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Creazione di immagini multi-arch Windows Server

Standard

Questo tutorial mostra come gestire la complessità del controllo delle versioni della creazione di immagini destinate a più versioni di Windows Server. I container Windows Server hanno requisiti di compatibilità delle versioni che impediscono l'esecuzione dei container su più di una versione host di Windows Server. Tuttavia, Docker su Windows Server supporta immagini container multi-architettura (o multipiattaforma) che possono essere eseguite su più versioni di Windows Server.

Con le immagini multi-architettura, puoi eseguire l'upgrade dei pool di nodi Windows Server di Google Kubernetes Engine (GKE) alla versione di Windows Server che preferisci senza ricompilare l'immagine e modificare le specifiche del pod. Ad esempio:

GKE versione 1.15 supporta Windows Server 1809
GKE versione 1.16 supporta Windows Server 1909

Per eseguire automaticamente l'upgrade da una versione di GKE a una versione successiva, devi creare immagini multi-architettura per i tuoi workload Windows. La creazione di un'immagine multi-architettura prevede la creazione di un'immagine per ogni versione di Windows Server e la creazione di un manifest che faccia riferimento a queste immagini per ogni versione di Windows Server. Puoi creare le immagini manualmente se vuoi il controllo completo sul processo di creazione e generazione delle immagini. In alternativa, puoi utilizzare Cloud Build per creare automaticamente le immagini multi-architettura di Windows Server.

Obiettivi

In questo tutorial imparerai a creare manualmente immagini multi-architettura di Windows Server o utilizzando Cloud Build.

Crea le immagini manualmente:
- Crea due immagini Docker con versioni o tipi diversi di Windows Server, ad esempio Long-Term Servicing Channel (LTSC) 2019 e LTSC 2022.
- Crea una VM Windows Server.
- Crea un manifest ed eseguirne il push nel registro.
Crea le immagini utilizzando Cloud Build:
- Prepara l'ambiente creando un progetto, abilitando le API e concedendo le autorizzazioni.
- Crea un'applicazione, Dockerfile e file di build.
- Esegui un comando per creare l'immagine.

Costi

In questo documento vengono utilizzati i seguenti componenti fatturabili di Google Cloud:

Per generare una stima dei costi in base all'utilizzo previsto, utilizza il calcolatore prezzi.

I nuovi utenti di Google Cloud potrebbero avere diritto a una prova senza costi.

Al termine delle attività descritte in questo documento, puoi evitare l'addebito di ulteriori costi eliminando le risorse che hai creato. Per saperne di più, consulta Esegui la pulizia.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti attività:

Installa Google Cloud CLI per eseguire i comandi gcloud.
Installa Docker per creare container.
Installa Go per creare i file binari di Windows Server.
Questo tutorial utilizza Artifact Registry come repository. Assicurati di aver creato il repository Docker.

Creazione manuale di immagini multi-arch

La creazione manuale di immagini multi-architettura ti offre la flessibilità di creare un'immagine che includa tutte le versioni di Windows Server di cui hai bisogno. Per creare manualmente un'immagine multi-arch:

Crea un'immagine Docker LTSC 2019 a singola architettura. Per informazioni dettagliate sulla creazione di immagini Docker, consulta Deployment di un'applicazione Windows Server. Ad esempio, us-docker.pkg.dev/my-project/docker-repo/foo:1.0-2019.
Crea un'immagine Docker LTSC 2022 con architettura singola. Ad esempio, us-docker.pkg.dev/my-project/docker-repo/foo:1.0-2022
Crea una VM Windows Server, ad esempio la versione 20H2. Consulta la Guida rapida all'utilizzo di una VM Windows Server.
Utilizza RDP per connetterti alla VM.
Apri una finestra di PowerShell per eseguire i comandi nei passaggi successivi.
Attiva la funzionalità sperimentale docker manifest. Un manifest Docker è un elenco di immagini da inviare a un registro:
```
PS C:\> $env:DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL = 'enabled'
```

Crea il manifest multiarchitettura:

docker manifest create `
  REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo:1.0 `
  REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo:1.0-2019 `
  REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo:1.0-2022 `

