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Kubernetesマニフェストジェネレーター

Deployment、Service、ConfigMap、Secret、PersistentVolumeClaimを含む本番環境対応のKubernetesマニフェスト作成のためのステップバイステップガイダンス。

目的

このスキルは、クラウドネイティブのベストプラクティスとKubernetes規約に従った、適切に構造化され、安全で、本番環境対応のKubernetesマニフェストを生成するための包括的なガイダンスを提供します。

このスキルを使用する場面

このスキルは以下の場合に使用します：

• 新しいKubernetes Deploymentマニフェストの作成
• ネットワーク接続用のServiceリソースの定義
• 構成管理用のConfigMapとSecretリソースの生成
• ステートフルワークロード用のPersistentVolumeClaimマニフェストの作成
• Kubernetesのベストプラクティスと命名規則に従う
• リソース制限、ヘルスチェック、セキュリティコンテキストの実装
• マルチ環境デプロイメント用のマニフェスト設計

ステップバイステップのワークフロー

1. 要件の収集

ワークロードを理解する:

• アプリケーションタイプ（ステートレス/ステートフル）
• コンテナイメージとバージョン
• 環境変数と構成のニーズ
• ストレージ要件
• ネットワーク露出要件（内部/外部）
• リソース要件（CPU、メモリ）
• スケーリング要件
• ヘルスチェックエンドポイント

質問事項:

• アプリケーション名と目的は何ですか？
• 使用するコンテナイメージとタグは何ですか？
• アプリケーションは永続ストレージが必要ですか？
• アプリケーションが公開するポートは何ですか？
• 必要なシークレットや構成ファイルはありますか？
• CPUとメモリの要件は何ですか？
• アプリケーションを外部に公開する必要がありますか？

2. Deploymentマニフェストの作成

この構造に従います:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: <app-name>
  namespace: <namespace>
  labels:
    app: <app-name>
    version: <version>
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: <app-name>
  template:
    metadata:
      labels:
        app: <app-name>
        version: <version>
    spec:
      containers:
      - name: <container-name>
        image: <image>:<tag>
        ports:
        - containerPort: <port>
          name: http
        resources:
          requests:
            memory: "256Mi"
            cpu: "250m"
          limits:
            memory: "512Mi"
            cpu: "500m"
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /health
            port: http
          initialDelaySeconds: 30
          periodSeconds: 10
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /ready
            port: http
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 5
        env:
        - name: ENV_VAR
          value: "value"
        envFrom:
        - configMapRef:
            name: <app-name>-config
        - secretRef:
            name: <app-name>-secret

適用するベストプラクティス:

• 常にリソースのrequestsとlimitsを設定
• livenessとreadinessプローブの両方を実装
• 特定のイメージタグを使用（決して:latestを使用しない）
• 非rootユーザー用のセキュリティコンテキストを適用
• 組織と選択にラベルを使用
• 可用性ニーズに基づいて適切なレプリカ数を設定

参考: 詳細なデプロイメントオプションについては references/deployment-spec.md を参照してください

3. Serviceマニフェストの作成

適切なServiceタイプを選択:

ClusterIP（内部のみ）:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: <app-name>
  namespace: <namespace>
  labels:
    app: <app-name>
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: <app-name>
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080
    protocol: TCP

LoadBalancer（外部アクセス）:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: <app-name>
  namespace: <namespace>
  labels:
    app: <app-name>
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: nlb
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: <app-name>
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080
    protocol: TCP

参考: サービスタイプとネットワーキングについては references/service-spec.md を参照してください

4. ConfigMapの作成

アプリケーション構成用:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: <app-name>-config
  namespace: <namespace>
data:
  APP_MODE: production
  LOG_LEVEL: info
  DATABASE_HOST: db.example.com
  # 構成ファイル用
  app.properties: |
    server.port=8080
    server.host=0.0.0.0
    logging.level=INFO

ベストプラクティス:

• ConfigMapは機密でないデータのみに使用
• 関連する構成をまとめて整理
• キーに意味のある名前を使用
• コンポーネントごとに1つのConfigMapの使用を検討
• 変更時にConfigMapをバージョン管理

