このチュートリアルでは、Web アプリケーションを Docker コンテナ イメージにパッケージ化し、そのコンテナ イメージを Google Kubernetes Engine (GKE) クラスタで実行する方法を示します。次に、ユーザーのニーズに合わせてスケーリングできる負荷分散されたレプリカのセットとして Web アプリケーションをデプロイします。

## 目的
- サンプル Web アプリケーションを Docker イメージにパッケージ化する

- Docker イメージを Artifact Registry にアップロードします

- GKE クラスタを作成する

- サンプル アプリをクラスターにデプロイする

- デプロイの自動スケーリングを管理する

- サンプル アプリをインターネットに公開する

- サンプル アプリの新しいバージョンをデプロイする

## 費用
このチュートリアルでは、Google Cloud の次の課金対象コンポーネントを使用します。
予測される使用量に基づいて費用を見積もるには、
料金計算ツールを使用する

このチュートリアルを終了したら、作成したリソースを削除することで、継続的な課金を避けることができます。詳細については、クリーンアップを参照してください。

## 始める前に次の手順を実行して、Kubernetes Engine API を有効にします。
- Google Cloud アカウントにログインします。 Google Cloud を初めて使用する場合は、アカウントを作成して、Google のプロダクトが実際のシナリオでどのように機能するかを評価してください。新規のお客様は、ワークロードを実行、テスト、デプロイするための 300 ドルの無料クレジットも獲得できます

-
Google Cloud コンソールのプロジェクト セレクタ ページで、Google Cloud プロジェクトを選択または作成します。

-
Cloud プロジェクトで課金が有効になっていることを確認してください。プロジェクトで課金が有効になっているかどうかを確認する方法を学ぶ

-
Artifact Registry と Google Kubernetes Engine API を有効にする

-
Google Cloud コンソールのプロジェクト セレクタ ページで、Google Cloud プロジェクトを選択または作成します。

-
Cloud プロジェクトで課金が有効になっていることを確認してください。プロジェクトで課金が有効になっているかどうかを確認する方法を学ぶ

-
Artifact Registry と Google Kubernetes Engine API を有効にする

 オプション A: Cloud Shell を使用する
付属の Cloud Shell を使用して、このチュートリアルに従うことができます。
でプリインストール
gcloud、
ドッカー、および
使用した kubectl コマンドライン ツール
このチュートリアルで。 Cloud Shell を使用する場合、これらをインストールする必要はありません
ワークステーションのコマンドライン ツール

Cloud Shell を使用するには:
- Google Cloud コンソールに移動します

クリック
クラウド シェルを有効にする
Google Cloud コンソール ウィンドウの上部にあるボタン

Google Cloud コンソールの下部にある新しいフレーム内で Cloud Shell セッションが開き、コマンドライン プロンプトが表示されます

 オプション B: コマンドライン ツールをローカルで使用する
ワークステーションでこのチュートリアルに従う場合は、次の手順に従って必要なツールをインストールしてください。

Google Cloud CLI をインストールする

gcloud CLI を使用して、Kubernetes コマンドライン ツールをインストールします。
kubectlis は、GKE クラスタのクラスタ オーケストレーション システムである Kubernetes との通信に使用されます。
gcloud コンポーネント インストール kubectl
ワークステーションに Docker Community Edition (CE) をインストールします。これを使用して、アプリケーションのコンテナ イメージを構築します

Git ソース管理ツールをインストールして、GitHub からサンプル アプリケーションをフェッチする

## リポジトリを作成する
このチュートリアルでは、イメージを Artifact Registry に保存してデプロイします
レジストリから。 Artifact Registry は、推奨されるコンテナ レジストリです。
Google クラウド。このクイック スタートでは、次の名前のリポジトリを作成します。
ハローレポ

をセットする
PROJECT_IDenvironment 変数を Google Cloud プロジェクト ID (
）。コンテナ イメージをビルドしてリポジトリにプッシュするときに、この環境変数を使用します。

PROJECT_ID
エクスポート PROJECT_ID=
PROJECT_ID
次のことを確認します。
PROJECT_IDenvironment 変数には正しい値があります:
$PROJECT_ID をエコー
Google Cloud CLI のプロジェクト ID を設定します。
gcloud config set プロジェクト $PROJECT_ID
出力：
更新されたプロパティ [コア/プロジェクト]

