Questo tutorial mostra come pacchettizzare un'applicazione web in un'immagine container Docker ed eseguire quell'immagine container su un cluster Google Kubernetes Engine (GKE). Poi, esegui il deployment dell'applicazione web come set di repliche con bilanciamento del carico in grado di scalare in base alle esigenze degli utenti.
Obiettivi
- Pacchettizzare un'applicazione web di esempio in un'immagine Docker.
- Caricare l'immagine Docker su Artifact Registry.
- Creare un cluster GKE.
- Eseguire il deployment dell'app di esempio nel cluster.
- Gestire la scalabilità automatica per il deployment.
- Esporre l'app di esempio su Internet.
- Eseguire il deployment di una nuova versione dell'app di esempio.
Costi
In questo documento vengono utilizzati i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:
Per generare una stima dei costi basata sull'utilizzo previsto,
utilizza il Calcolatore prezzi.
Una volta completate le attività descritte in questo documento, puoi evitare la fatturazione continua eliminando le risorse che hai creato. Per ulteriori informazioni, consulta la pagina Pulizia.
Prima di iniziare
- Accedi al tuo account Google Cloud. Se non conosci Google Cloud, crea un account per valutare le prestazioni dei nostri prodotti in scenari reali. I nuovi clienti ricevono anche 300 $di crediti gratuiti per l'esecuzione, il test e il deployment dei carichi di lavoro.
-
In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.
-
Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.
-
Abilita le API Compute Engine, Artifact Registry, and Google Kubernetes Engine .
-
In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.
-
Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.
-
Abilita le API Compute Engine, Artifact Registry, and Google Kubernetes Engine .
Attiva Cloud Shell
Cloud Shell è preinstallato con gli strumenti a riga di comando gcloud
, docker
e
kubectl
utilizzati in questo tutorial.
- Vai alla console Google Cloud.
Fai clic sul pulsante Attiva Cloud Shell nella parte superiore della finestra della console Google Cloud.
All'interno di un nuovo frame nella parte inferiore della console Google Cloud si apre una sessione di Cloud Shell che mostra un prompt della riga di comando.
Crea un repository
In questo tutorial, archivierai un'immagine in Artifact Registry e ne eseguirai il deployment dal registry. Per questa guida rapida, creerai un repository denominato
hello-repo
.
Imposta la variabile di ambiente
PROJECT_ID
sul tuo ID progetto Google Cloud (PROJECT_ID
). Utilizzerai questa variabile di ambiente quando crei l'immagine container ed ne esegui il push nel repository.export PROJECT_ID=PROJECT_ID
Verifica che la variabile di ambiente
PROJECT_ID
abbia il valore corretto:echo $PROJECT_ID
Imposta il tuo ID progetto per Google Cloud CLI:
gcloud config set project $PROJECT_ID
Output:
Updated property [core/project].
Crea il repository
hello-repo
con il comando seguente:gcloud artifacts repositories create hello-repo \ --repository-format=docker \ --location=REGION \ --description="Docker repository"
Sostituisci
REGION
con una regione per il repository, ad esempious-west1
. Per vedere un elenco delle località disponibili, esegui il comando:gcloud artifacts locations list
Creazione dell'immagine container in corso...
In questo tutorial, eseguirai il deployment di un'applicazione web di esempio denominata hello-app
, un server web scritto in Go che risponde a tutte le richieste con il messaggio Hello, World!
sulla porta 8080.
GKE accetta immagini Docker come formato di deployment delle applicazioni.
Prima di eseguire il deployment di hello-app
in GKE, devi pacchettizzare
il codice sorgente hello-app
come immagine Docker.
Per creare un'immagine Docker, hai bisogno di un codice sorgente e di un Dockerfile. Un Dockerfile contiene istruzioni su come viene creata l'immagine.
Scarica il codice sorgente e il Dockerfile
hello-app
eseguendo questi comandi:git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/hello-app
Crea e tagga l'immagine Docker per
hello-app
:docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1 .
Questo comando indica a Docker di creare l'immagine utilizzando
Dockerfile
nella directory attuale, salvarla nel tuo ambiente locale e taggarla con un nome, ad esempious-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app:v1
. Nella sezione successiva viene eseguito il push dell'immagine su Artifact Registry.- La variabile
PROJECT_ID
associa l'immagine container al repositoryhello-repo
nel tuo progetto Google Cloud. - Il prefisso
us-west1-docker.pkg.dev
si riferisce ad Artifact Registry, host a livello di regione per il tuo repository.
