Cet ensemble de tutoriels est destiné aux administrateurs et aux opérateurs informatiques qui souhaitent déployer, exécuter et gérer des environnements d'applications modernes exécutés sur l'édition Enterprise de Google Kubernetes Engine (GKE). Au fur et à mesure que vous progresserez dans cette série de tutoriels, vous allez apprendre à configurer la surveillance et les alertes, à effectuer le scaling des charges de travail et à simuler des défaillances, le tout en utilisant l'exemple d'application de microservices Cymbal Bank :
- Créer un cluster et déployer un exemple d'application (ce tutoriel)
- Surveiller avec Google Cloud Managed Service pour Prometheus
- Effectuer le scaling des charges de travail
- Simuler une défaillance
- Centraliser la gestion du changement
Présentation et objectifs
Cymbal Bank utilise Python et Java pour exécuter les différents services et inclut un backend PostgreSQL. Vous n'avez pas besoin d'expérience avec ces langages ou cette plate-forme de base de données pour suivre la série de tutoriels, car Cymbal Bank n'est qu'un exemple d'application pour montrer comment GKE Enterprise peut répondre aux besoins de votre entreprise.
Dans ce tutoriel, vous allez apprendre à créer un seul cluster GKE et à déployer un exemple d'application basée sur des microservices, nommée Cymbal Bank, sur un cluster GKE. Vous allez apprendre à effectuer les tâches suivantes :
Créer un cluster GKE qui utilise Autopilot.
Déployer un exemple d'application basée sur des microservices nommé Cymbal Bank.
Utiliser la console Google Cloud pour explorer les ressources GKE utilisées par l'exemple d'application Cymbal Bank.
Coûts
L'activation de GKE Enterprise et le déploiement de l'exemple d'application Cymbal Bank pour cette série de tutoriels entraînent des frais par cluster pour GKE Enterprise sur Google Cloud, comme indiqué sur notre Page des tarifs, jusqu'à ce que vous désactiviez GKE Enterprise ou que vous supprimiez le projet.
Vous êtes également responsable des autres coûts Google Cloud engendrés par l'exécution de l'exemple d'application Cymbal Bank, tels que les frais pour les VM et les équilibreurs de charge Compute Engine.
Avant de commencer
Les premiers tutoriels de cette série utilisent principalement les principales fonctionnalités disponibles pour tous les utilisateurs de GKE, mais au fur et à mesure que vous progressez, vous utilisez davantage des fonctionnalités supplémentaires disponibles uniquement via le niveau Entreprise.
Dans ce premier tutoriel de la série, avant de commencer, suivez toutes les étapes de configuration de la section "Avant de commencer". Vous n'avez besoin de suivre les étapes "Avant de commencer" suivantes qu'une seule fois.
Configurer votre shell et vos outils
Dans cette série de tutoriels, vous allez utiliser les outils suivants pour déployer et gérer votre environnement :
- gcloud CLI : permet de créer et de gérer des clusters et des parcs GKE, ainsi que d'autres services Google Cloud.
kubectl
: gérez Kubernetes, le système d'orchestration de clusters utilisé par GKE Enterprise.
Pour exécuter les commandes sur cette page, configurez Google Cloud CLI et kubectl
dans l'un des environnements de développement suivants :
Cloud Shell
Pour utiliser un terminal en ligne avec la gcloud CLI et kubectl
déjà configurés, activez Cloud Shell :
En bas de la page, une session Cloud Shell démarre et affiche une invite de ligne de commande. L'initialisation de la session peut prendre quelques secondes.
Interface système locale
Pour utiliser un environnement de développement local, procédez comme suit :
- Installez la gcloud CLI.
- Initialisez la gcloud CLI.
Installez
kubectl
la gcloud CLI :gcloud components install kubectl
Configurer votre projet
Suivez les étapes ci-dessous pour configurer un projet Google Cloud, y compris l'activation de la facturation et des services GKE. Il s'agit du projet dans lequel vous allez activer GKE Enterprise.
Vous aurez peut-être besoin qu'un administrateur Google Cloud de votre organisation vous accorde l'accès pour créer ou utiliser un projet et activer les API.
Dans Google Cloud Console, accédez à la page Google Kubernetes Engine.
Créer ou sélectionner un projet Il s'agit du projet dans lequel vous activez GKE Enterprise.
Si vous y êtes invité, activez l'API GKE Enterprise.
Patientez le temps de l'activation de l'API et des services associés. Cette opération peut prendre plusieurs minutes.
Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.
Une fois GKE activé, activez l'édition Enterprise Google Kubernetes Engine (GKE) :
Dans la console Google Cloud, accédez à la page GKE Enterprise.
