8. Kubernetes のインテグレーション¶

FogFlow のコンポーネントは、ソースコードを介して構築することも、docker-compose ツールを使用して docker 環境で構築することもできます。Docker 環境では、FogFlow の各コンポーネントが単一インスタンスとして実行されています。単一のコンポーネントコンテナがダウンした場合、FogFlow システム全体を再起動する必要があり、単一のサービスが過負荷になると、負荷を処理するように拡張できなくなります。これらの問題を克服するために、FogFlow は Kubernetes に移行しました。FogFlow コンポーネントは、エンドユーザーの要件に基づいて Kubernetes クラスター環境にデプロイされます。さまざまなクラスター構成を展開できます:

同じノード上のマスターとワーカー
シングルマスターとシングルワーカー
シングルマスターノードとマルチワーカーノード
複数のマスターノードとマルチワーカーノード

クラスターに加えて、K8s の次の機能が FogFlow に実装されています:

1. 高可用性と負荷分散: 高可用性とは、単一障害点が発生しないように、Kubernetes とそのサポートコンポーネントをセットアップすることです。環境セットアップで複数のアプリケーションが単一のコンテナーで実行されている場合、そのコンテナーは簡単に失敗する可能性があります。Kubernetes の高可用性のための仮想マシンと同じように、コンテナーの複数のレプリカを実行できます。負荷分散は、バックエンドサーバーのグループ全体に着信ネットワークトラフィックを分散するのに効率的です。ロードバランサーは、サーバーのクラスター全体にネットワークまたはアプリケーショントラフィックを分散するデバイスです。ロードバランサーは、クラスターの高可用性とパフォーマンスの向上を実現するために大きな役割を果たします。

自己回復 (Self-healing): ポッドのいずれかが手動で削除された場合、またはポッドが誤って削除されたか、再起動された場合。Kubernetes にはポッドを自動修復する機能があるため、デプロイによってポッドが確実に戻されます。
自動ロールアウトとロールバック: ローリングアップデートによって実現できます。ローリングアップデートは、実行中のアプリのバージョンをアップデートするためのデフォルトの戦略です。以前のポッドのサイクルを更新し、新しいポッドを段階的に取り込みます。導入された変更によって本番環境が中断された場合は、その変更をロールバックする計画が必要です。Kubernetes と kubectl は、デプロイなどのリソースへの変更をロールバックするためのシンプルなメカニズムを提供します。
Helmサポートでデプロイを容易にする: Helm は、Kubernetes アプリケーションのインストールと管理を合理化するツールです。Kubernetes アプリケーションの管理に役立ちます。Helm Chart は、最も複雑な Kubernetes アプリケーションでさえも定義、インストール、アップグレードするのに役立ちます。FogFlow ドキュメントは、Kubernetes 環境を十分に理解してアクセスできるように、上記の機能の機能の詳細で更新されます。

FogFlow K8s インテグレーションの制限

以下は、FogFlow Kubernetes ンテグレーションのいくつかの制限です。これらの制限は、将来 FogFlow で実装される予定です。

FogFlow ワーカーが起動するタスクインスタンスはポッドに実装されていません。K8s ポッドを介した起動タスクインスタンスの移行は、FogFlow OSS の将来の範囲に含まれます。
FogFlow Edge ノード K8s のサポート
K8s 環境のセキュリティとネットワークポリシー
Taints と Trait
パフォーマンス評価
その他の機能

8.1. Kubernetes の FogFlow クラウドアーキテクチャ図¶

Dgraph、Discovery、Broker、Designer、Master、Worker、Rabbitmq などの FogFlow クラウドノードコンポーネントは、クラスターノードに分散されています。FogFlow コンポーネント間の通信とその動作は以前と同じであり、ワーカーノードは Docker コンテナーでタスクインスタンスを起動します。

こちら here のリンクをたどって、Kubernetesコンポーネントがどのように機能するかを確認してください。

K8s で FogFlow を実行するための前提条件コマンドは次のとおりです。

docker
Kubernetes
Helm

重要

ユーザーが sudo なしで Docker コマンドを実行できるようにしてください。

Kubernetes をインストールするには、Kubernetes Official Site を参照するか、代替の Install Kubernetes を確認してください。

Helm をインストールするには、Install Helm`_ を参照してください。

8.2. K8s 環境に FogFlow クラウドコンポーネントをデプロイ¶

Dgraph、Discovery、Broker、Designer、Master、Worker、Rabbitmq などの FogFlow クラウドノードコンポーネントは、クラスターノードに分散されています。FogFlow コンポーネント間の通信とその動作は通常どおりであり、ワーカーノードは Docker コンテナーでタスクインスタンスを起動します。

