Men-deploy aplikasi web dalam container Docker ke GKE

Tutorial ini menunjukkan cara men-deploy aplikasi web dalam container di cluster Google Kubernetes Engine (GKE).

Halaman ini ditujukan bagi Operator dan Developer yang menyediakan dan mengonfigurasi resource cloud serta men-deploy aplikasi dan layanan. Untuk mempelajari lebih lanjut peran umum dan contoh tugas yang dirujuk dalam konten, lihat Peran dan tugas pengguna GKE umum. Google Cloud

Sebelum membaca halaman ini, pastikan Anda sudah memahami Kubernetes.

Membuat repositori

Dalam tutorial ini, Anda akan menyimpan image di Artifact Registry dan men-deploy-nya dari registry. Untuk panduan memulai ini, Anda akan membuat repositori bernama hello-repo.

1. Tetapkan variabel lingkungan PROJECT_ID ke Google Cloud project ID (PROJECT_ID). Anda akan menggunakan variabel lingkungan ini saat mem-build image container dan mengirimkannya ke repositori.

   export PROJECT_ID=PROJECT_ID
   

2. Pastikan variabel lingkungan PROJECT_ID memiliki nilai yang benar:

   echo $PROJECT_ID
   

3. Tetapkan project ID Anda untuk Google Cloud CLI:

   gcloud config set project $PROJECT_ID
   

   Output:

   Updated property [core/project].
   

   Catatan: gcloud CLI Anda mungkin sudah ditetapkan ke $PROJECT_ID Anda—Anda masih akan melihat output Updated property.

4. Buat repositori hello-repo dengan perintah berikut:

   gcloud artifacts repositories create hello-repo \
      --repository-format=docker \
      --location=REGION \
      --description="Docker repository"
   

   Ganti REGION dengan region repositori, seperti us-west1. Untuk melihat daftar lokasi yang tersedia, jalankan perintah:

    gcloud artifacts locations list
   

Membangun image Docker hello-app

Dalam tutorial ini, Anda akan men-deploy contoh aplikasi web yang disebut hello-app, sebuah server web yang ditulis di Go yang merespons semua permintaan dengan pesan Hello, World! di port 8080.

GKE menerima image Docker sebagai format deployment aplikasi. Sebelum men-deploy hello-app ke GKE, Anda harus memaketkan kode sumber hello-app sebagai image Docker.

Untuk membuat image Docker, Anda memerlukan kode sumber dan Dockerfile. Dockerfile berisi petunjuk cara membuat image.

1. Download kode sumber hello-app dan Dockerfile dengan menjalankan perintah berikut:

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
   cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/hello-app
   

2. Buat image Docker dan beri tag untuk hello-app:

   docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1 .
   

   Perintah ini menginstruksikan Docker untuk membuat image menggunakan Dockerfile di direktori saat ini, menyimpannya ke lingkungan lokal, dan memberinya tag dengan nama, misalnya us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app:v1. Image ini akan dikirim ke Artifact Registry di bagian berikutnya.

   • Variabel PROJECT_ID mengaitkan image container dengan repositori hello-repo di project Google Cloud Anda.
   • Awalan us-west1-docker.pkg.dev mengacu pada Artifact Registry, host regional untuk repositori Anda.
   Catatan: Jika diminta, beri otorisasi Cloud Shell untuk melakukan panggilan API.
   Google Cloud

3. Jalankan perintah docker images untuk memverifikasi bahwa build berhasil:

   docker images
   

   Output:

   REPOSITORY                                                 TAG     IMAGE ID       CREATED          SIZE
   us-west1-docker.pkg.dev/my-project/hello-repo/hello-app    v1      25cfadb1bf28   10 seconds ago   54 MB
   

   Catatan: Anda mungkin juga melihat gambar tambahan yang merepresentasikan lapisan gambar antara.

4. Tambahkan binding kebijakan IAM ke akun layanan Anda:

   gcloud artifacts repositories add-iam-policy-binding hello-repo \
       --location=REGION \
       --member=serviceAccount:[e-mail] \
       --role="roles/artifactregistry.reader"
   

   Ganti PROJECT_NUMBER dengan nomor project untuk project Anda.

