Azure Container Service の Kubernetes に Helm を使ってアプリケーションをデプロイする

Azure Container Service に Kubernetes を展開して、Helm を使ってアプリケーションをデプロイしてみます。

Helm とは

Kubernetes のパッケージマネージャーです。

docs.helm.sh

Kubernetes にデプロイする YAML ファイルをまとめたパッケージは、Charts と呼ばれます。Helm の公式リポジトリとして、KubeApps が提供されていて、WordPress や Jenkins など100以上のアプリケーションの Charts が公開されています。

Helm をインストールする

こちらのドキュメントに従ってインストールします。

docs.helm.sh

まず、Azure Portal から Azure Container Service を作成します。Kubernetes の Master Node に SSH で接続して、Helm のバイナリをダウンロードします。

$ curl -O https://storage.googleapis.com/kubernetes-helm/helm-v2.6.1-linux-amd64.tar.gz
$ tar -zxvf helm-v2.6.1-linux-amd64.tar.gz
$ sudo mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

次に、helm init コマンドを実行します。

$ helm init

これで、Helm のインストールが完了です。

Helm を使って WordPress をデプロイする

KubeApps で公開されている Charts を使って、WordPress をデプロイしてみます。
WordPress の Charts を指定して、helm install コマンドを実行します。

$ helm install --name my-wp stable/wordpress
NAME:   my-wp
LAST DEPLOYED: Sat Sep 23 17:43:09 2017
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/PersistentVolumeClaim
NAME             STATUS  VOLUME                                    CAPACITY  ACCESSMODES  STORAGECLASS  AGE
my-wp-wordpress  Bound   pvc-493f1d91-a03b-11e7-944e-000d3a72a60e  10Gi      RWO          default       13s
my-wp-mariadb    Bound   pvc-4942547b-a03b-11e7-944e-000d3a72a60e  8Gi       RWO          default       13s

==> v1/Service
NAME             CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP  PORT(S)                     AGE
my-wp-mariadb    10.0.73.148   <none>       3306/TCP                    13s
my-wp-wordpress  10.0.193.167  <pending>    80:30912/TCP,443:30683/TCP  13s

==> v1beta1/Deployment
NAME             DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
my-wp-mariadb    1        1        1           0          13s
my-wp-wordpress  1        1        1           0          13s

==> v1/Secret
NAME             TYPE    DATA  AGE
my-wp-wordpress  Opaque  3     14s
my-wp-mariadb    Opaque  2     14s

==> v1/ConfigMap
NAME           DATA  AGE
my-wp-mariadb  1     14s

NOTES:
1. Get the WordPress URL:

  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace default -w my-wp-wordpress'

  export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace default my-wp-wordpress -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
  echo http://$SERVICE_IP/admin

2. Login with the following credentials to see your blog

  echo Username: user
  echo Password: $(kubectl get secret --namespace default my-wp-wordpress -o jsonpath="{.data.wordpress-password}" | base64 --decode)

WordPress と MariaDB がデプロイされたことが分かります。Kubernetes の５つのオブジェクトで構成されています。

• PersistentVolumeClaim
• Service
• Deployment
• Secret
• ConfigMap

これらのオブジェクトを１つのパッケージとして、Helm Install コマンドだけでデプロイできました。Charts の内容は、GitHub で確認することができます。

github.com

数分待つと、デプロイが完了するので、サービスの EXTERNAL IP にブラウザからアクセスしてみます。

削除するときは、Helm delete コマンドを使います。

$ helm delete my-wp --purge

Helm Charts を作ってみる

自分が作った ASP.NET Core のアプリケーションをデプロイする Charts を作ってみます。
helm create コマンドを実行すると、Charts のテンプレートが作成されます。

$ helm create mvcapp

deployment.yaml と service.yaml を確認します。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ template "fullname" . }}
  labels:
    chart: "{{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version | replace "+" "_" }}"
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: {{ template "fullname" . }}
    spec:
      containers:
      - name: {{ .Chart.Name }}
        image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
        imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
        ports:
        - containerPort: {{ .Values.service.internalPort }}
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /
            port: {{ .Values.service.internalPort }}
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /
            port: {{ .Values.service.internalPort }}
        resources:
{{ toYaml .Values.resources | indent 12 }}