Esegui il push del manifest dell'immagine multi-architettura appena creato nel repository Artifact Registry:
```
 docker manifest push `
   REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo:1.0
```
Per assicurarti che l'immagine multi-architettura sia stata creata e trasferita correttamente, vai a REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo e fai clic sull'immagine. Vedrai le tre immagini all'interno:
- foo:1.0-2019
- foo:1.0-2022
- foo:1.0-20h2
- foo:1.0

Ora puoi fare riferimento all'immagine multi-architettura REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/foo:1.0 nelle specifiche del pod. In questo modo potrai utilizzare in sicurezza l'upgrade automatico per i tuoi pool di nodi Windows GKE.

Creazione di immagini multi-architettura utilizzando Cloud Build gke-windows-builder

Per semplificare le attività di creazione manuale, puoi utilizzare gke-windows-builder basato su OSS gke-windows-builder. Puoi utilizzare gke-windows-builder con Cloud Build per creare automaticamente le immagini multi-architettura di Windows Server. GKE aggiorna il builder in modo da includere le nuove versioni di Windows LTSC supportate quando vengono rilasciate. Un altro vantaggio dell'utilizzo dello strumento di creazione è che non devi creare la tua VM Windows con PowerShell per creare le immagini. La VM Windows viene sostituita da un container Docker che esegue i comandi per te all'interno di Cloud Build.

Per aiutarti a capire come funziona il builder, segui questo esempio per creare un'immagine multi-architettura "hello world". Questi passaggi possono essere eseguiti su server Linux o Windows.

Preparazione dell'ambiente

Per preparare l'ambiente, completa i seguenti passaggi:

Crea una directory dello spazio di lavoro sulla tua macchina di lavoro, ad esempio: ~/gke-windows-builder/hello-world.
Crea o seleziona un progetto per questo tutorial.
Assicurati che la fatturazione sia abilitata per il tuo progetto.
Abilita le API Compute Engine, Cloud Build e Artifact Registry per il tuo progetto. gke-windows-builder viene richiamato utilizzando Cloud Build e le immagini container multiarco risultanti vengono inviate a Artifact Registry. Compute Engine è necessario affinché il builder possa creare e gestire le VM Windows Server.
```
gcloud services enable compute.googleapis.com cloudbuild.googleapis.com \
  artifactregistry.googleapis.com cloudbuild.googleapis.com
```

Concedi i seguenti ruoli Identity and Access Management (IAM) al account di servizio Cloud Build utilizzando Google Cloud CLI:

Imposta le variabili:

export PROJECT=$(gcloud info --format='value(config.project)')
export MEMBER=$(gcloud projects describe $PROJECT --format 'value(projectNumber)')@cloudbuild.gserviceaccount.com

Assegna i ruoli. Questi ruoli sono necessari al builder per creare le VM Windows Server, copiare lo spazio di lavoro in un bucket Cloud Storage, configurare le reti per creare l'immagine Docker ed eseguire il push dell'immagine risultante in Artifact Registry:

gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/compute.instanceAdmin'
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/iam.serviceAccountUser'
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/compute.networkViewer'
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/storage.admin'
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/artifactregistry.writer'
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT --member=serviceAccount:$MEMBER --role='roles/cloudbuild.builds.editor'

Aggiungi una regola firewall denominata allow-winrm-ingress per consentire a WinRM di connettersi alle VM Windows Server per eseguire una build Docker:

Nota: il nome della regola firewall deve essere allow-winrm-ingress, in quanto gke-windows-builder utilizza questo nome specifico per verificare se questa regola firewall esiste.
```
gcloud compute firewall-rules create allow-winrm-ingress --allow=tcp:5986 --direction=INGRESS
```
Crea un repository Docker in Artifact Registry per il tuo progetto. Se non hai mai utilizzato i repository Docker in Artifact Registry, completa prima la Guida rapida per Docker. Esegui questo comando per creare il repository:
```
gcloud artifacts repositories create REPOSITORY \
  --repository-format=docker --location=REGISTRY_REGION \
  --description="Docker repository"
```
Sostituisci quanto segue:
- REPOSITORY: un nome come windows-multi-arch-images.
- REGISTRY_REGION: una posizione Artifact Registry valida.

