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アプリケーションへのデータ注入

ワークロードを実行するPodの構成とその他のデータを指定します。

1 - コンテナの環境変数の定義

このページでは、Kubernetes Podでコンテナの環境変数を定義する方法を説明します。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。 まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

コンテナの環境変数を定義する

Podを作成するとき、そのPodで実行するコンテナに環境変数を設定することができます。環境変数を設定するには、設定ファイルに env または envFrom フィールドを含めます。

この演習では、1つのコンテナを実行するPodを作成します。Podの設定ファイルには、名前 DEMO_GREETING、値 "Hello from the environment"を持つ環境変数が定義されています。Podの設定マニフェストを以下に示します:

pods/inject/envars.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: envar-demo
  labels:
    purpose: demonstrate-envars
spec:
  containers:
  - name: envar-demo-container
    image: gcr.io/google-samples/node-hello:1.0
    env:
    - name: DEMO_GREETING
      value: "Hello from the environment"
    - name: DEMO_FAREWELL
      value: "Such a sweet sorrow"

  1. マニフェストに基づいてPodを作成します:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/envars.yaml

  2. 実行中のPodを一覧表示します:

    kubectl get pods -l purpose=demonstrate-envars

    出力は以下のようになります:

    NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
envar-demo      1/1       Running   0          9s

  3. Podで実行しているコンテナのシェルを取得します:

    kubectl exec -it envar-demo -- /bin/bash

  4. シェルでprintenvコマンドを実行すると、環境変数の一覧が表示されます。

    # コンテナ内のシェルで以下のコマンドを実行します
printenv

    出力は以下のようになります:

    NODE_VERSION=4.4.2
EXAMPLE_SERVICE_PORT_8080_TCP_ADDR=10.3.245.237
HOSTNAME=envar-demo
...
DEMO_GREETING=Hello from the environment
DEMO_FAREWELL=Such a sweet sorrow

  5. シェルを終了するには、exitと入力します。

設定の中で環境変数を使用する

Podの設定で定義した環境変数は、Podのコンテナに設定したコマンドや引数など、設定の他の場所で使用することができます。以下の設定例では、環境変数GREETING、HONORORIFIC、NAMEにそれぞれ Warm greetings to、The Most Honorable、Kubernetesを設定しています。これらの環境変数は、env-print-demoコンテナに渡されるCLI引数で使われます。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: print-greeting
spec:
  containers:
  - name: env-print-demo
    image: bash
    env:
    - name: GREETING
      value: "Warm greetings to"
    - name: HONORIFIC
      value: "The Most Honorable"
    - name: NAME
      value: "Kubernetes"
    command: ["echo"]
    args: ["$(GREETING) $(HONORIFIC) $(NAME)"]

作成されると、コンテナ上でecho Warm greetings to The Most Honorable Kubernetesというコマンドが実行されます。

次の項目

2 - 環境変数によりコンテナにPod情報を共有する

このページでは、Podが内部で実行しているコンテナに自身の情報を共有する方法を説明します。環境変数ではPodのフィールドとコンテナのフィールドを共有することができます。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。 まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

Downward API

Podとコンテナのフィールドを実行中のコンテナに共有する方法は2つあります:

これら2つの方法を合わせて、Podとコンテナフィールドを共有する方法をDownward APIと呼びます。

Podフィールドを環境変数の値として使用する

この演習では、1つのコンテナを持つPodを作成します。Podの設定ファイルは次のとおりです:

pods/inject/dapi-envars-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dapi-envars-fieldref
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: registry.k8s.io/busybox
      command: [ "sh", "-c"]
      args:
      - while true; do
          echo -en '\n';
          printenv MY_NODE_NAME MY_POD_NAME MY_POD_NAMESPACE;
          printenv MY_POD_IP MY_POD_SERVICE_ACCOUNT;
          sleep 10;
        done;
      env:
        - name: MY_NODE_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: spec.nodeName
        - name: MY_POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: MY_POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: MY_POD_IP
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: status.podIP
        - name: MY_POD_SERVICE_ACCOUNT
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: spec.serviceAccountName
  restartPolicy: Never

設定ファイルには、5つの環境変数があります。envフィールドはEnvVarsの配列です。配列の最初の要素では、環境変数MY_NODE_NAMEの値をPodのspec.nodeNameフィールドから取得することを指定します。同様に、他の環境変数もPodのフィールドから名前を取得します。

Podを作成します:

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/dapi-envars-pod.yaml

Podのコンテナが実行されていることを確認します:

kubectl get pods

コンテナのログを表示します:

kubectl logs dapi-envars-fieldref

出力には、選択した環境変数の値が表示されます:

minikube
dapi-envars-fieldref
default
172.17.0.4
default

これらの値がログにある理由を確認するには、設定ファイルのcommandおよびargsフィールドを確認してください。コンテナが起動すると、5つの環境変数の値が標準出力に書き込まれます。これを10秒ごとに繰り返します。

次に、Podで実行しているコンテナへのシェルを取得します:

kubectl exec -it dapi-envars-fieldref -- sh

シェルで環境変数を表示します:

/# printenv

出力は、特定の環境変数にPodフィールドの値が割り当てられていることを示しています:

MY_POD_SERVICE_ACCOUNT=default
...
MY_POD_NAMESPACE=default
MY_POD_IP=172.17.0.4
...
MY_NODE_NAME=minikube
...
MY_POD_NAME=dapi-envars-fieldref

コンテナフィールドを環境変数の値として使用する

前の演習では、環境変数の値としてPodフィールドを使用しました。次の演習では、環境変数の値としてコンテナフィールドを使用します。これは、1つのコンテナを持つPodの設定ファイルです:

pods/inject/dapi-envars-container.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dapi-envars-resourcefieldref
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: registry.k8s.io/busybox:1.24
      command: [ "sh", "-c"]
      args:
      - while true; do
          echo -en '\n';
          printenv MY_CPU_REQUEST MY_CPU_LIMIT;
          printenv MY_MEM_REQUEST MY_MEM_LIMIT;
          sleep 10;
        done;
      resources:
        requests:
          memory: "32Mi"
          cpu: "125m"
        limits:
          memory: "64Mi"
          cpu: "250m"
      env:
        - name: MY_CPU_REQUEST
          valueFrom:
            resourceFieldRef:
              containerName: test-container
              resource: requests.cpu
        - name: MY_CPU_LIMIT
          valueFrom:
            resourceFieldRef:
              containerName: test-container
              resource: limits.cpu
        - name: MY_MEM_REQUEST
          valueFrom:
            resourceFieldRef:
              containerName: test-container
              resource: requests.memory
        - name: MY_MEM_LIMIT
          valueFrom:
            resourceFieldRef:
              containerName: test-container
              resource: limits.memory
  restartPolicy: Never

設定ファイルには、4つの環境変数があります。envフィールドはEnvVarsの配列です。配列の最初の要素では、環境変数MY_CPU_REQUESTの値をtest-containerという名前のコンテナのrequests.cpuフィールドから取得することを指定します。同様に、他の環境変数もコンテナのフィールドから値を取得します。

Podを作成します:

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/dapi-envars-container.yaml

Podのコンテナが実行されていることを確認します:

kubectl get pods

コンテナのログを表示します:

kubectl logs dapi-envars-resourcefieldref

出力には、選択した環境変数の値が表示されます:

1
1
33554432
67108864

次の項目

3 - Secretsで安全にクレデンシャルを配布する

このページでは、パスワードや暗号化キーなどの機密データをPodに安全に注入する方法を紹介します。

始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。 まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

作業するKubernetesサーバーは次のバージョン以降のものである必要があります: v1.6. バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

機密データをbase64でエンコードする

ユーザー名my-appとパスワード39528$vdg7Jbの2つの機密データが必要だとします。 まず、base64エンコーディングツールを使って、ユーザ名とパスワードをbase64表現に変換します。 ここでは、手軽に入手できるbase64プログラムを使った例を紹介します:

echo -n 'my-app' | base64
echo -n '39528$vdg7Jb' | base64

出力結果によると、ユーザ名のbase64表現はbXktYXBwで、パスワードのbase64表現はMzk1MjgkdmRnN0piです。

Secretを作成する

以下はユーザー名とパスワードを保持するSecretを作成するために使用できる設定ファイルです:

pods/inject/secret.yaml 
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: test-secret
data:
  username: bXktYXBw
  password: Mzk1MjgkdmRnN0pi

  1. Secret を作成する

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret.yaml

  2. Secretの情報を取得する

    kubectl get secret test-secret

    出力:

    NAME          TYPE      DATA      AGE
test-secret   Opaque    2         1m

  3. Secretの詳細な情報を取得する:

    kubectl describe secret test-secret

    出力:

    Name:       test-secret
Namespace:  default
Labels:     <none>
Annotations:    <none>

Type:   Opaque

Data
====
password:   13 bytes
username:   7 bytes

kubectlでSecretを作成する

base64エンコードの手順を省略したい場合は、kubectl create secretコマンドで同じSecretを作成することができます。

例えば:

kubectl create secret generic test-secret --from-literal='username=my-app' --from-literal='password=39528$vdg7Jb'