必要なすべてのスクリプトを取得します

以下のように、Kubernetes ファイルと構成ファイルをダウンロードします。

# the Kubernetes yaml file to start all FogFlow components on the cloud node
wget https://raw.githubusercontent.com/smartfog/fogflow/master/helm/fogflow-chart

# the configuration file used by all FogFlow components
wget https://raw.githubusercontent.com/smartfog/fogflow/master/yaml/config.json

# the configuration file used by the nginx proxy
wget https://raw.githubusercontent.com/smartfog/fogflow/master/yaml/nginx.conf

8.3. 環境に応じて IP 構成を変更します¶

ご使用の環境に応じて、config.json で以下の IP アドレスを変更する必要があります。

coreservice_ip: すべての FogFlow エッジノードが FogFlow クラウドノードのコアサービス (ポート80 の nginx やポート5672のrabbitmq など) にアクセスするために使用します。通常、これは FogFlow クラウドノードのパブリック IP になります。
external_hostip: FogFlow クラウドノードの構成の場合、これは、実行中の FogFlow コアサービスにアクセスするためにコンポーネント (CloudWorker および CloudBroker) によって使用される coreservice_ip と同じです。
internal_hostip: これはデフォルトの K8s ネットワークインターフェースの IP であり、Linux ホストの "cni0" ネットワークインターフェースです。
site_id: 各 FogFlow ノード (クラウドノードまたはエッジノード) は、システム内でそれ自体を識別するために、一意の文字列ベースの ID を持っている必要があります。
physical_location: FogFlow ノードの地理的位置 (geo-location)
worker.capacity: FogFlow ノードが呼び出すことができる Docker コンテナーの最大数を意味します。

8.4. values.yaml ファイルを変更¶

要件に従って名前空間 (namespace) を編集します。必要なreplicaCount 数を追加します。
環境 hostPath に従って、values.yaml ファイルの dgraph、configJson、および nginxConf パスを変更します。
環境に応じて externalIP を変更します。

#Kubernetes namespace of FogFlow components
namespace: default

#replicas will make sure that no. of replicaCount mention in values.yaml
#are running all the time for the deployment
replicaCount: 1

serviceAccount:
#Specifies whether a service account should be created
  create: true
#Annotations to add to the service account
  annotations: {}
#The name of the service account to use.
#If not set and create is true, a name is generated using the fullname template
  name: ""

#hostPath for dgraph volume mount
dgraph:
  hostPath:
    path: /mnt/dgraph

#hostPath for config.json
configJson:
  hostPath:
    path: /home/necuser/fogflow/helm/files/fogflow-chart/config.json

#hostPath for nginx.conf
nginxConf:
  hostPath:
    path: /home/necuser/fogflow/fogflow/yaml/nginx.conf

#External IP to expose cluster
Service:
 spec:
  externalIPs:
  - XXX.XX.48.24

8.5. Helm Chart を使用してすべての Fogflow コンポーネントを開始¶

Helm-Chart フォルダーの外部から Helm コマンドを実行して、FogFlow コンポーネントを起動します。ここでは helm-chart 名は "fogflow-chart" です。

コマンドラインから設定を渡すには、helm install コマンドで "--set" フラグを追加します。

helm install ./fogflow-chart --set externalIPs={XXX.XX.48.24} --generate-name

詳細については、Helmの公式 link_ を参照してください。

8.6. セットアップを検証¶

FogFlow クラウドノードが正しく開始されているかどうかを確認するには、次の2つの方法があります:

"kubectl get pods --namespace = <namespace_name>" を使用して、すべてのポッドが稼働していることを確認します

 kubectl get pods --namespace=fogflow


NAME                           READY   STATUS              RESTARTS   AGE
cloud-broker-c78679dd8-gx5ds   1/1     Running             0          8s
cloud-worker-db94ff4f7-hwx72   1/1     Running             0          8s
designer-bf959f7b7-csjn5       1/1     Running             0          8s
dgraph-869f65597c-jrlqm        1/1     Running             0          8s
discovery-7566b87d8d-hhknd     1/1     Running             0          8s
master-86976888d5-drfz2        1/1     Running             0          8s
nginx-69ff8d45f-xmhmt          1/1     Running             0          8s
rabbitmq-85bf5f7d77-c74cd      1/1     Running             0          8s

FogFlow DashBoard からシステムステータスを確認します

システムステータスは、Web ブラウザの FogFlow ダッシュボードから確認して、次の URL で現在のシステムステータスを確認することもできます: http://<coreservice_ip>/index.html