参考: 例については assets/configmap-template.yaml を参照してください

5. Secretの作成

機密データ用:

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: <app-name>-secret
  namespace: <namespace>
type: Opaque
stringData:
  DATABASE_PASSWORD: "changeme"
  API_KEY: "secret-api-key"
  # 証明書ファイル用
  tls.crt: |
    -----BEGIN CERTIFICATE-----
    ...
    -----END CERTIFICATE-----
  tls.key: |
    -----BEGIN PRIVATE KEY-----
    ...
    -----END PRIVATE KEY-----

セキュリティ上の考慮事項:

• 平文のシークレットをGitにコミットしない
• Sealed Secrets、External Secrets Operator、またはVaultを使用
• シークレットを定期的にローテーション
• RBACを使用してシークレットアクセスを制限
• TLSシークレットにはSecretタイプ: kubernetes.io/tlsの使用を検討

6. PersistentVolumeClaimの作成（必要な場合）

ステートフルアプリケーション用:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: <app-name>-data
  namespace: <namespace>
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  storageClassName: gp3
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

Deploymentにマウント:

spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: app
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/app
      volumes:
      - name: data
        persistentVolumeClaim:
          claimName: <app-name>-data

ストレージの考慮事項:

• パフォーマンスニーズに適したStorageClassを選択
• 単一Pod アクセスにはReadWriteOnceを使用
• マルチPod共有ストレージにはReadWriteManyを使用
• バックアップ戦略を検討
• 適切な保持ポリシーを設定

7. セキュリティベストプラクティスの適用

Deploymentにセキュリティコンテキストを追加:

spec:
  template:
    spec:
      securityContext:
        runAsNonRoot: true
        runAsUser: 1000
        fsGroup: 1000
        seccompProfile:
          type: RuntimeDefault
      containers:
      - name: app
        securityContext:
          allowPrivilegeEscalation: false
          readOnlyRootFilesystem: true
          capabilities:
            drop:
            - ALL

セキュリティチェックリスト:

• 非rootユーザーとして実行
• すべてのケーパビリティをドロップ
• 読み取り専用ルートファイルシステムを使用
• 特権昇格を無効化
• seccompプロファイルを設定
• Pod Security Standardsを使用

8. ラベルとアノテーションの追加

標準ラベル（推奨）:

metadata:
  labels:
    app.kubernetes.io/name: <app-name>
    app.kubernetes.io/instance: <instance-name>
    app.kubernetes.io/version: "1.0.0"
    app.kubernetes.io/component: backend
    app.kubernetes.io/part-of: <system-name>
    app.kubernetes.io/managed-by: kubectl

有用なアノテーション:

metadata:
  annotations:
    description: "アプリケーションの説明"
    contact: "team@example.com"
    prometheus.io/scrape: "true"
    prometheus.io/port: "9090"
    prometheus.io/path: "/metrics"

9. マルチリソースマニフェストの整理

ファイル整理オプション:

オプション1: ---区切り文字付きの単一ファイル

# app-name.yaml
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
...
---
apiVersion: v1
kind: Secret
...
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
...
---
apiVersion: v1
kind: Service
...

オプション2: 個別ファイル

manifests/
├── configmap.yaml
├── secret.yaml
├── deployment.yaml
├── service.yaml
└── pvc.yaml

オプション3: Kustomize構造

base/
├── kustomization.yaml
├── deployment.yaml
├── service.yaml
└── configmap.yaml
overlays/
├── dev/
│   └── kustomization.yaml
└── prod/
    └── kustomization.yaml

10. 検証とテスト

検証ステップ:

# ドライラン検証
kubectl apply -f manifest.yaml --dry-run=client

# サーバーサイド検証
kubectl apply -f manifest.yaml --dry-run=server

# kubevalで検証
kubeval manifest.yaml

# kube-scoreで検証
kube-score score manifest.yaml

# kube-linterでチェック
kube-linter lint manifest.yaml

テストチェックリスト:

