Дипломный практикум в Yandex.Cloud

• Цели:
• Этапы выполнения:
  • Создание облачной инфраструктуры
  • Создание Kubernetes кластера
  • Создание тестового приложения
  • Подготовка cистемы мониторинга и деплой приложения
  • Установка и настройка CI/CD
• Что необходимо для сдачи задания?
• Как правильно задавать вопросы дипломному руководителю?

Перед началом работы над дипломным заданием изучите Инструкция по экономии облачных ресурсов.

---

Цели:

1. Подготовить облачную инфраструктуру на базе облачного провайдера Яндекс.Облако.
2. Запустить и сконфигурировать Kubernetes кластер.
3. Установить и настроить систему мониторинга.
4. Настроить и автоматизировать сборку тестового приложения с использованием Docker-контейнеров.
5. Настроить CI для автоматической сборки и тестирования.
6. Настроить CD для автоматического развёртывания приложения.

---

Этапы выполнения:

Создание облачной инфраструктуры

Для начала необходимо подготовить облачную инфраструктуру в ЯО при помощи Terraform.

Особенности выполнения:

• Бюджет купона ограничен, что следует иметь в виду при проектировании инфраструктуры и использовании ресурсов; Для облачного k8s используйте региональный мастер(неотказоустойчивый). Для self-hosted k8s минимизируйте ресурсы ВМ и долю ЦПУ. В обоих вариантах используйте прерываемые ВМ для worker nodes.

Предварительная подготовка к установке и запуску Kubernetes кластера.

1. Создайте сервисный аккаунт, который будет в дальнейшем использоваться Terraform для работы с инфраструктурой с необходимыми и достаточными правами. Не стоит использовать права суперпользователя
2. Подготовьте backend для Terraform:
   а. Рекомендуемый вариант: S3 bucket в созданном ЯО аккаунте(создание бакета через TF) б. Альтернативный вариант: Terraform Cloud
3. Создайте конфигурацию Terrafrom, используя созданный бакет ранее как бекенд для хранения стейт файла. Конфигурации Terraform для создания сервисного аккаунта и бакета и основной инфраструктуры следует сохранить в разных папках.
4. Создайте VPC с подсетями в разных зонах доступности.
5. Убедитесь, что теперь вы можете выполнить команды terraform destroy и terraform apply без дополнительных ручных действий.
6. В случае использования Terraform Cloud в качестве backend убедитесь, что применение изменений успешно проходит, используя web-интерфейс Terraform cloud.

Ожидаемые результаты:

1. Terraform сконфигурирован и создание инфраструктуры посредством Terraform возможно без дополнительных ручных действий, стейт основной конфигурации сохраняется в бакете или Terraform Cloud
2. Полученная конфигурация инфраструктуры является предварительной, поэтому в ходе дальнейшего выполнения задания возможны изменения.

---

Создание Kubernetes кластера

На этом этапе необходимо создать Kubernetes кластер на базе предварительно созданной инфраструктуры. Требуется обеспечить доступ к ресурсам из Интернета.

Это можно сделать двумя способами:

1. Рекомендуемый вариант: самостоятельная установка Kubernetes кластера.
   а. При помощи Terraform подготовить как минимум 3 виртуальных машины Compute Cloud для создания Kubernetes-кластера. Тип виртуальной машины следует выбрать самостоятельно с учётом требовании к производительности и стоимости. Если в дальнейшем поймете, что необходимо сменить тип инстанса, используйте Terraform для внесения изменений.
   б. Подготовить ansible конфигурации, можно воспользоваться, например Kubespray
   в. Задеплоить Kubernetes на подготовленные ранее инстансы, в случае нехватки каких-либо ресурсов вы всегда можете создать их при помощи Terraform.
2. Альтернативный вариант: воспользуйтесь сервисом Yandex Managed Service for Kubernetes
   а. С помощью terraform resource для kubernetes создать региональный мастер kubernetes с размещением нод в разных 3 подсетях
   б. С помощью terraform resource для kubernetes node group

Ожидаемый результат:

1. Работоспособный Kubernetes кластер.
2. В файле ~/.kube/config находятся данные для доступа к кластеру.
3. Команда kubectl get pods --all-namespaces отрабатывает без ошибок.

