8.8. ワーカーレイテンシープロファイルを使用したレイテンシーの高い環境でのクラスターの安定性の向上

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クラスター管理者が遅延テストを実行してプラットフォームを検証した際に、遅延が大きい場合でも安定性を確保するために、クラスターの動作を調整する必要性が判明することがあります。クラスター管理者が変更する必要があるのは、ファイルに記録されている 1 つのパラメーターだけです。このパラメーターは、監視プロセスがステータスを読み取り、クラスターの健全性を解釈する方法に影響を与える 4 つのパラメーターを制御するものです。1 つのパラメーターのみを変更し、サポートしやすく簡単な方法でクラスターをチューニングできます。

Kubelet プロセスは、クラスターの健全性を監視する上での出発点です。Kubelet は、OpenShift Container Platform クラスター内のすべてのノードのステータス値を設定します。Kubernetes コントローラーマネージャー (kube controller) は、デフォルトで 10 秒ごとにステータス値を読み取ります。ノードのステータス値を読み取ることができない場合、設定期間が経過すると、kube controller とそのノードとの接続が失われます。デフォルトの動作は次のとおりです。

コントロールプレーン上のノードコントローラーが、ノードの健全性を Unhealthy に更新し、ノードの Ready 状態を `Unknown` とマークします。
この操作に応じて、スケジューラーはそのノードへの Pod のスケジューリングを停止します。
ノードライフサイクルコントローラーが、NoExecute effect を持つ node.kubernetes.io/unreachable taint をノードに追加し、デフォルトでノード上のすべての Pod を 5 分後にエビクトするようにスケジュールします。

この動作は、ネットワークが遅延の問題を起こしやすい場合、特にネットワークエッジにノードがある場合に問題が発生する可能性があります。場合によっては、ネットワークの遅延が原因で、Kubernetes コントローラーマネージャーが正常なノードから更新を受信できないことがあります。Kubelet は、ノードが正常であっても、ノードから Pod を削除します。

この問題を回避するには、ワーカーレイテンシープロファイル を使用して、Kubelet と Kubernetes コントローラーマネージャーがアクションを実行する前にステータスの更新を待機する頻度を調整できます。これらの調整により、コントロールプレーンとワーカーノード間のネットワーク遅延が最適でない場合に、クラスターが適切に動作するようになります。

これらのワーカーレイテンシープロファイルには、3 つのパラメーターセットが含まれています。パラメーターは、遅延の増加に対するクラスターの反応を制御するように、慎重に調整された値で事前定義されています。試験により手作業で最良の値を見つける必要はありません。

クラスターのインストール時、またはクラスターネットワークのレイテンシーの増加に気付いたときはいつでも、ワーカーレイテンシープロファイルを設定できます。

8.8.1. ワーカーレイテンシープロファイルについて

ワーカーレイテンシープロファイルは、4 つの異なるカテゴリーからなる慎重に調整されたパラメーターです。これらの値を実装する 4 つのパラメーターは、node-status-update-frequency、node-monitor-grace-period、default-not-ready-toleration-seconds、および default-unreachable-toleration-seconds です。これらのパラメーターにより、遅延の問題に対するクラスターの反応を制御できる値を使用できます。手作業で最適な値を決定する必要はありません。

重要

これらのパラメーターの手動設定はサポートされていません。パラメーター設定が正しくないと、クラスターの安定性に悪影響が及びます。

すべてのワーカーレイテンシープロファイルは、次のパラメーターを設定します。

node-status-update-frequency: kubelet がノードのステータスを API サーバーにポストする頻度を指定します。
node-monitor-grace-period: Kubernetes コントローラーマネージャーが、ノードを異常とマークし、node.kubernetes.io/not-ready または node.kubernetes.io/unreachable taint をノードに追加する前に、kubelet からの更新を待機する時間を秒単位で指定します。
default-not-ready-toleration-seconds: ノードを異常とマークした後、Kube API Server Operator がそのノードから Pod を削除するまでに待機する時間を秒単位で指定します。
default-unreachable-toleration-seconds: ノードを到達不能とマークした後、Kube API Server Operator がそのノードから Pod を削除するまでに待機する時間を秒単位で指定します。