を作成します
次のコマンドを使用した hello-reporepository:
gcloud artifacts repositories create hello-repo \ --repository-format=docker \ --location=
REGION\ --description="Docker リポジトリ"交換
次のように、リポジトリのリージョンを使用します。
領域
us-west1。利用可能な場所のリストを表示するには、次のコマンドを実行します。
gcloud アーティファクトのロケーション リスト
## コンテナ イメージのビルド
このチュートリアルでは、サンプル Web をデプロイします
と呼ばれるアプリケーション
hello-app、書かれた Web サーバー
メッセージですべてのリクエストに応答する Go で
こんにちは世界！ポート 8080 で

GKE は Docker イメージをアプリケーション デプロイ形式として受け入れます

デプロイする前に
hello-app から GKE へ、パッケージ化する必要があります
の
Docker イメージとしての hello-app ソース コード

Docker イメージをビルドするには、ソース コードと Dockerfile が必要です。 Dockerfile には、イメージのビルド方法に関する指示が含まれています

ダウンロード
次のコマンドを実行して、hello-appsource コードと Dockerfile を実行します。
git クローン httpsgithub.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples cd kubernetes-engine-samples/hello-app
の Docker イメージをビルドしてタグを付ける
こんにちはアプリ:
docker ビルド -t
リージョン-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1

このコマンドは、Docker にイメージをビルドするように指示します。
現在のディレクトリにある Dockerfile をローカル環境に保存し、次のような名前でタグ付けします。
us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app:v1.イメージは、次のセクションで Artifact Registry にプッシュされます

- の
PROJECT_ID 変数は、コンテナー イメージを
Google Cloud プロジェクトの hello-repopository

- の
us-west1-docker.pkg.devprefix は、リポジトリのリージョン ホストである Artifact Registry を指します

- の
実行します
ビルドが成功したことを確認する docker images コマンド:
ドッカー画像
出力：
リポジトリ タグ イメージ ID 作成サイズ us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app v1 25cfadb1bf28 10 秒前 54 MB
## ローカルでコンテナーを実行する (オプション)
ローカルの Docker エンジンを使用してコンテナー イメージをテストします。
docker run --rm -p 8080:8080
リージョン-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
Cloud Shell を使用している場合は、
ウェブプレビューボタン
を選択します。
8080 ポート番号。 GKE は、プロキシ サービスのプレビュー URL を新しいブラウザ ウィンドウで開きます。

それ以外の場合は、新しいターミナル ウィンドウ (または Cloud Shell タブ) を開き、次のコマンドを実行して、コンテナーが機能し、"Hello, World
curl httplocalhost:8080
成功した応答を確認したら、 を押してコンテナーをダウンさせます。
タブで Ctrl+C
docker runコマンドが実行されています

## Docker イメージを Artifact Registry にプッシュする
GKE クラスタがコンテナ イメージをダウンロードして実行できるように、コンテナ イメージをレジストリにアップロードする必要があります。このチュートリアルでは、コンテナーを Artifact Registry に保存します。

Artifact Registry に対して認証するように Docker コマンドライン ツールを構成します。
gcloud auth configure-docker
REGION-docker.pkg.dev
ビルドした Docker イメージをリポジトリにプッシュします。
ドッカープッシュ
リージョン-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
## GKE クラスタの作成
Docker イメージが Artifact Registry に保存されたので、GKE を作成します
集まる
走る
ハローアプリ。 GKE クラスタは、Compute Engine VM インスタンスのプールで構成されています
オープンソースのクラスタ オーケストレーションである Kubernetes を実行
GKE を強化するシステム

 クラウド シェル
Compute Engine のゾーンまたはリージョンを設定します。 GKE で使用することを選択した操作モードに応じて、デフォルトのゾーンまたはリージョンを指定します。標準モードを使用する場合、クラスターは (このチュートリアルでは) ゾーンであるため、デフォルトのコンピューティング ゾーンを設定します。 Autopilot モードを使用する場合、クラスターはリージョンであるため、デフォルトのコンピューティング リージョンを設定します。作成した Artifact Registry リポジトリに最も近いゾーンまたはリージョンを選択します

などの標準クラスター
us-west1-a:
gcloud config set コンピューティング/ゾーン
COMPUTE_ZONE Autopilotcluster など
us-west1:
gcloud config set コンピューティング / リージョン
COMPUTE_REGION
-
という名前のクラスターを作成します。
ハロークラスター:
標準クラスタ:
gcloud コンテナ クラスタは hello-cluster を作成します
自動操縦クラスター:
gcloud コンテナ クラスタ create-auto hello-cluster
GKE クラスタが作成されてヘルスチェックされるまで数分かかります

