Tutorial: esegui il deployment di una VM esistente in un cluster utilizzando il runtime VM su GDC


Questo documento fornisce una guida passo passo per il deployment di un carico di lavoro basato su macchine virtuali (VM) in un'installazione di Google Distributed Cloud (solo software) su bare metal utilizzando VM Runtime su GDC. Il workload utilizzato in questa guida è l'applicazione point of sale di esempio. Questa applicazione rappresenta un tipico terminale POS che viene eseguito su hardware on-premise in un negozio al dettaglio.

In questo documento, esegui la migrazione di questa applicazione da una VM a un cluster e accedi al frontend web dell'applicazione. Per eseguire la migrazione di una VM esistente nel cluster, devi prima creare un'immagine disco della VM. Dopodiché, l'immagine deve essere ospitata in un repository a cui il cluster può accedere. Infine, l'URL di questa immagine può essere utilizzato per creare la VM. VM Runtime su GDC prevede che le immagini siano in formato qcow2. Se fornisci un tipo di immagine diverso, questa viene convertita automaticamente nel formato qcow2. Per evitare conversioni ripetitive e per consentire il riutilizzo, puoi convertire un'immagine del disco virtuale e ospitare l'immagine qcow2.

Questo documento utilizza un'immagine pre-preparata di un'istanza VM di Compute Engine in cui il workload viene eseguito come servizio systemd. Puoi seguire gli stessi passaggi per eseguire il deployment della tua applicazione.

Obiettivi

Prima di iniziare

Per completare questo documento, hai bisogno delle seguenti risorse:

  • Accesso a un cluster bare metal versione 1.12.0 o successive creato seguendo la guida Installazione con bilanciamento del carico manuale. Questo documento configura le risorse di rete in modo da poter accedere al carico di lavoro in esecuzione all'interno della VM tramite un browser. Se non hai bisogno di questo comportamento, puoi seguire questo documento utilizzando qualsiasi installazione di Google Distributed Cloud su bare metal.
  • Una workstation che soddisfi i seguenti requisiti:
    • Ha accesso al tuo cluster utilizzando l'interfaccia a riga di comando bmctl.
    • Ha accesso al tuo cluster utilizzando l'interfaccia a riga di comando kubectl.

Abilita il runtime delle VM su GDC e installa il plug-in virtctl

La definizione di risorsa personalizzata del runtime delle VM su GDC fa parte di tutti i cluster bare metal a partire dalla versione 1.10. Un'istanza della risorsa personalizzata VMRuntime viene creata automaticamente al momento dell'installazione. Tuttavia, è disattivato per impostazione predefinita.

  1. Attiva il runtime delle VM su GDC:

    sudo bmctl enable vmruntime --kubeconfig KUBECONFIG_PATH
    
    • KUBECONFIG_PATH: percorso del file kubeconfig del cluster utente.
  2. Verifica che VMRuntime sia abilitato:

    kubectl wait --for=jsonpath='{.status.ready}'=true vmruntime vmruntime
    

    Potrebbero essere necessari alcuni minuti prima che VMRuntime sia pronto. Se non è pronto, controlla più volte con brevi ritardi. L'output dell'esempio seguente mostra che VMRuntime è pronto:

    vmruntime.vm.cluster.gke.io/vmruntime condition met
    
  3. Installa il plug-in virtctl per kubectl:

    sudo -E bmctl install virtctl
    

    Il seguente output di esempio mostra che la procedura di installazione del plug-in virtctl è stata completata:

    Please check the logs at bmctl-workspace/log/install-virtctl-20220831-182135/install-virtctl.log
    [2022-08-31 18:21:35+0000] Install virtctl succeeded
    
  4. Verifica l'installazione del plug-in virtctl:

    kubectl virt
    

    L'output di esempio seguente mostra che il plug-in virtctl è disponibile per l'utilizzo con kubectl:

    Available Commands:
      addvolume         add a volume to a running VM
      completion        generate the autocompletion script for the specified shell
      config            Config subcommands.
      console           Connect to a console of a virtual machine instance.
      create            Create subcommands.
      delete            Delete  subcommands.
    ...
    

Esegui il deployment del carico di lavoro basato su VM

Quando esegui il deployment di una VM in un'installazione di Google Distributed Cloud (solo software) su bare metal, VM Runtime su GDC prevede un'immagine VM. Questa immagine funge da disco di avvio per la VM di cui è stato eseguito il deployment.

