CyberAgent: How We Deployed Production Kubernetes Clusters on OpenStack without L3 Network / OpenStack seminar without L3 k8s LB

CyberAgent: How We Deployed Production Kubernetes Clusters on OpenStack without L3 Network

＠OpenStack最新情報セミナー 2017/11
CFPに落ちたが現地で話したかった俺の話

Transcript

1. CyberAgent: How We Deployed Production Kubernetes Clusters on OpenStack without L3 Network ＠OpenStack最新情報セミナー 2017/11 CFPに落ちたが現地で話したかった俺の話
2. 青山 真也 (Masaya Aoyama) 普段の主な仕事↓ 世界で 138 番目 https://adtech.cyberagent.io/techblog/ archives/3086
3. adtech studio のプライベートクラウド環境 ・OpenStack をベースとしたプライベートクラウド環境 ・Network のレイテンシが許容されないアドテクシステム そんな弊社にも Production で利用可能な GKE ライクなコンテナ基盤 AKE （Adtech Container Engine）
4. GKE が Google Kubernetes Engine に GKE = Google Container Engine AKE = Adtech Container Engine 参考: https://cloudplatform.googleblog.com/2017/11/introducing-Certified-Kubernetes-and-Google-Kubernetes-Engine.html?utm_source=feedburner&ut m_medium=feed&utm_campaign=Feed:+ClPlBl+(Cloud+Platform+Blog)
5. みなさん Kubernetes って どういう環境で利用されていますか？
6. L3 Network の機能が必要 LoadBalancer as a Service が必要 細かい設定が困難 成熟度が高くはない OpenStack 界隈の方々だと…
7. AKE の場合
8. Resource Group として作成し、スケーリング可能に 　Interface は別の Resource Group として作成し、 　Master 構築時に全 IP Address を利用（etcd など）
9. Heat の Custom Resource Plugins を自作 LoadBalancer を操作して VIP の払い出し （自動割当て機構を含む） 参考: https://adtech.cyberagent.io/techblog/archives/2594
10. Designate を使った簡易 DNS Round Robin クライアントからはクラスタ名だけで疎通可能になる　VIPが 必要な場合、CLI からopenstack stack show して 　取得する必要があるが、結構レスポンスが悪いので …
11. Kubernetes の OpenStack Integration 機能（後述）を 有効化する設定をした Kubernetes をデプロイ
12. 素の Kubernetes を構築した場合 ① Dynamic Persistent Volume Provisioning が使えない ◦ PVC の要求に応じて PV を動的に払い出す機能 3 GB の Persistent Volume 頂戴！ 5 GBの Persistent Volume あげる！ 5GB 10 GB 7 GB 事前に作成 事前に作成する手間、容量の無駄が発生しやすい
13. 素の Kubernetes を構築した場合 ① Dynamic Persistent Volume Provisioning が使えない ◦ PVC の要求に応じて PV を動的に払い出す機能 3 GB の Persistent Volume 頂戴！ 3 GBの Persistent Volume あげる！ 3 GB 欲しいって言われたから 作って渡そう 利用者の管理コストが低下
14. おいでおいで〜 …
15. 素の Kubernetes を構築した場合 ② type LoadBalancer Service が使えない ◦ クラスタ外 LoadBalancer を作成する機能
16. 別の手段: type NodePort の話 eth0: 10.0.0.1:34567 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 eth0: 10.0.0.2:34567
17. AKE 1.0 の構成 (NodePort + Metal LB) eth0: 10.0.0.1:34567 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 52.0.0.1:80 > 10.0.0.1:34567 > 10.0.0.2:34567 （別途登録が必要） eth0: 10.0.0.2:34567 SNAT + NAPT
18. AKE 1.0 の構成 (NodePort + Metal LB + (HAProxy)) VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer (+ HAProxy) External 52.0.0.1:80 > 10.0.0.1:34567 > 10.0.0.2:34567 （別途登録が必要） apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 eth0: 10.0.0.1:34567 eth0: 10.0.0.2:34567 SNAT + NAPT
19. This is a slide title ① SNAT, NAPT が必須な構成 ボトルネック or リソースが必要 ② 外部のコマンドでやってもらうの不便 自動 IP 払い出しとかも無い上、二度手間
20. おいでおいで〜 …
21. 機能の実現と Cloud Provider ① Dynamic Persistent Volume Provisioning • Kubernetes の Cloud Provider 連携機能を利用 • Persistent Volume Plugin (ScaleIO, Flusterfs) ② type LoadBalancer • Kubernetes の Cloud Provider 連携機能を利用 ◦ 純粋なベアメタル/VM で Cloud Provider 連携してない場合は？ ◦ OpenStack で LBaaS 機能を利用していない場合は？ ▪ Neutron L3 Agent、Octavia は未使用
22. Kubernetes の CoudProvider プラグイン CloudProvider プラグインには主に下記のようなものがあります • Routing • Host • Zone • BlockDevice • LoadBalancer (今回はここの話) （参考） インターフェースの一覧: pkg/cloudprovider/cloud.go OpenStack の場合、pkg/cloudprovider/providers/openstack/* 辺り
23. This is a slide title 今回は AKE の中でも、 LoadBalancer 周りの話をします。
24. Kubernetes の CloudProvider 連携機能（LBaaS） ① CloudProvider 連携で Neutron に LB の作成依頼 ② Octavia で LB を作成（LBaaS v1 は 1.8.0 で打ち切り）
25. This is a slide title Kubernetes の CloudProvider 連携機能（LBaaS） ① CloudProvider 連携で Neutron に LB の作成依頼 ② BIG-IP で LB を作成（多分プラグイン書けばいけるのかな…）