---

Создание тестового приложения

Для перехода к следующему этапу необходимо подготовить тестовое приложение, эмулирующее основное приложение разрабатываемое вашей компанией.

Способ подготовки:

1. Рекомендуемый вариант:
   а. Создайте отдельный git репозиторий с простым nginx конфигом, который будет отдавать статические данные.
   б. Подготовьте Dockerfile для создания образа приложения.
2. Альтернативный вариант:
   а. Используйте любой другой код, главное, чтобы был самостоятельно создан Dockerfile.

Ожидаемый результат:

1. Git репозиторий с тестовым приложением и Dockerfile.
2. Регистри с собранным docker image. В качестве регистри может быть DockerHub или Yandex Container Registry, созданный также с помощью terraform.

---

Подготовка cистемы мониторинга и деплой приложения

Уже должны быть готовы конфигурации для автоматического создания облачной инфраструктуры и поднятия Kubernetes кластера.
Теперь необходимо подготовить конфигурационные файлы для настройки нашего Kubernetes кластера.

Цель:

1. Задеплоить в кластер prometheus, grafana, alertmanager, экспортер основных метрик Kubernetes.
2. Задеплоить тестовое приложение, например, nginx сервер отдающий статическую страницу.

Способ выполнения:

1. Воспользоваться пакетом kube-prometheus, который уже включает в себя Kubernetes оператор для grafana, prometheus, alertmanager и node_exporter. Альтернативный вариант - использовать набор helm чартов от bitnami.

2. Если на первом этапе вы не воспользовались Terraform Cloud, то задеплойте и настройте в кластере atlantis для отслеживания изменений инфраструктуры. Альтернативный вариант 3 задания: вместо Terraform Cloud или atlantis настройте на автоматический запуск и применение конфигурации terraform из вашего git-репозитория в выбранной вами CI-CD системе при любом комите в main ветку. Предоставьте скриншоты работы пайплайна из CI/CD системы.

Ожидаемый результат:

1. Git репозиторий с конфигурационными файлами для настройки Kubernetes.
2. Http доступ на 80 порту к web интерфейсу grafana.
3. Дашборды в grafana отображающие состояние Kubernetes кластера.
4. Http доступ на 80 порту к тестовому приложению.

---

Установка и настройка CI/CD

Осталось настроить ci/cd систему для автоматической сборки docker image и деплоя приложения при изменении кода.

Цель:

1. Автоматическая сборка docker образа при коммите в репозиторий с тестовым приложением.
2. Автоматический деплой нового docker образа.

Можно использовать teamcity, jenkins, GitLab CI или GitHub Actions.

Ожидаемый результат:

1. Интерфейс ci/cd сервиса доступен по http.
2. При любом коммите в репозиторие с тестовым приложением происходит сборка и отправка в регистр Docker образа.
3. При создании тега (например, v1.0.0) происходит сборка и отправка с соответствующим label в регистри, а также деплой соответствующего Docker образа в кластер Kubernetes.

---

Что необходимо для сдачи задания?

1. Репозиторий с конфигурационными файлами Terraform и готовность продемонстрировать создание всех ресурсов с нуля.
2. Пример pull request с комментариями созданными atlantis'ом или снимки экрана из Terraform Cloud или вашего CI-CD-terraform pipeline.
3. Репозиторий с конфигурацией ansible, если был выбран способ создания Kubernetes кластера при помощи ansible.
4. Репозиторий с Dockerfile тестового приложения и ссылка на собранный docker image.
5. Репозиторий с конфигурацией Kubernetes кластера.
6. Ссылка на тестовое приложение и веб интерфейс Grafana с данными доступа.
7. Все репозитории рекомендуется хранить на одном ресурсе (github, gitlab)