• マニフェストがドライラン検証をパス
• すべての必須フィールドが存在
• リソース制限が適切
• ヘルスチェックが構成済み
• セキュリティコンテキストが設定済み
• ラベルが規約に従っている
• 名前空間が存在するか作成される

共通パターン

パターン1: シンプルなステートレスWebアプリケーション

ユースケース: 標準のWeb APIまたはマイクロサービス

必要なコンポーネント:

• Deployment（HA用に3レプリカ）
• ClusterIP Service
• 構成用のConfigMap
• APIキー用のSecret
• HorizontalPodAutoscaler（オプション）

参考: assets/deployment-template.yaml を参照してください

パターン2: ステートフルデータベースアプリケーション

ユースケース: データベースまたは永続ストレージアプリケーション

必要なコンポーネント:

• StatefulSet（Deploymentではなく）
• ヘッドレスService
• PersistentVolumeClaimテンプレート
• DB構成用のConfigMap
• 認証情報用のSecret

パターン3: バックグラウンドジョブまたはCron

ユースケース: スケジュールされたタスクまたはバッチ処理

必要なコンポーネント:

• CronJobまたはJob
• ジョブパラメータ用のConfigMap
• 認証情報用のSecret
• RBAC付きのServiceAccount

パターン4: マルチコンテナPod

ユースケース: サイドカーコンテナを持つアプリケーション

必要なコンポーネント:

• 複数コンテナを持つDeployment
• コンテナ間の共有ボリューム
• セットアップ用のInitコンテナ
• Service（必要な場合）

テンプレート

以下のテンプレートはassets/ディレクトリで利用可能です：

• deployment-template.yaml - ベストプラクティス付きの標準デプロイメント
• service-template.yaml - サービス構成（ClusterIP、LoadBalancer、NodePort）
• configmap-template.yaml - 異なるデータタイプのConfigMap例
• secret-template.yaml - Secret例（生成、コミットされない）
• pvc-template.yaml - PersistentVolumeClaimテンプレート

リファレンスドキュメント

• references/deployment-spec.md - 詳細なDeployment仕様
• references/service-spec.md - Serviceタイプとネットワーキング詳細

ベストプラクティスのまとめ

1. 常にリソースのrequestsとlimitsを設定 - リソース枯渇を防止
2. ヘルスチェックを実装 - Kubernetesがアプリケーションを管理できるようにする
3. 特定のイメージタグを使用 - 予測不能なデプロイメントを回避
4. セキュリティコンテキストを適用 - 非rootで実行、ケーパビリティをドロップ
5. ConfigMapとSecretsを使用 - 構成とコードを分離
6. すべてにラベルを付ける - フィルタリングと組織化を可能にする
7. 命名規則に従う - 標準のKubernetesラベルを使用
8. 適用前に検証 - ドライランと検証ツールを使用
9. マニフェストをバージョン管理 - バージョン管理付きのGitで保管
10. アノテーションでドキュメント化 - 他の開発者のためのコンテキストを追加

トラブルシューティング

Podが起動しない:

• イメージプルエラーをチェック: kubectl describe pod <pod-name>
• リソースの可用性を確認: kubectl get nodes
• イベントをチェック: kubectl get events --sort-by='.lastTimestamp'

Serviceにアクセスできない:

• セレクタがPodラベルと一致するか確認: kubectl get endpoints <service-name>
• サービスタイプとポート構成をチェック
• クラスタ内からテスト: kubectl run debug --rm -it --image=busybox -- sh

ConfigMap/Secretがロードされない:

• Deployment内の名前が一致するか確認
• 名前空間をチェック
• リソースが存在するか確認: kubectl get configmap,secret

次のステップ

マニフェスト作成後：

1. Gitリポジトリに保存
2. デプロイメント用のCI/CDパイプラインをセットアップ
3. テンプレート化にHelmまたはKustomizeの使用を検討
4. ArgoCDまたはFluxでGitOpsを実装
5. モニタリングとオブザーバビリティを追加

関連スキル

• helm-chart-scaffolding - テンプレート化とパッケージング用
• gitops-workflow - 自動デプロイメント用
• k8s-security-policies - 高度なセキュリティ構成用