(Opsional) Jalankan container Docker Anda secara lokal

1. Uji image container Anda menggunakan mesin Docker lokal:

   docker run --rm -p 8080:8080 REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
   

2. Klik tombol Web Preview , lalu pilih nomor port 8080. GKE akan membuka URL pratinjau pada layanan proxy-nya di jendela browser baru.

Mengirim image Docker ke Artifact Registry

Anda harus mengupload image container ke registry agar cluster GKE dapat mendownload dan menjalankan image container tersebut. Dalam tutorial ini, Anda akan menyimpan container di Artifact Registry.

1. Konfigurasi alat command line Docker untuk melakukan autentikasi ke Artifact Registry:

   gcloud auth configure-docker REGION-docker.pkg.dev
   

   Catatan: Anda dapat mengabaikan peringatan apa pun tentang memiliki daftar panjang helper kredensial.

2. Kirim image Docker yang baru saja Anda buat ke repositori:

   docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
   

Membuat cluster GKE

Setelah image Docker disimpan di Artifact Registry, buat cluster GKE untuk menjalankan hello-app. Cluster GKE terdiri atas kumpulan instance VM Compute Engine yang menjalankan Kubernetes, sistem orkestrasi cluster open source yang mendukung GKE.

Cloud Shell

1. Tetapkan region Compute Engine Anda:

    gcloud config set compute/region REGION
   

   Untuk cluster zona Standard, tetapkan zona Compute Engine yang terdekat dengan repositori Artifact Registry.

2. Buat cluster bernama hello-cluster:

    gcloud container clusters create-auto hello-cluster
   

   Perlu waktu beberapa menit untuk membuat cluster GKE dan memeriksa kondisinya. Untuk menjalankan tutorial ini di cluster GKE Standard, gunakan perintah gcloud container clusters create.

Konsol

1. Di konsol Google Cloud , buka halaman Create an Autopilot cluster.

   Buka Membuat cluster Autopilot

2. Di kolom Name, masukkan nama hello-cluster.

3. Pilih region Compute Engine dari menu drop-down Region, misalnya us-west1.

4. Klik Create.

5. Tunggu hingga cluster selesai dibuat. Jika cluster sudah siap, tanda centang akan muncul di samping nama cluster tersebut.

Men-deploy hello-app ke GKE

Sekarang Anda siap men-deploy image Docker yang telah dibuat ke cluster GKE.

Kubernetes merepresentasikan aplikasi sebagai Pod, yakni unit skalabel yang menampung satu atau beberapa container. Pod adalah unit terkecil yang dapat di-deploy di Kubernetes. Biasanya, Anda men-deploy Pod sebagai serangkaian replika yang dapat diskalakan dan didistribusikan bersama-sama di seluruh cluster. Salah satu cara untuk men-deploy set replika adalah melalui Deployment Kubernetes.

Di bagian ini, Anda akan membuat Deployment Kubernetes untuk menjalankan hello-app di cluster Anda. Deployment ini memiliki replika (Pod). Satu Pod Deployment hanya berisi satu container: image Docker hello-app. Anda juga akan membuat resource HorizontalPodAutoscaler yang menskalakan jumlah Pod dari 3 menjadi angka antara 1 dan 5, berdasarkan beban CPU.

Cloud Shell

1. Pastikan Anda terhubung ke cluster GKE.

   gcloud container clusters get-credentials hello-cluster
   

2. Buat Deployment Kubernetes untuk image Docker hello-app Anda.

   kubectl create deployment hello-app --image=REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v1
   

3. Tetapkan baseline replika Deployment ke 3.

   kubectl scale deployment hello-app --replicas=3
   

4. Buat resource HorizontalPodAutoscaler untuk Deployment Anda.

   kubectl autoscale deployment hello-app --cpu-percent=80 --min=1 --max=5
   

5. Untuk melihat Pod yang dibuat, jalankan perintah berikut:

   kubectl get pods
   

   Output:

   NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   hello-app-784d7569bc-hgmpx   1/1     Running   0          90s
   hello-app-784d7569bc-jfkz5   1/1     Running   0          90s
   hello-app-784d7569bc-mnrrl   1/1     Running   0          95s
   

   Catatan: Pod mungkin memerlukan waktu hingga dua menit untuk mulai berjalan. Sebelum Pod dimulai, kolom Status akan menampilkan Pending.