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: {{ template "fullname" . }}
  labels:
    chart: "{{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version | replace "+" "_" }}"
spec:
  type: {{ .Values.service.type }}
  ports:
  - port: {{ .Values.service.externalPort }}
    targetPort: {{ .Values.service.internalPort }}
    protocol: TCP
    name: {{ .Values.service.name }}
  selector:
    app: {{ template "fullname" . }}

この yaml を見ると分かるように、Charts に対して外部からパラメータを指定できるようになっています。
values.yaml を編集して、ASP.NET Core のアプリケーションをデプロイできるようにします。

replicaCount: 1
image:
  repository: thara0402/mvcapp
  tag: v1
  pullPolicy: IfNotPresent
service:
  name: mvcapp-service
  type: LoadBalancer
  externalPort: 80
  internalPort: 5000
resources:

この Charts を指定して、helm install コマンドを実行します。

$ helm install --name my-mvc ./mvcapp
NAME:   my-mvc
LAST DEPLOYED: Sat Sep 23 17:43:18 2017
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/Service
NAME           CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP  PORT(S)       AGE
my-mvc-mvcapp  10.0.124.120  <pending>    80:30617/TCP  4s

==> v1beta1/Deployment
NAME           DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
my-mvc-mvcapp  1        1        1           0          4s


NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
     NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
           You can watch the status of by running 'kubectl get svc -w my-mvc-mvcapp'
  export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace default my-mvc-mvcapp -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
  echo http://$SERVICE_IP:80

ASP.NET Core アプリケーションがデプロイされたことを確認できます。

まとめ

Kubernetes に Helm を使って、アプリケーションをデプロイしてみました。
使いたいアプリケーションが KubeApps にあればすぐにデプロイできますし、自分で Charts を作ることもできます。Kubernetes の Service や Deployment だけなく、アプリとデータベースをまとめることもできます。
Helm は、Kubernetes にデプロイするアプリケーションを管理できる便利なツールなので、積極的に活用していきたいです。

Azure Container Service の Kubernetes に ASP.NET Core アプリケーションをデプロイする

前回の記事では、Azure Container Service に Kubernetes を展開し、nginx をデプロイしました。
gooner.hateblo.jp
今回は、ASP.NET Core アプリケーションをデプロイして、スケールアウトやアプリケーションの更新を試してみます。

ASP.NET Core アプリケーションを作る

先月アップデートされた dotnet コマンドを使って、ASP.NET Core MVC のテンプレートでアプリケーションを作ります。

$ dotnet new mvc -o mvcapp
$ cd mvcapp
$ dotnet restore
$ dotnet build
$ code .

Docker イメージを作りたいので、テンプレートを少し修正します。
まずは、Visual Studio Code を開いて、Dockerfile を追加します。

FROM microsoft/dotnet:1.1.1-sdk
COPY . /app
WORKDIR /app

RUN ["dotnet", "restore"]
RUN ["dotnet", "build"]

EXPOSE 5000/tcp
ENV ASPNETCORE_URLS http://*:5000

ENTRYPOINT ["dotnet","run"]

次に、Dockerfile で環境変数に指定したURL（ポート番号）をアプリケーションの起動時に設定します。
Program.cs を開いて、環境変数から取得した値を UseUrls() メソッドで設定します。

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // 環境変数からURLを取得する
        var config = new ConfigurationBuilder()
            .AddEnvironmentVariables("")
            .Build();
        var url = config["ASPNETCORE_URLS"] ?? "http://*:5000";
        
        var host = new WebHostBuilder()
            .UseKestrel()
            .UseContentRoot(Directory.GetCurrentDirectory())
            .UseIISIntegration()
            .UseStartup<Startup>()
            .UseUrls(url)           // URLを設定する
            .Build();

        host.Run();
    }
}

Docker イメージをビルドします。

$ docker build -t thara0402/mvcapp:v1 ./

ビルドした Docker イメージを Docker Hub にプッシュします。

$ docker login
Username: thara0402
Password: 
Login Succeeded
$ docker push thara0402/mvcapp:v1

ASP.NET Core アプリケーションをデプロイする

Azure Container Service に SSH 接続します。

$ ssh thara@gooner0318mgmt.eastus.cloudapp.azure.com -A

先ほどプッシュした Docker Hub のイメージを使って、Kubernetes に ASP.NET Core アプリケーションをデプロイします。Pod が作成されるので、外部から接続できるように Service で 5000 ポートを公開します。