In questo tutorial, esegui la migrazione di un workload basato su VM Compute Engine in un cluster. Questa VM di Compute Engine è stata creata e l'applicazione di esempio per il punto vendita (POS) è stata configurata per essere eseguita come servizio systemd. È stata creata un'immagine del disco di questa VM insieme al carico di lavoro dell'applicazione PoS in Google Cloud. Questa immagine è stata poi esportata in un bucket Cloud Storage come immagine qcow2. Utilizzerai questa immagine qcow2 pre-preparata nei passaggi successivi.

Il codice sorgente in questo documento è disponibile nel repository GitHub anthos-samples. Utilizza le risorse di questo repository per completare i passaggi successivi.

  1. Esegui il deployment di un StatefulSet MySQL. L'applicazione point of sale prevede di connettersi a un database MySQL per archiviare l'inventario e i dati di pagamento. Il repository Point of Sale contiene un file manifest di esempio che esegue il deployment di un StatefulSet MySQL, configura un ConfigMap associato e un Service Kubernetes. ConfigMap definisce le credenziali per l'istanza MySQL, che sono le stesse credenziali trasmesse all'applicazione del punto vendita.

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/point-of-sale/main/k8-manifests/common/mysql-db.yaml
    
  2. Esegui il deployment del carico di lavoro della VM utilizzando l'immagine qcow2 preparata in precedenza:

    kubectl virt create vm pos-vm \
        --boot-disk-size=80Gi \
        --memory=4Gi \
        --vcpu=2 \
        --image=https://storage.googleapis.com/pos-vm-images/pos-vm.qcow2
    

    Questo comando crea un file YAML denominato come la VM (google-virtctl/pos-vm.yaml). Puoi esaminare il file per visualizzare la definizione di VirtualMachine e VirtualMachineDisk. Invece di utilizzare il plug-in virtctl, avresti potuto eseguire il deployment del carico di lavoro della VM utilizzando definizioni del modello di risorse Kubernetes (KRM), come mostrato nel file YAML creato.

    Quando il comando viene eseguito correttamente, produce un output come il seguente esempio che spiega le diverse risorse create:

    Constructing manifest for vm "pos-vm":
    Manifest for vm "pos-vm" is saved to /home/tfadmin/google-virtctl/pos-vm.yaml
    Applying manifest for vm "pos-vm"
    Created gvm "pos-vm"
    
  3. Controlla lo stato di creazione della VM.

    La risorsa VirtualMachine è identificata dalla risorsa vm.cluster.gke.io/v1.VirtualMachine nel runtime delle VM su GDC. La forma abbreviata è gvm.

    Quando crei una VM, vengono create le seguenti due risorse:

    • Un VirtualMachineDisk è il disco permanente in cui vengono importati i contenuti dell'immagine VM.
    • Una VirtualMachine è l'istanza VM stessa. DataVolume viene montato in VirtualMachine prima dell'avvio della VM.

    Controlla lo stato di VirtualMachineDisk. VirtualMachineDisk crea internamente una risorsa DataVolume. L'immagine VM viene importata nel DataVolume montato nella VM:

    kubectl get datavolume
    

    L'output di esempio seguente mostra l'inizio dell'importazione dell'immagine:

    NAME              PHASE             PROGRESS   RESTARTS   AGE
    pos-vm-boot-dv    ImportScheduled   N/A                   8s
    
  4. Controlla lo stato di VirtualMachine. VirtualMachine si trova nello stato Provisioning finché DataVolume non viene importato completamente:

    kubectl get gvm
    

    L'output di esempio seguente mostra il provisioning di VirtualMachine:

    NAME      STATUS         AGE     IP
    pos-vm    Provisioning   1m
    
  5. Attendi che l'immagine VM venga importata completamente in DataVolume. Continua a monitorare l'avanzamento dell'importazione dell'immagine:

    kubectl get datavolume -w
    

    Il seguente output di esempio mostra l'importazione dell'immagine del disco:

    NAME              PHASE              PROGRESS   RESTARTS   AGE
    pos-vm-boot-dv   ImportInProgress   0.00%                 14s
    ...
    ...
    pos-vm-boot-dv   ImportInProgress   0.00%                 31s
    pos-vm-boot-dv   ImportInProgress   1.02%                 33s
    pos-vm-boot-dv   ImportInProgress   1.02%                 35s
    ...
    