- La variabile
Esegui il comando
docker images
per verificare che la build sia andata a buon fine:docker images
Output:
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app v1 25cfadb1bf28 10 seconds ago 54 MB
Aggiungi associazioni di criteri IAM al tuo account di servizio:
gcloud artifacts repositories add-iam-policy-binding hello-repo \ --location=REGION \ --member=serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com \ --role="roles/artifactregistry.reader"
Sostituisci
PROJECT_NUMBER
con il numero di progetto del tuo progetto.
Esecuzione del container in locale (facoltativo)
Testa la tua immagine container utilizzando il tuo Docker Engine locale:
docker run --rm -p 8080:8080 REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
Fai clic sul pulsante Anteprima web e seleziona il numero di porta
8080
. GKE apre l'URL di anteprima sul suo servizio proxy in una nuova finestra del browser.
esegui il push dell'immagine Docker su Artifact Registry
Devi caricare l'immagine container in un registry in modo che il tuo cluster GKE possa scaricare ed eseguire l'immagine container. In questo tutorial, archivierai il container in Artifact Registry.
Configura lo strumento a riga di comando Docker per eseguire l'autenticazione su Artifact Registry:
gcloud auth configure-docker REGION-docker.pkg.dev
Esegui il push dell'immagine Docker appena creata nel repository:
docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
Crea un cluster GKE
Ora che l'immagine Docker è archiviata in Artifact Registry, crea un cluster GKE per eseguire hello-app
. Un cluster GKE è costituito da un pool di istanze VM di Compute Engine che eseguono Kubernetes, il sistema di orchestrazione dei cluster open source alla base di GKE.
Cloud Shell
Imposta la regione di Compute Engine:
gcloud config set compute/region REGION
Per i cluster di zona Standard, imposta la zona Compute Engine più vicina al repository Artifact Registry.
Crea un cluster denominato
hello-cluster
:gcloud container clusters create-auto hello-cluster
La creazione e il controllo di integrità del cluster GKE richiede pochi minuti. Per eseguire questo tutorial su un cluster GKE Standard, utilizza invece il comando
gcloud container clusters create
.
Console
Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.
Fai clic su add_box Crea.
In GKE Autopilot, fai clic su Configura.
Nel campo Nome, inserisci il nome
hello-cluster
.Seleziona una regione di Compute Engine dall'elenco a discesa Regione, ad esempio
us-west1
.Fai clic su Crea.
Attendi il completamento della creazione del cluster. Quando il cluster è pronto, viene visualizzato un segno di spunta accanto al suo nome.
Deployment dell'app di esempio in GKE
Ora è tutto pronto per il deployment dell'immagine Docker che hai creato nel tuo cluster GKE.
Kubernetes rappresenta le applicazioni come Pod, che sono unità scalabili che contengono uno o più container. Il Pod è l'unità più piccola di cui è possibile eseguire il deployment in Kubernetes. In genere, esegui il deployment dei pod come insieme di repliche che possono essere scalate e distribuite insieme nel cluster. Un modo per eseguire il deployment di un set di repliche è mediante un deployment Kubernetes.
In questa sezione, creerai un deployment di Kubernetes per eseguire hello-app
sul tuo
cluster. Questo deployment ha delle repliche (pod). Un pod di deployment include solamente
un container: l'immagine Docker di hello-app
.
Creerai anche una risorsa HorizontalPodAutoscaler che scala il numero di pod da 3 a un numero compreso tra 1 e 5, in base al carico della CPU.
Cloud Shell
Assicurati di essere connesso al tuo cluster GKE.
gcloud container clusters get-credentials hello-cluster --region REGION
Crea un deployment Kubernetes per la tua immagine Docker
hello-app
.kubectl create deployment hello-app --image=REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
Imposta il numero di base di repliche del deployment su 3.
kubectl scale deployment hello-app --replicas=3
Crea una risorsa
HorizontalPodAutoscaler
per il tuo deployment.kubectl autoscale deployment hello-app --cpu-percent=80 --min=1 --max=5
Per visualizzare i pod creati, esegui questo comando:
kubectl get pods
Output:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE hello-app-784d7569bc-hgmpx 1/1 Running 0 90s hello-app-784d7569bc-jfkz5 1/1 Running 0 90s hello-app-784d7569bc-mnrrl 1/1 Running 0 95s
Console
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console Google Cloud.