Sélectionnez En savoir plus sur Google Kubernetes Engine (GKE) Enterprise.
Si vous êtes éligible, cochez l'option Démarrer votre essai gratuit de 90 jours.
Sélectionnez Activer GKE Enterprise, puis Confirmer.
Accorder des rôles IAM
Si vous êtes le propriétaire du projet (par exemple, si vous l'avez créé vous-même), vous disposez déjà de toutes les autorisations nécessaires pour suivre ces tutoriels. Si vous n'êtes pas le propriétaire, assurez-vous que votre compte Google Cloud dispose des rôles IAM requis pour le projet sélectionné pour cet ensemble de tutoriels. Là encore, vous aurez peut-être besoin d'un administrateur Google Cloud de votre organisation pour vous aider à attribuer les rôles requis.
Dans les commandes suivantes, remplacez PROJECT_ID
par l'ID généré automatiquement du projet que vous avez créé ou sélectionné dans la section précédente. L'ID du projet est souvent différent du nom du projet. Par exemple, votre projet peut être scalable-apps, mais votre ID de projet peut être scalable-apps-567123.
Grant roles to your user account. Run the following command once for each of the following
IAM roles:
roles/resourcemanager.projectIamAdmin, roles/iam.serviceAccountAdmin, roles/iam.serviceAccountUser, roles/iam.securityAdmin, roles/serviceusage.serviceUsageAdmin, roles/container.admin, roles/logging.logWriter, roles/gkehub.admin, roles/viewer, roles/monitoring.viewer
gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:USER_IDENTIFIER" --role=ROLE
- Replace
PROJECT_ID
with your project ID. -
Replace
USER_IDENTIFIER
with the identifier for your user account. For example,user:myemail@example.com
. - Replace
ROLE
with each individual role.
Cloner l'exemple d'application
Clonez le dépôt Git qui inclut tous les exemples de fichiers manifestes pour Cymbal Bank :
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/bank-of-anthos
cd bank-of-anthos/
Créer un cluster
Une fois toutes les étapes préalables décrites dans les sections précédentes terminées, vous pouvez maintenant commencer à créer un cluster Google Kubernetes Engine et à déployer un exemple d'application.
GKE est un service Kubernetes géré que vous pouvez utiliser pour déployer et exploiter des applications conteneurisées. Un environnement GKE est constitué de nœuds, qui sont des machines virtuelles (VM) Compute Engine, regroupées pour former un cluster.
Les clusters GKE peuvent également être regroupés dans des parcs : des groupes logiques de clusters pouvant être gérés ensemble. De nombreuses fonctionnalités de GKE Enterprise, y compris celles que vous utiliserez plus tard dans cette série de tutoriels, sont basées sur les parcs et sur les principes d'uniformité et de confiance supposés par les parcs.
Créez un cluster GKE que vous utiliserez dans les autres tutoriels de cette série :
gcloud container clusters create-auto scalable-apps \ --project=PROJECT_ID \ --region=REGION \ --enable-fleet
Remplacez les éléments suivants :
PROJECT_ID
par l'ID généré automatiquement pour le projet que vous avez créé dans la section précédente. L'ID du projet est souvent différent du nom du projet. Par exemple, votre projet peut être scalable-apps, mais votre ID de projet peut être scalable-apps-567123.REGION
par la région dans laquelle vous souhaitez créer votre cluster, par exempleus-central1
.
Quelques minutes sont nécessaires pour créer le cluster et vérifier que tout fonctionne correctement.
Dans cet ensemble de tutoriels, vous allez utiliser des clusters en mode Autopilot et certaines plages d'adresses IP par défaut lorsque vous créez des clusters. Un déploiement en production de vos propres applications nécessite une planification plus minutieuse des adresses IP. En mode Autopilot, Google gère la configuration de votre cluster, y compris l'autoscaling, la sécurité et d'autres paramètres préconfigurés. Les clusters en mode Autopilot sont optimisés pour exécuter la plupart des charges de travail de production et provisionner des ressources de calcul en fonction de vos fichiers manifestes Kubernetes.
Déployer Cymbal Bank
Vous empaquetez les applications (également appelées charges de travail) dans des conteneurs. Vous déployez des ensembles de conteneurs en tant que pods sur vos nœuds.
Dans cette série de tutoriels, vous allez déployer un exemple d'application basée sur des microservices nommé Cymbal Bank sur un ou plusieurs clusters GKE. Cymbal Bank utilise Python et Java pour exécuter les différents services et inclut un backend PostgreSQL. Vous n'avez pas besoin d'expérience avec ces langages ou cette plate-forme de base de données pour suivre la série de tutoriels. Cymbal Bank n'est qu'un exemple d'application qui vous montre comment Google Kubernetes Engine (GKE) Enterprise peut répondre aux besoins de votre entreprise.