    Al termine dell'importazione e dopo la creazione di DataVolume, il seguente output di esempio mostra PHASE di Succeeded :

    kubectl get datavolume
    
    NAME              PHASE             PROGRESS   RESTARTS   AGE
    pos-vm-boot-dv    Succeeded         100.0%                14m18s
    
  6. Verifica che VirtualMachine sia stato creato correttamente:

    kubectl get gvm
    

    Se la creazione è riuscita, STATUS mostra RUNNING, come mostrato nell'esempio seguente, insieme all'indirizzo IP della VM:

    NAME      STATUS    AGE     IP
    pos-vm    Running   40m     192.168.3.250
    

Connettiti alla VM e controlla lo stato dell'applicazione

L'immagine utilizzata per la VM include l'applicazione di esempio per il punto vendita. L'applicazione è configurata per avviarsi automaticamente all'avvio come servizio systemd. Puoi visualizzare i file di configurazione dei servizi systemd nella directory pos-systemd-services.

  1. Connettiti alla console VM. Esegui questo comando e premi Invio⏎ dopo aver visualizzato il messaggio Successfully connected to pos-vm…:

    kubectl virt console pos-vm
    

    Questo comando produce il seguente output di esempio che ti chiede di inserire i dettagli di accesso:

    Successfully connected to pos-vm console. The escape sequence is ^]
    
    pos-from-public-image login:
    

    Utilizza l'account utente e la password seguenti. Questo account è stato configurato all'interno della VM originale da cui è stata creata l'immagine per il runtime delle VM su GDC VirtualMachine.

    • Nome utente di accesso: abmuser
    • Password: abmworks
  2. Controlla lo stato dei servizi dell'applicazione point of sale. L'applicazione per il punto vendita include tre servizi: API, Inventario e Pagamenti. Tutti questi servizi vengono eseguiti come servizi di sistema.

    I tre servizi sono tutti connessi tra loro tramite localhost. Tuttavia, l'applicazione si connette al database MySQL utilizzando un servizio Kubernetes mysql-db creato nel passaggio precedente. Questo comportamento significa che la VM è connessa automaticamente alla stessa rete di Pods e Services, consentendo una comunicazione senza interruzioni tra i carichi di lavoro delle VM e altre applicazioni containerizzate. Non devi fare nulla di speciale per rendere raggiungibile il Services Kubernetes dalle VM di cui è stato eseguito il deployment utilizzando il runtime VM su GDC.

    sudo systemctl status pos*
    

    L'output di esempio seguente mostra lo stato dei tre servizi e del servizio di sistema root, pos.service:

     pos_payments.service - Payments service of the Point of Sale Application
        Loaded: loaded (/etc/systemd/system/pos_payments.service; enabled; vendor >
        Active: active (running) since Tue 2022-06-21 18:55:30 UTC; 1h 10min ago
      Main PID: 750 (payments.sh)
          Tasks: 27 (limit: 4664)
        Memory: 295.1M
        CGroup: /system.slice/pos_payments.service
                ├─750 /bin/sh /pos/scripts/payments.sh
                └─760 java -jar /pos/jars/payments.jar --server.port=8083 pos_inventory.service - Inventory service of the Point of Sale Application
        Loaded: loaded (/etc/systemd/system/pos_inventory.service; enabled; vendor>
        Active: active (running) since Tue 2022-06-21 18:55:30 UTC; 1h 10min ago
      Main PID: 749 (inventory.sh)
          Tasks: 27 (limit: 4664)
        Memory: 272.6M
        CGroup: /system.slice/pos_inventory.service
                ├─749 /bin/sh /pos/scripts/inventory.sh
                └─759 java -jar /pos/jars/inventory.jar --server.port=8082 pos.service - Point of Sale Application
        Loaded: loaded (/etc/systemd/system/pos.service; enabled; vendor preset: e>
        Active: active (exited) since Tue 2022-06-21 18:55:30 UTC; 1h 10min ago
      Main PID: 743 (code=exited, status=0/SUCCESS)
          Tasks: 0 (limit: 4664)
        Memory: 0B
        CGroup: /system.slice/pos.service
    
    Jun 21 18:55:30 pos-vm systemd[1]: Starting Point of Sale Application...
    Jun 21 18:55:30 pos-vm systemd[1]: Finished Point of Sale Application.
    
    ● pos_apiserver.service - API Server of the Point of Sale Application
        Loaded: loaded (/etc/systemd/system/pos_apiserver.service; enabled; vendor>
        Active: active (running) since Tue 2022-06-21 18:55:31 UTC; 1h 10min ago
      Main PID: 751 (api-server.sh)
          Tasks: 26 (limit: 4664)
        Memory: 203.1M
        CGroup: /system.slice/pos_apiserver.service
                ├─751 /bin/sh /pos/scripts/api-server.sh
                └─755 java -jar /pos/jars/api-server.jar --server.port=8081
    
  3. Esci dalla VM. Per uscire dalla connessione alla console, utilizza la sequenza di escape ^] premendo Ctrl + ].

Accedi al carico di lavoro basato su VM

Se il cluster è stato configurato seguendo la guida Installazione con bilanciatore del carico manuale, è già stata creata una risorsa Ingress denominata pos-ingress. Questa risorsa instrada il traffico dall'indirizzo IP esterno del bilanciatore del carico in entrata al servizio del server API dell'applicazione di esempio per il punto vendita.