Fai clic su add_box Esegui il deployment.
Nella sezione Specifica il contenitore, seleziona Immagine container esistente.
Nel campo Percorso immagine, fai clic su Seleziona.
Nel riquadro Seleziona immagine container, seleziona l'immagine
hello-app
che hai inviato ad Artifact Registry e fai clic su Seleziona.Nella sezione Contenitore, fai clic su Fine e poi su Continua.
Nella sezione Configurazione, in Etichette, inserisci
app
per Chiave ehello-app
per Valore.In YAML configurazione, fai clic su Visualizza YAML. Si apre un file di configurazione YAML che rappresenta le due risorse API Kubernetes di cui verrà eseguito il deployment nel cluster: un deployment e una
HorizontalPodAutoscaler
per il deployment.Fai clic su Chiudi e poi su Esegui il deployment.
Quando i pod di deployment sono pronti, viene aperta la pagina Dettagli deployment.
In Pod gestiti, osserva i tre pod in esecuzione per il deployment
hello-app
.
Esposizione dell'app di esempio su internet
Sebbene i pod abbiano indirizzi IP assegnati singolarmente, questi IP possono essere raggiunti solo dall'interno del cluster. Inoltre, i pod GKE sono progettati per essere temporanei, si avviano o si arrestano in base alle esigenze di scalabilità. E quando un pod si arresta in modo anomalo a causa di un errore, GKE esegue automaticamente il deployment di quel pod, assegnando un nuovo indirizzo IP ogni volta.
Ciò significa che per ogni deployment, l'insieme di indirizzi IP corrispondente all'insieme attivo di pod è dinamico. Dobbiamo trovare un modo per 1) raggruppare i pod in un unico nome host statico e 2) esporre su internet un gruppo di pod esterni al cluster.
I servizi Kubernetes risolvono entrambi questi problemi.
I pod del gruppo di servizi
in un unico indirizzo IP statico, raggiungibile da qualsiasi pod all'interno del cluster.
Inoltre, GKE assegna un nome host DNS
a quell'IP statico. Ad esempio: hello-app.default.svc.cluster.local
.
Il tipo di servizio predefinito in GKE è chiamato ClusterIP,
in cui il servizio ottiene un indirizzo IP raggiungibile solo dall'interno del cluster.
Per esporre un servizio Kubernetes all'esterno del cluster, crea un servizio di tipo LoadBalancer
.
Questo tipo di servizio genera un IP del bilanciatore del carico esterno per un insieme di pod,
raggiungibile tramite internet.
In questa sezione esponi il deployment di hello-app
su internet utilizzando un
servizio di tipo LoadBalancer
.
Cloud Shell
Usa il comando
kubectl expose
per generare un servizio Kubernetes per il deployment dihello-app
:kubectl expose deployment hello-app --name=hello-app-service --type=LoadBalancer --port 80 --target-port 8080
In questo caso, il flag
--port
specifica il numero di porta configurato sul bilanciatore del carico, mentre il flag--target-port
specifica il numero di porta su cui il containerhello-app
è in ascolto.Esegui questo comando per recuperare i dettagli del servizio per
hello-app-service
:kubectl get service
Output:
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE hello-app-service 10.3.251.122 203.0.113.0 80:30877/TCP 10s
Copia l'indirizzo
EXTERNAL_IP
negli appunti (ad esempio:203.0.113.0
).
Console
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console Google Cloud.
Fai clic su hello-app.
Nella pagina dei dettagli del deployment, fai clic su list Azioni > Esponi.
Nella finestra di dialogo Esponi, imposta la Porta di destinazione su
8080
. Questa è la porta su cui il containerhello-app
rimane in ascolto.Dall'elenco a discesa Tipo di servizio, seleziona Bilanciatore del carico.
Fai clic su Esponi per creare un servizio Kubernetes per
hello-app
.Quando il bilanciatore del carico è pronto, si apre la pagina Dettagli servizio.
Scorri verso il basso fino al campo Endpoint esterni e copia l'indirizzo IP.
Ora che i pod hello-app
sono esposti a internet tramite un servizio Kubernetes, puoi aprire una nuova scheda del browser e andare all'indirizzo IP del servizio che hai copiato negli appunti. Viene visualizzato un messaggio Hello, World!
, insieme a un campo Hostname
. Hostname
corrisponde a uno dei tre pod hello-app
che forniscono la tua richiesta HTTP al tuo browser.