Creazione del file binario hello.exe nel workspace

Per questo tutorial, crea una semplice applicazione "Hello World" scritta in Go. Il codice dell'app di esempio è disponibile su GitHub.

Clona il repository contenente il codice campione per questo tutorial sulla tua macchina locale utilizzando i seguenti comandi:

 git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
 cd kubernetes-engine-samples/windows/windows-multi-arch

Il file hello.go stampa le parole "Hello World":

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("Hello World!")
}

Genera il binario hello.exe:
```
GOOS=windows go build hello.go
```

Vedrai il binario hello.exe nel tuo spazio di lavoro.

Creare un Dockerfile e file di build nel tuo workspace

In questa sezione utilizzi un Dockerfile per creare ogni immagine di Windows Server a singola architettura e poi utilizzi un file di build per attivare Cloud Build. La build combina le immagini a singola architettura in un'immagine multiazione.

Il Dockerfile è un documento di testo che contiene le istruzioni per Docker per creare un'immagine. gke-windows-builder sostituisce WINDOWS_VERSION con una versione specifica di Windows Server per cui creare l'immagine. Ad esempio, lo strumento di compilazione eseguirà docker build -t multi-arch-helloworld:latest_20h2 --build-arg WINDOWS_VERSION=20H2 . su Windows Server 20H2.
```
ARG WINDOWS_VERSION=
FROM mcr.microsoft.com/windows/servercore:${WINDOWS_VERSION}
COPY hello.exe /hello.exe
USER ContainerUser
ENTRYPOINT ["hello.exe"]
```

Nella stessa directory contenente Dockerfile, il file cloudbuild.yaml è il file di configurazione della build. Sostituisci <REPOSITORY> e <REGISTRY_REGION> con il nome e la regione del repository Artifact Registry che hai creato nel passaggio precedente. Al momento della build, Cloud Build sostituisce automaticamente $PROJECT_ID con l'ID progetto.

timeout: 3600s
steps:
- name: 'us-docker.pkg.dev/gke-windows-tools/docker-repo/gke-windows-builder:latest'
  args:
  - --container-image-name
  # Replace <REGISTRY_REGION> and <REPOSITORY>.
  - '<REGISTRY_REGION>-docker.pkg.dev/$PROJECT_ID/<REPOSITORY>/multiarch-helloworld:latest'
  # Specify specific variants of images to be built. Or, remove the following 2 lines to default to all available variants.
  - --versions
  - '20H2,ltsc2019'

Creazione dell'immagine

Ora puoi creare l'immagine e visualizzare i log per verificare che la build sia stata eseguita correttamente.

Per creare l'immagine, esegui questo comando:
```
gcloud builds submit --config=cloudbuild.yaml .
```
Nota: il completamento di questo comando richiede diversi minuti.

Vedrai log simili all'esempio seguente. L'ultima riga del log mostra che la build è riuscita:

Creating temporary tarball archive of 2 file(s) totalling 492 bytes before compression.
Uploading tarball of [.] to [gs://PROJECT_ID_cloudbuild/source/1600082502.509759-b949721a922d462c94a75da9be9f1181.tgz]
Created [https://cloudbuild.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/builds/ec333452-1301-47e8-90e2-716aeb2f5650].
Logs are available at [https://console.cloud.google.com/cloud-build/builds/ec333452-1301-47e8-90e2-716aeb2f5650?project=840737568665].
------------------------ REMOTE BUILD OUTPUT---------------------------------------
...
...

Created manifest list REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/multiarch-helloworld:latest
sha256:3ecbbc9f5144f358f81f7c7f1a7e28f069c98423d59c40eaff72bf184af0be02
2020/09/14 11:34:25 Instance: 35.184.178.49 shut down successfully
PUSH
DONE
-----------------------------------------------------------------------------------

ID                                    CREATE_TIME                DURATION  SOURCE                                                                                      IMAGES  STATUS
ec333452-1301-47e8-90e2-716aeb2f5650  2020-09-14T11:21:43+00:00  12M43S    gs://PROJECT_ID_cloudbuild/source/1600082502.509759-b949721a922d462c94a75da9be9f1181.tgz  -                 SUCCESS

Hai appena creato l'immagine utilizzando il file di configurazione della build e ne hai eseguito il push ad Artifact Registry in REGISTRY_REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/multiarch-helloworld:latest.