先ほどの詳細なアプローチでは 各ステップを明示的に実行し、何が起こっているかを示していますが、kubectl create secretの方が便利です。

Volumeにある機密情報をアクセスするPodを作成する

これはPodの作成に使用できる設定ファイルです。

pods/inject/secret-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: secret-test-pod
spec:
  containers:
    - name: test-container
      image: nginx
      volumeMounts:
          # name must match the volume name below
          - name: secret-volume
            mountPath: /etc/secret-volume
  # The secret data is exposed to Containers in the Pod through a Volume.
  volumes:
    - name: secret-volume
      secret:
        secretName: test-secret

  1. Podを作成する:

    kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/inject/secret-pod.yaml

  2. PodのSTATUSがRunningであるのを確認する:

    kubectl get pod secret-test-pod

    出力:

    NAME              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
secret-test-pod   1/1       Running   0          42m

  3. Podの中にあるコンテナにシェルを実行する

    kubectl exec -i -t secret-test-pod -- /bin/bash

  4. 機密データは /etc/secret-volume にマウントされたボリュームを介してコンテナに公開されます。

    ディレクトリ /etc/secret-volume 中のファイルの一覧を確認する:

    # Run this in the shell inside the container
ls /etc/secret-volume

    passwordとusername ２つのファイル名が出力される:

    password username

  5. username と password ファイルの中身を表示する:

# Run this in the shell inside the container
echo "$( cat /etc/secret-volume/username )"
echo "$( cat /etc/secret-volume/password )"

出力:

my-app
39528$vdg7Jb

Secretでコンテナの環境変数を定義する

単一のSecretでコンテナの環境変数を定義する

  • Secretの中でkey-valueペアで環境変数を定義する:

    kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'

  • Secretで定義されたbackend-usernameの値をPodの環境変数SECRET_USERNAMEに割り当てます。

    pods/inject/pod-single-secret-env-variable.yaml 
    apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: env-single-secret
   spec:
     containers:
     - name: envars-test-container
       image: nginx
       env:
       - name: SECRET_USERNAME
         valueFrom:
           secretKeyRef:
             name: backend-user
             key: backend-username

  • Podを作成する:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-single-secret-env-variable.yaml

  • コンテナの環境変数SECRET_USERNAMEの中身を表示する:

    kubectl exec -i -t env-single-secret -- /bin/sh -c 'echo $SECRET_USERNAME'

    出力:

    backend-admin

複数のSecretからコンテナの環境変数を定義する

  • 前述の例と同様に、まずSecretを作成します:

    kubectl create secret generic backend-user --from-literal=backend-username='backend-admin'
kubectl create secret generic db-user --from-literal=db-username='db-admin'

  • Podの中で環境変数を定義する:

    pods/inject/pod-multiple-secret-env-variable.yaml 
    apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: envvars-multiple-secrets
   spec:
     containers:
     - name: envars-test-container
       image: nginx
       env:
       - name: BACKEND_USERNAME
         valueFrom:
           secretKeyRef:
             name: backend-user
             key: backend-username
       - name: DB_USERNAME
         valueFrom:
           secretKeyRef:
             name: db-user
             key: db-username

  • Podを作成する:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-multiple-secret-env-variable.yaml

  • コンテナの環境変数を表示する:

    kubectl exec -i -t envvars-multiple-secrets -- /bin/sh -c 'env | grep _USERNAME'

    出力:

    DB_USERNAME=db-admin
BACKEND_USERNAME=backend-admin

Secretのすべてのkey-valueペアを環境変数として設定する

  • 複数のkey-valueペアを含むSecretを作成する

    kubectl create secret generic test-secret --from-literal=username='my-app' --from-literal=password='39528$vdg7Jb'

  • envFromを使用してSecretのすべてのデータをコンテナの環境変数として定義します。SecretのキーがPodの環境変数名になります。

    pods/inject/pod-secret-envFrom.yaml 
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: envfrom-secret
    spec:
      containers:
      - name: envars-test-container
        image: nginx
        envFrom:
        - secretRef:
            name: test-secret

  • Podを作成する:

    kubectl create -f https://k8s.io/examples/pods/inject/pod-secret-envFrom.yaml

  • usernameとpasswordコンテナの環境変数を表示する

    kubectl exec -i -t envfrom-secret -- /bin/sh -c 'echo "username: $username\npassword: $password\n"'

    出力:

    username: my-app
password: 39528$vdg7Jb

参考文献

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