Lorsque vous utilisez Cymbal Bank dans le cadre de cet ensemble de tutoriels, les services suivants sont déployés dans votre cluster GKE :
Service | Langue | Description |
---|---|---|
frontend |
Python | Expose un serveur HTTP pour diffuser le site Web. Contient la page de connexion, la page d'inscription et la page d'accueil. |
ledger-writer |
Java | Accepte et valide les transactions entrantes avant de les écrire dans le registre. |
balance-reader |
Java | Fournit un cache lisible et efficace du solde utilisateur, tel que lu à partir de ledger-db . |
transaction-history |
Java | Fournit un cache lisible et efficace des transactions passées, telles que lues à partir de ledger-db . |
ledger-db |
PostgreSQL | Registre de toutes les transactions. Option permettant de préremplir avec des transactions pour les utilisateurs de démonstration. |
user-service |
Python | Gère les comptes utilisateur et l'authentification. Il signe les jetons JWT utilisés pour l'authentification par d'autres services. |
contacts |
Python | Stocke la liste des autres comptes associés à un utilisateur. Utilisé dans les formulaires "Envoyer un paiement" et "Dépôt". |
accounts-db |
PostgreSQL | Base de données pour les comptes utilisateur et les données associées. Option permettant de préremplir les données avec les utilisateurs de démonstration. |
loadgenerator |
Python/Locust | Envoie en continu des requêtes imitant des utilisateurs à l'interface. Crée régulièrement de nouveaux comptes et simule des transactions entre eux. |
Pour déployer Cymbal Bank dans votre cluster GKE, procédez comme suit :
Cymbal Bank utilise des jetons Web JSON (JWT) pour gérer l'authentification des utilisateurs. Les jetons JWT utilisent des paires de clés asymétriques pour signer et valider les jetons. Dans Cymbal Bank,
userservice
crée et signe des jetons avec une clé privée RSA lorsqu'un utilisateur se connecte, et les autres services utilisent la clé publique correspondante pour valider l'utilisateur.Créez un jeton JWT RS256 d'une force de 4 096 bits :
openssl genrsa -out jwtRS256.key 4096 openssl rsa -in jwtRS256.key -outform PEM -pubout -out jwtRS256.key.pub
Si nécessaire, téléchargez et installez les outils OpenSSL pour votre plate-forme.
Un secret Kubernetes peut stocker des données sensibles telles que des clés ou des mots de passe. Les charges de travail exécutées dans votre cluster peuvent ensuite accéder au secret pour obtenir les données sensibles au lieu de les coder en dur dans l'application.
Créez un secret Kubernetes à partir du fichier de clé que vous avez créé à l'étape précédente afin que Cymbal Bank l'utilise avec les requêtes d'authentification :
kubectl create secret generic jwt-key --from-file=./jwtRS256.key --from-file=./jwtRS256.key.pub
Déployez Cymbal Bank sur votre cluster. La commande suivante déploie tous les fichiers manifestes dans le répertoire
kubernetes-manifests
. Chaque fichier manifeste déploie et configure l'un des services :kubectl apply -f kubernetes-manifests/accounts-db.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/balance-reader.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/config.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/contacts.yaml kubectl apply -f extras/postgres-hpa/kubernetes-manifests/frontend.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/ledger-db.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/ledger-writer.yaml kubectl apply -f extras/postgres-hpa/loadgenerator.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/transaction-history.yaml kubectl apply -f kubernetes-manifests/userservice.yaml
Il est possible que des messages s'affichent dans la sortie
kubectl
lorsque les fichiers manifestes sont appliqués à votre cluster concernant les limites d'Autopilot. Autopilot utilise les requêtes de ressources que vous spécifiez dans la configuration de votre charge de travail pour configurer les nœuds qui les exécutent. Autopilot applique des requêtes de ressources minimales et maximales en fonction de la classe de calcul ou de la configuration matérielle utilisée par vos charges de travail. Si vous ne spécifiez pas de requêtes pour certains conteneurs, Autopilot attribue des valeurs par défaut pour permettre à ces conteneurs de s'exécuter correctement.Examinez l'exemple de fichier manifeste suivant pour le service
frontend
:Ce fichier manifeste pour le service
frontend
demande100m
du processeur et64Mi
, et définit des limites de250m
du processeur et de128Mi
par pod.Lorsque vous déployez une charge de travail dans un cluster Autopilot, GKE valide la configuration de la charge de travail par rapport aux valeurs minimales et maximales autorisées pour la classe de calcul sélectionnée ou la configuration matérielle (tels que les GPU). Si les requêtes sont inférieures au minimum, Autopilot modifie automatiquement la configuration de votre charge de travail pour que les requêtes soient comprises dans la plage autorisée. Ces messages indiquent que les limites appropriées sont attribuées automatiquement.