Deployment dell'immagine

Per eseguire il deployment dell'immagine Windows multi-architettura su un cluster, consulta Deployment di un'applicazione Windows Server per scoprire come eseguire il deployment dell'immagine.

Utilizzo avanzato di gke-windows-builder

Puoi personalizzare il comportamento di gke-windows-builder aggiungendo flag alla sezione args del file di configurazione della build cloudbuild.yaml. In questa sezione vengono descritti alcuni flag per i comportamenti comuni, ma non si tratta di un elenco esaustivo. Per visualizzare l'elenco completo dei flag supportati da gke-windows-builder, esegui questo comando su un server Linux o in Cloud Shell:

docker run -it us-docker.pkg.dev/gke-windows-tools/docker-repo/gke-windows-builder:latest --help

Per velocizzare le build, puoi utilizzare un tipo di macchina più grande per le istanze Windows:

  - --machineType
  - 'n1-standard-8'

Anziché creare l'immagine per tutte le versioni di Windows supportate da GKE, puoi scegliere versioni specifiche di Windows Server per cui creare l'immagine utilizzando il flag --versions:

  - --versions
  - '20H2,ltsc2019'

Se l'area di lavoro contiene molti file, la creazione dell'immagine sarà più affidabile se configuri il builder in modo che copi l'area di lavoro tramite Cloud Storage anziché WinRM. Crea un bucket nel tuo progetto, ad esempio gs://{your project}_builder, poi imposta il flag --workspace-bucket:

  - --workspace-bucket
  - '{your project}_builder'

Per eseguire le istanze di builder Windows in un progetto di servizio VPC condiviso, utilizza questi flag che controllano la configurazione di rete dell'istanza:

  - --subnetwork-project
  - 'shared-vpc-host-project'
  - --subnetwork
  - 'host-project-subnet-shared-with-service-project'

Esegui la pulizia

Al termine del tutorial, puoi eliminare le risorse che hai creato in modo che non utilizzino più la quota generando addebiti. Le seguenti sezioni descrivono come eliminare o disattivare queste risorse.

Eliminazione dell'immagine

Per eliminare le immagini multiarch-helloworld su Artifact Registry, consulta la sezione Eliminazione di immagini.

Elimina il progetto

Il modo più semplice per eliminare la fatturazione è eliminare il progetto creato per il tutorial.

Per eliminare il progetto:

Attenzione: l'eliminazione di un progetto ha i seguenti effetti:

L'intero contenuto del progetto viene eliminato. Se hai utilizzato un progetto esistente per, le attività descritte in questo documento, eliminerai anche tutto il lavoro che hai svolto nel progetto.
Gli ID progetto personalizzati non sono più disponibili. Quando hai creato questo progetto, potresti aver creato un ID progetto personalizzato che vuoi utilizzare in futuro. Per conservare gli URL che utilizzano l'ID progetto, ad esempio un URL appspot.com, elimina le risorse selezionate all'interno del progetto anziché eliminare l'intero progetto.

Se intendi esplorare più architetture, tutorial o guide rapide, puoi riutilizzare i progetti ed evitare così di superare i limiti di quota.

Nella console Google Cloud , vai alla pagina Gestisci risorse.
Vai a Gestisci risorse
Nell'elenco dei progetti, seleziona il progetto che vuoi eliminare, quindi fai clic su Elimina.
Nella finestra di dialogo, digita l'ID progetto, quindi fai clic su Chiudi per eliminare il progetto.

Passaggi successivi

Esplora altri tutorial su Kubernetes Engine.
Esplora architetture, diagrammi e best practice di riferimento su Google Cloud. Consulta il nostro Cloud Architecture Center.