Konsol

1. Buka halaman Workloads di konsol Google Cloud .

   Buka Workloads

2. Klik Deploy.

3. Di bagian Specify container, pilih Existing container image.

4. Di kolom Image path, klik Select.

5. Di panel Select container image, pilih image hello-app yang Anda kirim ke Artifact Registry, lalu klik Select.

6. Di bagian Container, klik Done, lalu klik Continue.

7. Di bagian Configuration, di bawah Labels, masukkan app untuk Key dan hello-app untuk Value.

8. Di bagian Configuration YAML, klik View YAML. Tindakan ini akan membuka file konfigurasi YAML yang menampilkan dua resource Kubernetes API yang akan di-deploy ke cluster: satu Deployment, dan satu HorizontalPodAutoscaler untuk Deployment tersebut.

9. Klik Close, lalu klik Deploy.

10. Setelah Pod Deployment siap, halaman Deployment details akan terbuka.

11. Di bagian Managed pods, perhatikan tiga Pod yang berjalan untuk Deployment hello-app.

Mengekspos aplikasi ke internet

Meskipun Pod memiliki alamat IP yang ditetapkan secara individual, IP tersebut hanya dapat dijangkau dari dalam cluster. Selain itu, Pod GKE dirancang agar bersifat efemeral, yang mulai atau berhenti berdasarkan kebutuhan penskalaan. Dan saat Pod tidak bekerja akibat adanya error, GKE otomatis men-deploy ulang Pod tersebut, dengan menetapkan alamat IP Pod baru setiap kali error terjadi.

Hal ini berarti bahwa untuk Deployment apa pun, kumpulan alamat IP yang terkait dengan kumpulan Pod aktif bersifat dinamis. Kita memerlukan cara untuk 1) mengelompokkan Pod ke dalam satu nama host statis, dan 2) mengekspos sekelompok Pod di luar cluster ke internet.

Service Kubernetes mengatasi kedua masalah ini. Service mengelompokkan Pod ke dalam satu alamat IP statis, yang dapat dijangkau dari Pod mana pun di dalam cluster. GKE juga menetapkan nama host DNS ke IP statis tersebut. Contoh, hello-app.default.svc.cluster.local

Jenis Service default di GKE disebut ClusterIP, di mana Service mendapatkan alamat IP yang hanya dapat dijangkau dari dalam cluster. Untuk mengekspos Service Kubernetes di luar cluster, buat Service dengan jenis LoadBalancer. Jenis Service ini menghasilkan IP Load Balancer Eksternal untuk sekumpulan Pod yang dapat dijangkau melalui internet.

Di bagian ini, Anda akan mengekspos Deployment hello-app ke internet menggunakan Service jenis LoadBalancer.

Catatan: Biaya untuk Load Balancer Aplikasi Eksternal (bergantung pada penagihan) terpisah dari biaya GKE.

Cloud Shell

1. Gunakan perintah kubectl expose untuk membuat Service Kubernetes untuk deployment hello-app:

   kubectl expose deployment hello-app --name=hello-app-service --type=LoadBalancer --port 80 --target-port 8080
   

   Di sini, flag --port menentukan nomor port yang dikonfigurasi di Load Balancer, sedangkan flag --target-port menentukan nomor port yang diproses oleh container hello-app.

2. Jalankan perintah berikut guna mendapatkan detail Service untuk hello-app-service:

   kubectl get service
   

   Output:

   NAME                 CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP     PORT(S)          AGE
   hello-app-service    10.3.251.122    203.0.113.0     80:30877/TCP     10s
   

3. Salin alamat EXTERNAL_IP ke papan klip (misalnya: 203.0.113.0).

   Catatan: Mungkin perlu waktu beberapa menit hingga Load Balancer selesai disediakan. Sampai Load Balancer disediakan, Anda mungkin melihat alamat IP <pending>.

