自宅にkubernetesクラスターを 構築した話 2022/09/10 小江戸らぐ 9月のオフな集まり(第242回) 世良泰明

自己紹介 名前: 世良 泰明 (せら やすあき) 職業: ひよっこインフラエンジニア (2年目) 名古屋の某SIer所属 AWS上でインフラ構築・運用 趣味: 囲碁, サイクリング, 散歩, etc… twitter: @y_sera15

きっかけ 以前、AWS上にkubernetesクラスターを構築(EKS) 放置してると結構お金がかかる。。。 kubernetes環境を育てていきたいので、自宅でトライ ・マルチマスター構成で構築 ・なるべく公式ドキュメントに準拠

構成 物理マシン3台の上に仮想マシンを立てた(Ubuntu22.04) ・control plane node 3台 ・worker node 3台 ・ロードバランサー(haproxy+ keepalive) 2台 NUC1 ESXi control plane 1 worker1 haproxy1 NUC2 ESXi control plane 2 worker2 haproxy2 NUC3 ESXi control plane 3 worker3

構成2 control plane 1 worker1 haproxy1 control plane 2 worker2 haproxy2 control plane 3 worker3 APIへのアクセス デスクトップ 端末 6443/tcp 6443/tcp kubectl kube- apiserver Load Balancer Worker Nodes CPU: 4core Memory: 16GB Storage: 300GB haproxy + keepalived CPU: 1core Memory: 4GB Storage: 30GB Control Plane nodes CPU: 2core Memory: 8GB Storage: 100GB

やったこと 1. ネットワーク設計 2. OSインストール/設定 3. haproxy構築 4. ノード構築 5. コンテナネットワーク構築

ネットワーク設計 自宅LANのCIDR: 192.168.100.0/24 ・.0/27 : 固定マシン ・.32/27: NUC1 ・.64/27: NUC2 ・.96/27: NUC3 ・.128/27: pool ・.160/27: DHCP ・.192/26: WiFi 各ノードのIP haproxy1 : 192.168.100.33 haproxy2 : 192.168.100.65 master1 : 192.168.100.34 master2 : 192.168.100.66 master3 : 192.168.100.98 worker1 : 192.168.100.35 worker2 : 192.168.100.67 worker3 : 192.168.100.99 NUC1 ESXi control plane 1 worker1 haproxy1 NUC2 ESXi control plane 2 worker2 haproxy2 NUC3 ESXi control plane 3 worker3 192.168.100.64/27 192.168.100.32/27 192.168.100.96/27 192.168.100.33 192.168.100.34 192.168.100.35 192.168.100.65 192.168.100.66 192.168.100.67 192.168.100.98 192.168.100.99

OSインストール/設定 OSインストール ubuntu22.04 server OS設定 ・タイムゾーン設定 ・NTP設定 ・hostname変更

haproxy構築 Control Plane nodeへのアクセスをLoadBalancer経由で行うために構築. haproxy + keepalivedで冗長化. haproxy: TLS終端が可能なロードバランサ keepalived: ヘルスチェックによって管理された仮想IPを提供 ポート開放 sudo ufw allow 22/tcp # ssh sudo ufw allow 6443/tcp # kube-apiserver sudo ufw enable sudo ufw reload 参考 https://github.com/kubernetes/kubeadm/blob/main/docs/ha- considerations.md#options-for-software-load-balancing

ノード構築 Worker/ Control Plane nodes共通設定 ・swap無効化(kubeletがswapに対応していないため) ・カーネルパラメータ設定 ・iptablesがnftablesバックエンドを使用しないよう設定(kubeadmが未対応) ・CRI-Oインストール ・Firewall設定 ・kubectl, kubeadm, kubeletインストール 1台目のmasterでkubeadm実行し、クラスター作成 2台目以降のmasterをkubeadmで追加 kubeadm join 192.168.100.4:6443 workerノードをkubeadmで追加

ノード構築 ポート開放 # master設定 sudo ufw allow 6443/tcp sudo ufw allow 2379:2380/tcp sudo ufw allow 10250/tcp sudo ufw allow 10251/tcp sudo ufw allow 10252/tcp sudo ufw reload # worker設定 sudo ufw allow 10250/tcp sudo ufw allow 30000:32767/tcp sudo ufw reload

CNI選定 CNI(Container Network Interface)とは ・kubernetesで異なるNode上のPod間ネットワークを構築するソフトウェア Flannel, Calico等、さまざまなCNIが存在する 流行り廃り、ネットワーク構成で選ぶ 今回はCalicoを選択(理由は忘れてしまった…) https://www.tigera.io/project-calico/ 図の引用 https://www.netstars.co.jp/ kubestarblog/k8s-3/

CNI(Calico)導入 curl https://projectcalico.docs.tigera.io/manifests/calico.yaml -O kubectl apply -f calico.yaml https://projectcalico.docs.tigera.io/getting-started/kubernetes/requirements 各ノードに対してBGP通信を許可する必要あり(179/TCP) sudo ufw allow 179/tcp sudo ufw reload

結果

まとめ 自宅でkubernetesクラスターを構築した ・公式ドキュメントになるべく準拠して構築 ・マルチマスターで、手前にロードバランサーを設置する構成にした ・ネットワーク構成, マシンスペックの設計を今回初めて行った 構築しただけで何も手を付けてない。。。

今後やりたいこと ・サービスメッシュ(istio) ・分散ストレージ(rook) ・gitlab ・cicdパイプライン ・next cloud ・ サーバーレス ・ワーカー, マスター障害テスト 構築して放置。。。バージョンアップ対応もしなければ。。。