Attendez que les pods soient prêts. Exécutez la commande
kubectl
pour vérifier l'état des pods :kubectl get pods
La colonne
STATUS
passe dePending
àContainerCreating
. Il faut quelques minutes pour que tous les pods soient à l'étatRunning
, comme indiqué dans l'exemple de résultat suivant :NAME READY STATUS RESTARTS AGE accounts-db-6f589464bc-6r7b7 1/1 Running 0 99s balancereader-797bf6d7c5-8xvp6 1/1 Running 0 99s contacts-769c4fb556-25pg2 1/1 Running 0 98s frontend-7c96b54f6b-zkdbz 1/1 Running 0 98s ledger-db-5b78474d4f-p6xcb 1/1 Running 0 98s ledgerwriter-84bf44b95d-65mqf 1/1 Running 0 97s loadgenerator-559667b6ff-4zsvb 1/1 Running 0 97s transactionhistory-5569754896-z94cn 1/1 Running 0 97s userservice-78dc876bff-pdhtl 1/1 Running 0 96s
Lorsque tous les pods sont à l'état
Running
, passez à l'étape suivante. De nouveau, il faut quelques minutes pour que tous les pods soient à l'étatRunning
. Il est normal que certains pods indiquent l'étatREADY
de0/1
jusqu'à ce que Cymbal Bank soit prêt à diffuser correctement le trafic.Le service
frontend
expose un serveur HTTP pour diffuser le site Web de Cymbal Bank, y compris la page de connexion, la page d'inscription et la page d'accueil. Un objet Ingress définit les règles de routage du trafic HTTP(S) vers des applications exécutées dans un cluster à l'aide d'un équilibreur de charge HTTP(S) Google Cloud.Récupérez l'adresse IP externe de l'objet Ingress
frontend
:kubectl get ingress frontend | awk '{print $4}'
Dans une fenêtre de navigateur Web, ouvrez l'adresse IP affichée dans le résultat de la commande
kubectl get ingress
pour accéder à votre instance de Cymbal Bank.Les identifiants par défaut sont renseignés automatiquement. Vous pouvez donc vous connecter à l'application et explorer certains exemples de transactions et de soldes. Vous n'avez rien à faire, si ce n'est vérifier que Cymbal Bank s'exécute correctement. La communication correcte de tous les services et la connexion à votre service peuvent prendre une ou deux minutes.
Explorer votre déploiement
Après avoir créé un cluster GKE et déployé des charges de travail, vous devrez peut-être modifier des paramètres ou examiner les performances de votre application. Dans cette section, vous allez apprendre à utiliser la console Google Cloud pour examiner les ressources faisant partie de votre cluster et l'exemple d'application Cymbal Bank.
Comme indiqué lors de la création de votre cluster, les fonctionnalités de GKE Enterprise sont basées sur le concept de parc, qui consiste en un regroupement logique de clusters Kubernetes pouvant être gérés ensemble. Par exemple, vous pouvez avoir plusieurs clusters utilisés par différentes équipes, conserver des répliques d'applications dans différentes régions à des fins de latence et de fiabilité, ou segmenter des charges de travail avec des exigences de sécurité différentes. Un parc permet d'organiser des groupes de ces clusters associés.
La page Présentation de GKE Enterprise dans la console Google Cloud vous offre une vue d'ensemble de votre parc. Lorsque vous avez créé votre cluster GKE, il a été automatiquement enregistré dans le parc à l'aide du paramètre --enable-fleet
.
Pour afficher les informations sur GKE Enterprise et le parc, accédez à la page Présentation dans la console Google Cloud :
Accéder à la présentation de GKE Enterprise
La page Présentation affiche les informations suivantes :
- Nombre de clusters présents dans votre parc et s'ils sont opérationnels.
- Utilisation des ressources de votre parc, y compris l'utilisation du processeur, de la mémoire et du disque, agrégées par parc et par cluster.
- Les problèmes de sécurité identifiés pour votre parc, la couverture de Policy Controller à l'échelle de votre parc, et l'état de synchronisation de vos packages Config Sync. Vous ajouterez Policy Controller et Config Sync à votre cluster dans les prochains tutoriels de cette série.