Konsol

1. Buka halaman Workloads di konsol Google Cloud .

   Buka Workloads

2. Klik hello-app.

3. Dari halaman Deployment details, klik Actions > Expose.

4. Dalam dialog Expose, tetapkan Target port ke 8080. Ini adalah port yang diproses container hello-app.

5. Dari menu drop-down Service type, pilih Load balancer.

6. Klik Explore guna membuat Service Kubernetes untuk hello-app.

7. Jika Load Balancer sudah siap, halaman Service details akan terbuka.

8. Scroll ke bawah ke kolom External endpoints, lalu salin alamat IP.

Setelah Pod hello-app terekspos ke internet melalui Service Kubernetes, Anda dapat membuka tab browser baru dan menuju ke alamat IP Service yang telah Anda salin ke papan klip. Pesan Hello, World! akan muncul, beserta kolom Hostname. Hostname sesuai dengan salah satu dari ketiga Pod hello-app yang menyalurkan permintaan HTTP Anda ke browser.

Men-deploy versi baru hello-app

Di bagian ini, Anda akan mengupgrade hello-app ke versi baru dengan membuat dan men-deploy image Docker baru ke cluster GKE.

Fitur update berkelanjutan Kubernetes memungkinkan Anda mengupdate Deployment tanpa periode nonaktif. Selama update berkelanjutan, cluster GKE Anda secara bertahap mengganti Pod hello-app yang ada dengan Pod yang berisi image Docker untuk versi baru. Selama update, layanan load balancer hanya merutekan traffic ke Pod yang tersedia.

1. Kembali ke Cloud Shell, tempat Anda telah meng-clone kode sumber hello-app dan Dockerfile. Update fungsi hello() dalam file main.go untuk melaporkan versi baru 2.0.0.

2. Buat dan beri tag image Docker hello-app yang baru.

   docker build -t REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2 .
   

3. Kirim image ke Artifact Registry.

   docker push REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
   

Sekarang Anda siap mengupdate Deployment Kubernetes hello-app untuk menggunakan image Docker baru.

Catatan: Karena Anda telah membuat HorizontalPodAutoscaler sebelumnya, jumlah Pod hello-app yang berjalan di bagian ini mungkin kurang dari tiga Pod yang awalnya di-deploy. Cluster GKE Anda mungkin telah menurunkan jumlah Pod berdasarkan penggunaan CPU yang rendah.

Cloud Shell

1. Terapkan update berkelanjutan ke Deployment hello-app yang ada dengan update image menggunakan perintah kubectl set image:

   kubectl set image deployment/hello-app hello-app=REGION-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/hello-repo/hello-app:v2
   

2. Lihat Pod aktif yang menjalankan image v1 berhenti, dan Pod baru yang menjalankan image v2 dimulai.

   watch kubectl get pods
   

   Output:

   NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   hello-app-89dc45f48-5bzqp   1/1     Running   0          2m42s
   hello-app-89dc45f48-scm66   1/1     Running   0          2m40s
   

3. Di tab terpisah, buka kembali IP Eksternal hello-app-service. Sekarang Anda akan melihat Version ditetapkan ke 2.0.0.

Konsol

1. Buka halaman Workloads di konsol Google Cloud .

   Buka Workloads

2. Klik hello-app.

3. Di halaman Deployment details, klik Actions > Rolling update.

4. Pada dialog Rolling update, tetapkan kolom Image of hello-app ke REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/hello-repo/hello-app:v2.

5. Klik Update.

6. Di halaman Deployment details, periksa bagian Active Revisions. Sekarang Anda akan melihat dua Revisi, 1 dan 2. Revisi 1 terkait dengan Deployment awal yang Anda buat sebelumnya. Revisi 2 adalah update berkelanjutan yang baru saja Anda mulai.

7. Setelah beberapa saat, muat ulang halaman. Di bawah Managed pods, semua replika hello-app kini terkait dengan Revisi 2.

8. Di tab terpisah, buka lagi alamat IP Service yang tadi Anda salin. Version harus 2.0.0..