Deployment di una nuova versione dell'app di esempio
In questa sezione eseguirai l'upgrade di hello-app
a una nuova versione mediante la creazione e il deployment di una nuova immagine Docker nel tuo cluster GKE.
La funzionalità di aggiornamento in sequenza di GKE ti consente di aggiornare i deployment senza tempi di inattività. Durante un aggiornamento in sequenza, il cluster GKE sostituisce in modo incrementale i pod hello-app
esistenti con i pod contenenti l'immagine Docker della nuova versione.
Durante l'aggiornamento, il servizio del bilanciatore del carico instrada il traffico solo nei pod disponibili.
Torna a Cloud Shell, dove hai clonato il codice sorgente e il Dockerfile dell'app hello. Aggiorna la funzione
hello()
nel filemain.go
per segnalare la nuova versione2.0.0
.Crea e tagga una nuova immagine Docker
hello-app
.docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 .
Esegui il push dell'immagine in Artifact Registry.
docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
Ora è tutto pronto per aggiornare il deployment Kubernetes hello-app
in modo da utilizzare una nuova immagine Docker.
Cloud Shell
Applica un aggiornamento in sequenza al deployment
hello-app
esistente con un aggiornamento di immagine utilizzando il comandokubectl set image
:kubectl set image deployment/hello-app hello-app=REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
Osserva l'arresto dei pod in esecuzione che eseguono l'immagine
v1
e l'avvio dei nuovi pod che eseguono l'immaginev2
.watch kubectl get pods
Output:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE hello-app-89dc45f48-5bzqp 1/1 Running 0 2m42s hello-app-89dc45f48-scm66 1/1 Running 0 2m40s
In una scheda separata, vai di nuovo all'IP esterno
hello-app-service
. Ora dovresti vedere cheVersion
è impostato su2.0.0.
Console
Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console Google Cloud.
Fai clic su hello-app.
Nella pagina Dettagli deployment, fai clic su list Azioni > Aggiornamento in sequenza.
Nella finestra di dialogo Aggiornamento in sequenza, imposta il campo Immagine di hello-app su
REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/hello-repo/hello-app:v2
.Fai clic su Update (Aggiorna).
Nella pagina Dettagli deployment, esamina la sezione Revisioni attive. A questo punto dovresti vedere due revisioni, 1 e 2. La revisione 1 corrisponde al deployment iniziale che hai creato in precedenza. La revisione 2 è l'aggiornamento in sequenza che hai appena avviato.
Dopo qualche istante, aggiorna la pagina. In Pod gestiti, tutte le repliche di
hello-app
ora corrispondono alla revisione 2.In una scheda separata, torna all'indirizzo IP del servizio che hai copiato. Il valore
Version
deve essere2.0.0.
Esegui la pulizia
Per evitare che al tuo Account Google Cloud vengano addebitati costi relativi alle risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il progetto che contiene le risorse oppure mantieni il progetto ed elimina le singole risorse.
Elimina il servizio: questa operazione posiziona il bilanciatore del carico Cloud creato per il tuo servizio:
kubectl delete service hello-app-service
Elimina il cluster: vengono eliminate le risorse che compongono il cluster, ad esempio istanze di calcolo, dischi e risorse di rete.
gcloud container clusters delete hello-cluster --region REGION
Elimina le immagini container: elimina le immagini Docker di cui hai eseguito il push su Artifact Registry.
gcloud artifacts docker images delete \ REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1 \ --delete-tags --quiet gcloud artifacts docker images delete \ REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 \ --delete-tags --quiet
Passaggi successivi
Scopri di più sui prezzi di GKE e utilizza il Calcolatore prezzi per stimare i costi.
Leggi il tutorial Bilanciatori del carico, che illustra le configurazioni avanzate del bilanciamento del carico per le applicazioni web.
Configura un IP statico e un nome di dominio per la tua applicazione.
Esplora altri tutorial su Kubernetes Engine.
Esplora le architetture di riferimento, i diagrammi e le best practice su Google Cloud. Visita il nostro Cloud Architecture Center.
Provalo
Se non hai mai utilizzato Google Cloud, crea un account per valutare le prestazioni di GKE in scenari reali. I nuovi clienti ricevono anche 300 $ di crediti gratuiti per l'esecuzione, il test e il deployment dei carichi di lavoro.
Prova GKE gratuitamente