33時間クッキング【Kubernetesのラズベリーパイ包み〜ウエパ風〜】

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こんにちは、SREチームの西脇(@yasuhiro1711)です。今回は特別番組ということで、33時間クッキング、【Kubernetesのラズベリーパイ包み ウエパ風】をお送りしたいと思います。見逃しそうな方はぜひ録画予約をお願いします。

サイバーの美味しそうなパイ包みを見て、ウエパでも物理的にパイ包みを作ってみることにしました。ローカルマシンやクラウドでもクラスターを組んで利用することは可能ですが、このクッキングを通じてKubernetesのそもそもの理解を深めることを目的としてやりました。

※ なおこちらの記事は、至る所をサイバーエージェントを非常〜〜にオマージュしおります。この記事を了承頂きまして、本当にありがとうございます! オマージュ記事は最後にリンクがございます。

一家に一台、Kubernetesの時代に

この10年でスマホが爆発的に普及したように、Kubernetesが一家に一台の時代がやってきます。本日作るラズベリーパイ包みはそんな時代にもってこい。家庭でお子様からおじいちゃんまで幅広く愛されるであろう、手のひらサイズのKubernetesです。

完成品

完成品はこちらとなります。ジャーン!
Image from iOS (9) 2

材料 (1クラスタ分)

では、まずは材料のご紹介です。

材料名 個数
Raspberry Pi 3 Model B 3 個
ヒートシンク 3 セット
microSD カード (16 GB) 3 枚
4 段積層式 Raspberry Pi 3 ケース 1 個
6 ポート 50W USB 充電器 1 個
2.4A microUSB ケーブル 5 本
コンパクト無線親機 (WMR-433W-BK) 1 個
microUSB 給電 スイッチングハブ (LAN-SW05PSBE) 1 個
0.3m LAN ケーブル 3 本
0.15m LAN ケーブル 1 本
3M 強力両面テープ 少々
結束テープ 少々
六角スペーサー 適量
ウエパ のステッカー プライスレス

これだけの材料を集めるとこんな感じになりました。

s_Image from iOS

そのままでも美味しそうなラズベリーパイが6個もありますね。

作り方

ネタの下準備

1, ラズパイの開封

まずは、ラズベリーパイを開封します。

s_Image from iOS (1)

傷つけないよう気をつけましょう。

2, ヒートシンク設置

続いてヒートシンクをつけます。両面テープを剥がすのが意外に辛かったです。魚の鱗取りのようでした。

s_Image from iOS (2)

3, 4 段積層式のケースの 下 3 段に Raspberry Pi を取り付け

アクリル板の保護シールを剥がします。剥がしづらいと聞いていましたが今回購入のものは、爪を使えば意外と簡単でした。

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剥がしたらアクリル板にラズパイを取り付けます。このようにできればOKです。わくわくわく!

s_Image from iOS (4)

その後,2段目、3段目と作ってまいります。おーいい感じ。

s_Image from iOS (5)

4, 最上段に USB 充電器を取り付け

写真のようなかたちでUSB充電器をとりつけます。両面テープでがっちりとめましょう。ちなみに今回の充電器はギリギリの大きさでしたので、購入時に大きさはしっかり見ておいた方がよかったです。

設置後、天板まで設置ができました。

s_Image from iOS (6)

5, 最上段にスイッチングハブとコンパクト無線親機を取り付け

それぞれ両面テープで固定します。向きはあなたの感性で。ケーブルの長さには注意しましょう。

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6, 最後にケーブリングを丁寧に実施

ここがエンジニアそれぞれの個性を出すところです。私はこんな感じで決めました! 

s_Image from iOS (8)

7, ネットワークの設定

一番上に設置している、無線LANルーターに接続します。その管理画面にて、別wifiに接続することでインターネットへの疎通もとれます。

OS のインストール

ここからの部分は、いくつかの方法を試して理解を深めましたが、ここではパッケージを用いた分かりやすい構築手順を記載して進めていきます。まずは、Raspberry PIにOSをインストールします。今回はRaspbianを利用します。

マイクロSDカードにOSイメージ作成

これより、マイクロSDカードにイメージを書き込みする作業をmacOS上で行います。

以下のURLからRaspbian stretch liteをダウンロードします。

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

ダウンロードしたzipファイルを解凍して、マイクロSDカードに書き込みます。
ディスクのパスは環境ごとに違うので注意が必要です。

OSイメージをSDカードに書き込めたら、いくつか設定を行います。これらの作業もmacOS上で行います。

ssh の有効化

sshを有効にするための設定をしますにsshという名前のファイルを作成します。

この作業を行うことにより、Raspbianの起動後にsshdが起動し、リモートログインが可能になります。

# cgroups の有効化

次にcgroupsのcpusetとmemoryを有効化するために、以下の設定を行います。

cgroup_enable=cpuset cgroup_enable=memory cgroup_memory=1を追加します。

Bootと初期設定

作成したSDカードを、Raspberry PIに挿入し、電源をいれます。

起動後はデフォルトでraspberrypi.localの名前でアクセスすることができます。

その後、各OSのホスト名の設定、hostsの設定を行います。3台は、k8s01(master)、k8s02(node)、k8s03(node) としました。

スワップ削除

k8s 1.8からスワップが有効だとkubeletが起動しないので実施する。

DockerとKubernetesコンポーネントのインストール

Docker インストール

kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni のインストール

kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cniをインストールしていきます。

apt-transport-httpsをインストール

自分の環境では既にインストール済みでした。

鍵登録

aptのソースリストにkubernetesを追加

aptを更新します。

kubernetesの各モジュールをインストールします。

※ インストールに成功すると自動的にkubeletが起動します。

masterのセットアップ(k8s01でのみ実施)

master のセットアップを行います。

以下を実行

もしinitに失敗していたら、kubeadm reset で戻せます。成功すると以下のようなメッセージが流れます。

kubeadm init で表示されたメッセージに従って、以下のコマンドも実行。

rootから一般ユーザになって実行します。

kubectl が正しく実行できるか確認。

kubectl get nodes

kubectl get pods –all-namespaces -o wide

おや、 kube-system kube-dns-66ffd5c588-fns2f 0/3となっており、dnsがうまくうごいていないことがわかります。

falnnel のデプロイ

マスター(k8s01)に、node2台をjoin(k8s02,k8s03)

masterで、init が成功した時に、トークンも含めたjoinのコマンドが流れました。これでnodeを登録をします。

登録後

まだNotReadyですが、、

Readyに変わります。

できましたね。これでクラスターが組めましたのでこの上にpodを作成してアプリケーションを乗せて検証できるようになりました。

まとめ

【Kubernetesのラズベリーパイ包み〜ウエパ風〜】を作って見ました。 物理的であるので実際に自らkubernetesの動きを理解していくのには、非常によいものとなりました。また、いくつかのパターンでの構築や、dashbordやmetallbのテストなどにも踏み込んでいけたので、研修としてGoodです。 オライリーの入門Kubernetesにも似た例が載っているので参考にしてみてください。

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オマージュ記事

お世話になりました。ありがとうございます。

3日間クッキング【Kubernetes のラズペリーパイ包み “サイバーエージェント風”】
https://developers.cyberagent.co.jp/blog/archives/14721/

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