-
コマンドが完了したら、次のコマンドを実行して、クラスターの 3 つのノードを確認します。
kubectl でノードを取得
出力：
名前 ステータス 役割 年齢 バージョン gke-hello-cluster-default-pool-229c0700-cbtd Ready 92s v1.18.12-gke.1210 gke-hello-cluster-default-pool-229c0700-fc5j Ready  91s v1.18.12-gke.1210 gke-hello-cluster-default-pool-229c0700-n9l7 Ready  92s v1.18.12-gke.1210
 Console
Go to the
Google Kubernetes Enginepage in the Google Cloud console

Go to Google Kubernetes Engine
Click
Create

Choose Standard or Autopilot mode and click
Configure

In the
Namefield, enter the name
hello-cluster

Select a zone or region:
Standardcluster: Under Location type, select Zonaland then select a Compute Engine zone from the Zonedrop-down list, such as
us-west1-a

Autopilotcluster: Select a Compute Engine region from the Regiondrop-down list, such as
us-west1

-
Click
Create. This creates a GKE cluster

Wait for the cluster to be created. When the cluster is ready, a green check mark appears next to the cluster name

## Deploying the sample app to GKE
You are now ready to deploy the Docker image you built to your GKE cluster

Kubernetes represents applications as Pods, which are scalable units holding one or more containers. The Pod is the smallest deployable unit in Kubernetes. Usually, you deploy Pods as a set of replicas that can be scaled and distributed together across your cluster. One way to deploy a set of replicas is through a Kubernetes Deployment

In this section, you create a Kubernetes Deployment to run
hello-app on your
cluster. This Deployment has replicas (Pods). One Deployment Pod contains only
one container: the
hello-app Docker image

You also create a HorizontalPodAutoscaler resource that scales the number
of Pods from 3 to a number between 1 and 5, based on CPU load

 Cloud Shell
Ensure that you are connected to your GKE cluster

gcloud container clusters get-credentials hello-cluster --zone
COMPUTE_ZONE
Create a Kubernetes Deployment for your
hello-appDocker image

kubectl create deployment hello-app --image=
REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
Set the baseline number of Deployment replicas to 3

kubectl scale deployment hello-app --replicas=3
Create a
HorizontalPodAutoscalerresource for your Deployment

kubectl autoscale deployment hello-app --cpu-percent=80 --min=1 --max=5
To see the Pods created, run the following command:
kubectl get pods
Output:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE hello-app-784d7569bc-hgmpx 1/1 Running 0 10s hello-app-784d7569bc-jfkz5 1/1 Running 0 10s hello-app-784d7569bc-mnrrl 1/1 Running 0 15s
 Console
Go to the
Workloadspage in the Google Cloud console

Click
Deploy

In the
Specify containersection, select Existing container image

In the
Image pathfield, click Select

In the
Select container imagepane, select the
hello-appimage you pushed to Artifact Registry and click
Select

In the
Containersection, click Done, then click Continue

In the
Configurationsection, under Labels, enter
appfor
Keyand
hello-appfor
Value

Under
Configuration YAML, click View YAML. This opens a YAML configuration file representing the two Kubernetes API resources about to be deployed into your cluster: one Deployment, and one
HorizontalPodAutoscalerfor that Deployment

Click
Close, then click Deploy

When the Deployment Pods are ready, the
Deployment detailspage opens

Under
Managed pods, note the three running Pods for the
hello-appDeployment

## Exposing the sample app to the internet
While Pods do have individually-assigned IP addresses, those IPs can only be reached from inside your cluster. Also, GKE Pods are designed to be ephemeral, starting or stopping based on scaling needs. And when a Pod crashes due to an error, GKE automatically redeploys that Pod, assigning a new Pod IP address each time

What this means is that for any Deployment, the set of IP addresses corresponding to the active set of Pods is dynamic. We need a way to 1) group Pods together into one static hostname, and 2) expose a group of Pods outside the cluster, to the internet

Kubernetes Services solve for both of these problems

Services group Pods
into one static IP address, reachable from any Pod inside the cluster

GKE also assigns a DNS hostname
to that static IP. For example,
hello-app.default.svc.cluster.local