26. This is a slide title Kubernetes の CloudProvider 連携機能（LBaaS） ① Kubernetes の CloudProvider 連携のコードを変更して、 　 直接 BIG-IP を操作
27. This is a slide title ① 外部 LoadBalancer の操作 ② IP 払い出しの自動化
28. LoadBalancer 用の Interface GetLoadBalancer(clusterName string, service *v1.Service) 　・あまり変える部分はない EnsureLoadBalancer(clusterName string, service *v1.Service, nodes []*v1.Node) 　・LoadBalancer を作成する、IP の指定がない場合は自動アサイン UpdateLoadBalancer(clusterName string, service *v1.Service, nodes []*v1.Node) 　・LoadBalancer を更新する EnsureLoadBalancerDeleted(clusterName string, service *v1.Service) 　・LoadBalancer を削除する 大まかには上記 3 種類の Interface を実装してあげる形 渡ってくる構造体に必要な情報は大体揃っている service.Name service.Spec.LoadBalancerIP service.Spec.Ports[].Port service.Spec.Ports[].TargetPort nodes.[].Name
29. 今後オンプレにより求められるのは、 パブリッククラウドとのシームレスな統合 コンテナ環境だとなおさら移行し易い GKE > AKE　＆　AKE > GKE これでマルチクラウドでの展開も容易に
30. This is a slide title ちょっとまった Ingress ってのもいるよね？
31. おいでおいで〜 …
32. 残すところ Ingress HTTP LoadBalancer を提供する Ingress • GKE 様だと L7 GCLB 様がいらっしゃられる • それ以外は {nginx, nghttpx}-ingress-controller を使う ◦ ちょっと使い勝手が悪い、手間が多い、 GKE とは結構違う 現在 GKE Like に Ingress を使えるように controller を実装中。 • 12/1 の Kubernetes Advent Calender で公開予定
33. This is a slide title 付録
34. AKE 1.0 の構成 (NodePort + Metal LB) eth0: 10.0.0.1:34567 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 52.0.0.1:80 > 10.0.0.1:34567 > 10.0.0.2:34567 （cli で登録が必要） eth0: 10.0.0.2:34567
35. AKE 1.0 の構成 (NodePort + Metal LB + (HAProxy)) VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer (+ HAProxy) External 52.0.0.1:80 > 10.0.0.1:34567 > 10.0.0.2:34567 （cli で登録が必要） apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 eth0: 10.0.0.1:34567 eth0: 10.0.0.2:34567
36. SNAT, NAPT ができない場合 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External 仮に Service が増えたことを考えると、 こんな感じになります 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80
37. SNAT, NAPT ができない場合 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 NodePort は Interface 全てで Bind されてしまうため利用出来ない 例: *:80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc2 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: NodePort ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80
38. SNAT, NAPT ができない場合 VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External externalIPs 使えば いけないことも無いが … 利便性が著しく低い … metadata: name: svc1 spec: externalIPs: - 52.0.0.1 ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 … metadata: name: svc2 spec: externalIPs: - 52.0.0.2 ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80 lo.0: 52.0.0.1:80 lo.1: 52.0.0.2:80
39. This is a slide title ① SNAT, NAPT が必須な構成 ボトルネック or リソースが必要 ② 外部のコマンドでやってもらうの不便 やっぱりGKE がいいって言われる
40. VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc2 spec: type: ClusterIP ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: ClusterIP ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 AKE 2.0 の構成 (ClusterIP + Metal LB)
41. VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc2 spec: type: ClusterIP ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: ClusterIP ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 AKE 2.0 の構成 (ClusterIP + Metal LB) 自前で動的に iptables を書き換えて頑張る （listen しない、ClusterIP を利用） 52.0.0.1:80 宛にきたパケットを 該当 Service の KUBE-SVC-* に転送
42. This is a slide title ① SNAT, NAPT が必須な構成 ボトルネック or リソースが必要 ② 外部のコマンドでやってもらうの不便 やっぱりGKE がいいって言われる
43. VM α Kubernets node Internal VM β Kubernets node 52.0.0.1:80 LoadBalancer External 52.0.0.1:80 > VM α:80 > VM β:80 52.0.0.2:80 > VM α:80 > VM β:80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc2 spec: type: LoadBalancer ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: svc1 spec: type: LoadBalancer ports: - name: "http-port" protocol: "TCP" port: 80 targetPort: 80 AKE 3.0 の構成 (LoadBalancer + Metal LB) GKE などと全く同じ type LoadBalancer