  1. Se il tuo cluster non dispone di questa risorsa Ingress, creala applicando il seguente manifest:

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/anthos-samples/main/anthos-bm-gcp-terraform/resources/manifests/pos-ingress.yaml
    
    apiVersion: networking.k8s.io/v1
    kind: Ingress
    metadata:
      name: pos-ingress
    spec:
      rules:
      - http:
          paths:
          - path: /
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: api-server-svc
                port:
                  number: 8080
  2. Crea un servizio Kubernetes Service che instrada il traffico alla VM. La risorsa Ingress indirizza il traffico a questo Service:

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/anthos-samples/main/anthos-vmruntime/pos-service.yaml
    

    Il seguente output di esempio conferma la creazione di un servizio:

    service/api-server-svc created
    
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: api-server-svc
    spec:
      selector:
        kubevirt/vm: pos-vm
      ports:
      - protocol: TCP
        port: 8080
        targetPort: 8081
  3. Recupera l'indirizzo IP esterno del bilanciatore del carico Ingress. Il bilanciatore del carico Ingress instrada il traffico in base alle regole delle risorse Ingress. Hai già una regola pos-ingress per inoltrare le richieste al server API Service. Questo Service inoltra le richieste alla VM:

    INGRESS_IP=$(kubectl get ingress/pos-ingress -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
    echo $INGRESS_IP
    

    L'output di esempio seguente mostra l'indirizzo IP del bilanciatore del carico Ingress:

    172.29.249.159 # you might have a different IP address
    
  4. Accedi all'applicazione utilizzando l'indirizzo IP del bilanciatore del carico Ingress in un browser. I seguenti screenshot di esempio mostrano il chiosco del punto vendita con due articoli. Puoi fare clic sugli articoli, più di una volta se vuoi ordinarne più di uno, e inserire un ordine con il pulsante Paga. Questa esperienza mostra che hai eseguito correttamente il deployment di un carico di lavoro basato su VM in un cluster utilizzando VM Runtime su GDC.

Interfaccia utente dell'applicazione point of sale
UI dell'applicazione per il punto vendita (fai clic sull'immagine per ingrandirla)

Esegui la pulizia

Puoi eliminare tutte le risorse create in questo tutorial o solo la VM e conservare le risorse riutilizzabili. Elimina una VM spiega in dettaglio le opzioni disponibili.

Elimina tutto

  • Elimina VM Runtime su GDC VirtualMachine insieme a tutte le risorse:

    kubectl virt delete vm pos-vm --all
    

    L'output di esempio riportato di seguito conferma l'eliminazione:

    vm "pos-vm" used the following resources: 
        gvm: pos-vm
        VirtualMachineDisk: pos-vm-boot-dv
    Start deleting the resources:
        Deleted gvm "pos-vm".
        Deleted VirtualMachineDisk "pos-vm-boot-dv".
    

Elimina solo la VM

  • L'eliminazione della sola VM conserva il VirtualMachineDisk creato. Ciò consente il riutilizzo di questa immagine VM e fa risparmiare tempo per l'importazione dell'immagine durante la creazione di una nuova VM.

    kubectl virt delete vm pos-vm
    

    L'output di esempio riportato di seguito conferma l'eliminazione:

    vm "pos-vm" used the following resources: 
        gvm: pos-vm
        VirtualMachineDisk: pos-vm-boot-dv
    Start deleting the resources:
        Deleted gvm "pos-vm".
    

Passaggi successivi

  • La VM originale utilizzata in questa guida è un'istanza Compute Engine che esegue Ubuntu 20.04 LTS. L'immagine di questa VM è accessibile pubblicamente tramite il bucket Cloud Storage pos-vm-images. Per ulteriori informazioni su come è stata configurata la VM e su come è stata creata la relativa immagine, consulta le istruzioni nel repository del punto vendita.
  • Quando crei una VM in un cluster utilizzando il comando kubectl virt create vm pos-vm, viene creato un file YAML denominato come la VM (google-virtctl/pos-vm.yaml). Puoi esaminare il file per visualizzare la definizione di VirtualMachine e VirtualMachineDisk. Anziché utilizzare il plug-in virtctl, puoi eseguire il deployment di una VM utilizzando le definizioni KRM come mostrato nel file YAML creato.