$ kubectl run mvcapp --image thara0402/mvcapp:v1
deployment "mvcapp" created

$ kubectl get pods
NAME                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mvcapp-3237912479-6b159   1/1       Running   0          1m

$ kubectl expose deployments mvcapp --port=5000 --type=LoadBalancer
service "mvcapp" exposed

$ kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP    PORT(S)          AGE
kubernetes   10.0.0.1     <none>         443/TCP          1h
mvcapp       10.0.47.43   52.168.28.12   5000:32648/TCP   2m

ブラウザで 52.168.28.12:5000 に接続すると、ASP.NET Core MVC のテンプレートが表示されます。

ASP.NET Core アプリケーションをスケールアウトする

デプロイした ASP.NET Core アプリケーションをスケールアウトしてみます。

$ kubectl scale deployment mvcapp --replicas=3
deployment "mvcapp" scaled

$ kubectl get deployment
NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
mvcapp    3         3         3            3           12m

$ kubectl get pods
NAME                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mvcapp-3237912479-1mrkl   1/1       Running   0          13s
mvcapp-3237912479-5k3bq   1/1       Running   0          13s
mvcapp-3237912479-6b159   1/1       Running   0          12m

Pod が２つ追加されて、３つにスケールアウトされました。Service がロードバランサーとなり、リクエストを割り振ってくれます。数秒でイメージを複製できるのはコンテナの便利なところです。

ASP.NET Core アプリケーションを更新する

ローカルで ASP.NET Core アプリケーションを更新して、Docker イメージをビルドします。タグは、V2 に変更しています。ビルドした Docker イメージを Docker Hub にプッシュします。

$ docker build -t thara0402/mvcapp:v2 ./
$ docker push thara0402/mvcapp:v2

Azure Container Service に SSH 接続して、Pod にデプロイされている Docker イメージを更新します。

$ kubectl set image deployments/mvcapp mvcapp=thara0402/mvcapp:v2

$ kubectl get pods
NAME                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mvcapp-3312820128-400cp   1/1       Running   0          30s
mvcapp-3312820128-8wz2f   1/1       Running   0          30s
mvcapp-3312820128-tgvll   1/1       Running   0          30s

Pod の名前が変わっていることから、自動的に古い Pod が破棄され、新しい Docker イメージを使った Pod が作成されたことが分かります。
ブラウザで 52.168.28.12:5000 に接続すると、「mvcapp v2」に変更された ASP.NET Core MVC のアプリケーションが表示されます。

ASP.NET Core アプリケーションを削除する

最後に、デプロイした ASP.NET Core アプリケーションを削除します。

$ kubectl delete service,deployment mvcapp
service "mvcapp" deleted
deployment "mvcapp" deleted

まとめ

今回は、Kubernetes に ASP.NET Core アプリケーションをデプロイして、スケールアウトやアプリケーションの更新を試してみました。

ASP.NET Core アプリケーションの Docker イメージを Docker Hub 経由で、Pod にコンテナをデプロイしました。宣言的なコマンドを実行するだけで、簡単に Pod のレプリケーションを作成し、スケールアウトを構成できます。
ASP.NET Core アプリケーションの更新は、新しい Docker イメージを設定することで、自動的に古い Pod が破棄され、新しい Pod が作成されます。Pod を１つずつ更新したり、スワップする必要もありません。
次回以降は、もう少し実践的な内容を試してみたいと思います。
gooner.hateblo.jp

Visual Studio for MAC を試してみた

先日の Microsoft Connect(); で発表された MAC 向けの Visual Studio（Preview）を試してみました。
ASP.NET Core で作った Web API を Xamarin Forms のアプリから呼び出してみます。

インストール

こちらから無料でダウンロードすることができます。
www.visualstudio.com
Xcode が必須なので最初にインストールしましたが、それ以外はウィザード通りに進めれば、問題なくインストールできました。

ASP.NET Core で Web API を作る

Visual Studio for MAC を起動して、新しいプロジェクトを作成します。テンプレートは、ASP.NET Core Empty Web Application を選択します。