La page Clusters GKE affiche tous les clusters dans votre projet. Le parc des clusters enregistrés dans un parc est affiché dans la colonne Parc.
Dans les sections suivantes, vous allez examiner de plus près les ressources GKE de Cymbal Bank.
Clusters
Dans ce tutoriel, vous avez créé un cluster GKE et déployé les charges de travail Cymbal Bank.
Sur la page Google Kubernetes Engine de la console Google Cloud, accédez à la page Clusters.
Cliquez sur le cluster scalable-apps qui vient d'être déployé. Sur la page "Détails du cluster" qui s'affiche, vous pouvez afficher les détails de base du cluster, ainsi que ses configurations réseau et de sécurité. Vous pouvez également voir quelles fonctionnalités GKE sont activées dans ce cluster dans la section Fonctionnalités.
Observabilité
Vous pouvez afficher des métriques de base sur l'état et les performances de votre cluster. Dans le tutoriel suivant de cette série, vous activerez Google Cloud Managed Service pour Prometheus pour une surveillance et une observabilité plus précises.
Sélectionnez votre cluster sur la page Clusters Google Kubernetes Engine de la console Google Cloud, puis accédez à l'onglet Observabilité.
Examinez certains graphiques de métriques pour des éléments tels que le processeur et la mémoire. Cette vue vous permet de surveiller les performances des différentes parties des charges de travail de votre cluster sans avoir à déployer de fonctionnalités de surveillance supplémentaires.
Pour afficher les journaux diffusés depuis votre cluster, sélectionnez l'onglet Journaux. Vous pouvez filtrer les journaux par Gravité, ou créer vos propres filtres pour afficher des espaces de noms, des services ou des pods spécifiques. Comme pour les avertissements et les événements de pod, cette vue classée des journaux de votre cluster peut vous aider à résoudre rapidement des problèmes à l'aide de la console Google Cloud.
Il est normal de voir les entrées de journal car Cymbal Bank est déployé pour la première fois lorsque certains services ne peuvent pas encore communiquer.
Sélectionnez l'onglet Erreurs de l'application. À mesure que vos charges de travail s'exécutent, vous pouvez afficher les avertissements et les événements classés dans la console Google Cloud. Cette approche permet de déboguer des problèmes sans avoir à vous connecter individuellement au cluster, aux nœuds ou aux pods.
Encore une fois, il est normal que les événements soient enregistrés lorsque Cymbal Bank est déployé pour la première fois lorsque certains services ne peuvent pas encore communiquer.
Charges de travail
La page GKE de la console Google Cloud comporte une section Charges de travail qui affiche une vue agrégée des charges de travail exécutées sur tous vos clusters GKE.
Sur la page Google Kubernetes Engine de la console Google Cloud, accédez à la page Charges de travail.
Accéder à la page "Charges de travail"
L'onglet Présentation affiche la liste des charges de travail et des espaces de noms du cluster GKE. Vous pouvez filtrer par espace de noms pour afficher les charges de travail qui s'exécutent dans chaque espace de noms.
Services & Ingress
La vue Services et entrées affiche les ressources "Service" et "Entrée" du projet. Un Service expose un ensemble de pods en tant que service réseau avec un point de terminaison, tandis qu'un Ingress gère l'accès externe aux services dans un cluster.
Sur la page Google Kubernetes Engine de la console Google Cloud, accédez à la page Passerelles, services et Ingress.
Pour trouver l'entrée Cymbal Bank, cliquez sur l'onglet "Ingress" et recherchez l'entrée nommée
frontend
. Une entrée gère le trafic entrant pour votre application. Vous pouvez afficher des informations sur l'équilibreur de charge, les ports et les points de terminaison externes.Cliquez sur l'adresse IP pour l'entrée
frontend
, par exemple198.51.100.143:80
. Cette adresse s'ouvre dans l'interface Web de Cymbal Bank.
Effectuer un nettoyage
L'ensemble de tutoriels pour Cymbal Bank est conçu pour être suivi les uns après les autres. Au fil de votre progression dans les tutoriels, vous apprendrez de nouvelles compétences et utilisez d'autres produits et services Google Cloud.
Si vous souhaitez faire une pause avant de passer au tutoriel suivant et éviter que des frais ne soient facturés sur votre compte Google Cloud pour les ressources utilisées dans ce tutoriel, supprimez le projet que vous avez créé.
- In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.
- In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
- In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.
Étapes suivantes
Découvrez comment surveiller vos charges de travail dans GKE Enterprise à l'aide de Google Cloud Managed Service pour Prometheus et de Cloud Monitoring dans le tutoriel suivant.