内部クライアントが my-xn-service.default.svc.cluster.local にリクエストを送ると、そのリクエストは example.com にリダイレクトされます。

`kubectl expose` を使用した Service の作成

Service マニフェストを作成する方法のほかに、kubectl expose を使って Deployment を公開することによって Service を作成することもできます。

my-deployment を公開するには、このトピックで前述したように、次のコマンドを入力できます。

kubectl expose deployment my-deployment --name my-cip-service \
    --type ClusterIP --protocol TCP --port 80 --target-port 8080

my-deployment-50000 を公開するには、このトピックで前述したように、次のコマンドを入力できます。

kubectl expose deployment my-deployment-50000 --name my-np-service \
    --type NodePort --protocol TCP --port 80 --target-port 50000

my-deployment-50001 を公開するには、このトピックで前述したように、次のコマンドを入力できます。

kubectl expose deployment my-deployment-50001 --name my-lb-service \
    --type LoadBalancer --port 60000 --target-port 50001

Service を表示する

作成した Service は、 Google Cloud コンソールの [サービス] ページで確認できます。

[サービス] に移動

また、App Hub で、サポートされるビジネス機能のコンテキスト内でサービスを表示することもできます。App Hub は、すべてのアプリケーションとそれに関連するサービスの概要を一元的に提供します。

App Hub でサービスを表示するには、 Google Cloud コンソールの [App Hub] ページに移動します。

App Hub に移動

マネージド Kubernetes サービスとして、GKE はリソースの作成または削除時に、Service メタデータ（特にリソース URI）を App Hub に自動的に送信します。この常時オンのメタデータ取り込みにより、App Hub でのアプリケーションの構築と管理が容易になります。

App Hub でサポートされているリソースについて詳しくは、サポートされているリソースをご覧ください。

プロジェクトに App Hub を設定する方法については、App Hub を設定するをご覧ください。

クリーンアップ

このページの演習を完了したら、アカウントで不要な請求が発生しないように、以下の手順でリソースを削除します。

kubectl apply

Service を削除する

kubectl delete services my-cip-service my-np-service my-lb-service

Deployment を削除する

kubectl delete deployments my-deployment my-deployment-50000 my-deployment-50001

ファイアウォールルールを削除する

gcloud compute firewall-rules delete test-node-port

Console

Service の削除

Google Cloud コンソールの [サービス] ページに移動します。

[サービス] に移動
このチュートリアルで作成した Service を選択し、[ 削除] をクリックします。
確認のメッセージが表示されたら、[削除] をクリックします。

Deployment の削除

Google Cloud コンソールの [ワークロード] ページに移動します。

[ワークロード] に移動
このチュートリアルで作成した Deployment を選択し、[ 削除] をクリックします。
確認を求められたら、[Delete Horizontal Pod Autoscalers associated with selected Deployments] チェックボックスをオンにして、[削除] をクリックします。

ファイアウォールルールの削除

Google Cloud コンソールの [ファイアウォールポリシー] ページに移動します。

[ファイアウォールポリシー] に移動
test-node-port チェックボックスをオンにして、[ 削除] をクリックします。
確認のメッセージが表示されたら、[削除] をクリックします。

サービスを使用したアプリケーションの公開

はじめに

始める前に

ClusterIP タイプの Service の作成

kubectl apply

Console

Deployment を作成する

Service を作成して Deployment を公開する

Service にアクセスする

NodePort タイプの Service の作成

kubectl apply

Console

Deployment を作成する

Service を作成して Deployment を公開する

ノードポート用のファイアウォール ルールを作成する

ノードの IP アドレスを取得する

Service にアクセスする

LoadBalancer タイプの Service の作成

kubectl apply

Console

Deployment を作成する

Service を作成して Deployment を公開する

Service にアクセスする

ExternalName タイプの Service の作成

kubectl expose を使用した Service の作成

Service を表示する

クリーンアップ

kubectl apply

Service を削除する

Deployment を削除する

ファイアウォール ルールを削除する

Console

Service の削除

Deployment の削除

ファイアウォール ルールの削除

次のステップ

ノードポート用のファイアウォールルールを作成する

`kubectl expose` を使用した Service の作成

ファイアウォールルールを削除する

ファイアウォールルールの削除