Web API を実装するために必要な NuGet ライブラリをインストールします。

• Microsoft.AspNetCore.Mvc
• Json.NET

ASP.NET Core プロジェクトで MVC を有効にするため、Startup クラスに AdddMvc と UseMvc の２つのメソッドを追加します。

public class Startup
{
	public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
	{
		services.AddMvc();
	}

	public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerFactory)
	{
		loggerFactory.AddConsole();

		app.UseMvc();

		if (env.IsDevelopment())
		{
			app.UseDeveloperExceptionPage();
		}
		app.Run(async (context) =>
		{
			await context.Response.WriteAsync("Hello World!");
		});
	}
}

モデルとして、Person クラスを追加します。

public class Person
{
	public int Id { get; set; }
	public string Name { get; set; }
}

コントローラーとして、PersonController クラスを追加します。

[Route("api/person")]
public class PersonController : Controller
{
	public List<Person> Get()
	{
		return new List<Person> {
			new Person{ Id = 1, Name = "立花 瀧"},
			new Person{ Id = 2, Name = "宮水 三葉"},
		};
	}
}

これで Web API の実装は完了です。デバッグ実行して「localhost:5000/api/person」にアクセスすると、JSON が返却されます。

Xamarin Forms から Web API を呼び出す

Xamarin Forms 用にもうひとつ Visual Studio for MAC を起動するには、ちょっとしたコツが必要です。Dock からでは複数の Visual Studio for MAC を起動できないので、ターミナルからコマンドで起動します。

open -n "/applications/Visual Studio.app"

もう１つの Visual Studio for MAC が起動したら、新しいプロジェクトを作成します。テンプレートは、Xamarin Forms App を選択します。

Web API を呼び出すために必要な NuGet ライブラリをインストールします。

• Microsoft.HTTP.Client.Libraries
• Json.NET

Xamarin Forms プロジェクトにボタンとリストビューを追加して、コードビハインドから Web API を呼び出すコードを追加します。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<ContentPage xmlns="http://xamarin.com/schemas/2014/forms" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2009/xaml" xmlns:local="clr-namespace:XamarinApp01" x:Class="XamarinApp01.XamarinApp01Page">
  <StackLayout>
    <Button Text="your name" Clicked="getPerson" />
    <ListView x:Name="personList" >
      <ListView.ItemTemplate>
        <DataTemplate>
          <TextCell Text="{Binding Name}" />
        </DataTemplate>
      </ListView.ItemTemplate>
    </ListView>
  </StackLayout>
</ContentPage>

public partial class XamarinApp01Page : ContentPage
{
	public XamarinApp01Page()
	{
		InitializeComponent();
	}

	public async void getPerson(object sender, System.EventArgs e)
	{
		using (var client = new HttpClient())
		{
			var response = await client.GetAsync("http://localhost:5000/api/person");
			if (response.IsSuccessStatusCode)
			{
				var json = await response.Content.ReadAsStringAsync();
				this.personList.ItemsSource = JsonConvert.DeserializeObject<List<Person>>(json);
			}				
		}
	}
}
public class Person
{
	public int Id { get; set; }
	public string Name { get; set; }
}

これで Xamarin Forms の実装は完了です。

結果確認（iOS）

まず、ASP.NET Core プロジェクトをデバッグ実行しておきます。
次に、Xamarin Forms プロジェクトで iOS のプロジェクトをスタートアップに設定してデバッグ実行すると、エミュレータが起動して Web API を呼び出して結果を表示することができます。

なお、iOS のプロジェクトにも Json.NET の NuGet ライブラリを追加しておく必要がありました。

結果確認（Android）

同様に Android のプロジェクトをスタートアップに設定してデバッグ実行すると、エミュレータが起動しますが、Web API を呼び出すタイミングでエラーが発生しました。

Android のエミュレータには詳しくないのですが、どうやら localhost には接続できないようです。
そのため、Web API を Azure Web Apps にデプロイすることで、結果を表示することができました。

まとめ

Visual Studio for MAC は、開発者が好みのデバイスで得意な言語を使ってモバイルとクラウドのアプリケーションを作れる時代を目指していることを実感できます。
まだプレビュー版ということもあり、Windows 版の Visual Studio にある Azure にダイレクトにデプロイする機能などはありませんが、正式リリースに向けて機能が充実していくことを期待しています。