The default Service type in GKE is called ClusterIP,
where the Service gets an IP address reachable only from inside the cluster

To expose a Kubernetes Service outside the cluster, create a Service of
type
LoadBalancer

This type of Service spawns an External Load Balancer IP for a set of Pods,
reachable through the internet

In this section, you expose the
hello-app Deployment to the internet using a
Service of type
LoadBalancer

 Cloud Shell
Use the
kubectl exposecommand to generate a Kubernetes Service for the
hello-appdeployment:
kubectl expose deployment hello-app --name=hello-app-service --type=LoadBalancer --port 80 --target-port 8080
Here, the
--portflag specifies the port number configured on the Load Balancer, and the
--target-portflag specifies the port number that the
hello-appcontainer is listening on

Run the following command to get the Service details for
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
Copy the
EXTERNAL_IPaddress to the clipboard (for instance:
203.0.113.0)

 Console
Go to the
Workloadspage in the Google Cloud console

Click
hello-app

From the Deployment details page, click
Actions > Expose

In the
Exposedialog, set the Target portto
8080. This is the port the
hello-appcontainer listens on

From the
Service typedrop-down list, select Load balancer

Click
Exposeto create a Kubernetes Service for
hello-app

When the Load Balancer is ready, the
Service detailspage opens

Scroll down to the
External endpointsfield, and copy the IP address

Now that the
hello-app Pods are exposed to the internet through a Kubernetes Service,
you can open a new browser tab, and navigate to the Service IP address you copied
to the clipboard. A
Hello, World! message appears, along with a
Hostname
field. The
Hostname corresponds to one of the three
hello-app Pods serving your
HTTP request to your browser

## Deploying a new version of the sample app
In this section, you upgrade
hello-app to a new version by building and deploying
a new Docker image to your GKE cluster

GKE's rolling update feature
lets you update your Deployments without downtime. During a rolling update, your GKE cluster
incrementally replaces the existing
hello-app Pods with Pods containing the Docker image for the new version

During the update, your load balancer service routes traffic only into available Pods

Return to Cloud Shell, where you have cloned the hello app source code and Dockerfile. Update the function
hello()in the
main.gofile to report the new version
2.0.0

Build and tag a new
hello-appDocker image

docker build -t
REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 

Push the image to Artifact Registry

docker push
REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
Now you're ready to update your
hello-app Kubernetes Deployment to use a new Docker image

 Cloud Shell
Apply a rolling update to the existing
hello-appDeployment with an image update using the
kubectl set imagecommand:
kubectl set image deployment/hello-app hello-app=
REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
Watch the running Pods running the
v1image stop, and new Pods running the
v2image start

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 a separate tab, navigate again to the
hello-app-serviceExternal IP. You should now see the
Versionset to
2.0.0

 Console
Go to the
Workloadspage in the Google Cloud console

Click
hello-app

On the

Deployment detailspage, click Actions > Rolling update

In the
Rolling updatedialog, set the Image of hello-appfield to


REGION-docker.pkg.dev/ PROJECT_ID/hello-repo/hello-app:v2
Click
Update

On the
Deployment detailspage, inspect the Active Revisionssection. You should now see two Revisions, 1 and 2. Revision 1 corresponds to the initial Deployment you created earlier. Revision 2 is the rolling update you just started

After a few moments, refresh the page. Under
Managed pods, all of the replicas of
hello-appnow correspond to Revision 2

In a separate tab, navigate again to the Service IP address you copied. The
Versionshould be
2.0.0

## Clean up
To avoid incurring charges to your Google Cloud account for the resources used in this tutorial, either delete the project that contains the resources, or keep the project and delete the individual resources

Delete the Service:This deallocates the Cloud Load Balancer created for your Service:
kubectl delete service hello-app-service
Delete the cluster:This deletes the resources that make up the cluster, such as the compute instances, disks, and network resources:
gcloud container clusters delete hello-cluster --zone
COMPUTE_ZONE Delete your container images:This deletes the Docker images you pushed to Artifact Registry

gcloud artifacts docker images delete REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1 \ --delete-tags --quiet gcloud artifacts docker images delete \ REGION-docker.pkg.devPROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 \ --delete-tags --quiet
## What's next
Learn about Pricing for GKE and use the Pricing Calculator to estimate costs

Read the Load Balancers tutorial, which demonstrates advanced load balancing configurations for web applications

Configure a static IP and domain name for your application

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