次の Operator は、ワーカーレイテンシープロファイルの変更を監視し、それに応じて対応します。

Machine Config Operator (MCO) は、ワーカーノードの node-status-update-frequency パラメーターを更新します。
Kubernetes コントローラーマネージャーは、コントロールプレーンノードの node-monitor-grace-period パラメーターを更新します。
Kubernetes API Server Operator は、コントロールプレーンノードの default-not-ready-toleration-seconds および default-unreachable-toleration-seconds パラメーターを更新します。

ほとんどの場合はデフォルト設定が機能しますが、OpenShift Container Platform は、ネットワークで通常よりも高いレイテンシーが発生している状況に対して、他に 2 つのワーカーレイテンシープロファイルを提供します。次のセクションでは、3 つのワーカーレイテンシープロファイルを説明します。

デフォルトのワーカーレイテンシープロファイル

Default プロファイルを使用すると、各 Kubelet が 10 秒ごとにステータスを更新します (node-status-update-frequency)。Kube Controller Manager は、Kubelet のステータスを 5 秒ごとにチェックします (node-monitor-grace-period)。

Kubernetes コントローラーマネージャーは、Kubelet が異常であると判断するまでに、Kubelet からのステータス更新を 40 秒待機します。ステータスが提供されない場合、Kubernetes コントローラーマネージャーは、ノードに node.kubernetes.io/not-ready または node.kubernetes.io/unreachable taint のマークを付け、そのノードの Pod を削除します。

そのノードの Pod に NoExecute taint がある場合、その Pod は tolerationSeconds に従って実行されます。Pod に taint がない場合、その Pod は 300 秒以内に削除されます (Kube API Server の default-not-ready-toleration-seconds および default-unreachable-toleration-seconds 設定)。

プロファイル	コンポーネント	パラメーター	値
デフォルト	kubelet	`node-status-update-frequency`	10s
	Kubelet コントローラーマネージャー	`node-monitor-grace-period`	40s
	Kubernetes API Server Operator	`default-not-ready-toleration-seconds`	300s
	Kubernetes API Server Operator	`default-unreachable-toleration-seconds`	300s

中規模のワーカーレイテンシープロファイル

ネットワークレイテンシーが通常の場合、MediumUpdateAverageReaction プロファイルを使用します。

MediumUpdateAverageReaction プロファイルは、kubelet の更新の頻度を 20 秒に減らし、Kubernetes コントローラーマネージャーがそれらの更新を待機する期間を 2 分に変更します。そのノード上の Pod の Pod 排除期間は 60 秒に短縮されます。Pod に tolerationSeconds パラメーターがある場合、エビクションはそのパラメーターで指定された期間待機します。

Kubernetes コントローラーマネージャーは、ノードが異常であると判断するまでに 2 分間待機します。別の 1 分間でエビクションプロセスが開始されます。

プロファイル	コンポーネント	パラメーター	値
MediumUpdateAverageReaction	kubelet	`node-status-update-frequency`	20s
	Kubelet コントローラーマネージャー	`node-monitor-grace-period`	2m
	Kubernetes API Server Operator	`default-not-ready-toleration-seconds`	60s
	Kubernetes API Server Operator	`default-unreachable-toleration-seconds`	60s

ワーカーの低レイテンシープロファイル

ネットワーク遅延が非常に高い場合は、LowUpdateSlowReaction プロファイルを使用します。

LowUpdateSlowReaction プロファイルは、kubelet の更新頻度を 1 分に減らし、Kubernetes コントローラーマネージャーがそれらの更新を待機する時間を 5 分に変更します。そのノード上の Pod の Pod 排除期間は 60 秒に短縮されます。Pod に tolerationSeconds パラメーターがある場合、エビクションはそのパラメーターで指定された期間待機します。

Kubernetes コントローラーマネージャーは、ノードが異常であると判断するまでに 5 分間待機します。別の 1 分間でエビクションプロセスが開始されます。

プロファイル	コンポーネント	パラメーター	値
LowUpdateSlowReaction	kubelet	`node-status-update-frequency`	1m
	Kubelet コントローラーマネージャー	`node-monitor-grace-period`	5m
	Kubernetes API Server Operator	`default-not-ready-toleration-seconds`	60s
	Kubernetes API Server Operator	`default-unreachable-toleration-seconds`	60s

8.8.2. ワーカーレイテンシープロファイルの使用と変更

ネットワークの遅延に対処するためにワーカー遅延プロファイルを変更するには、node.config オブジェクトを編集してプロファイルの名前を追加します。遅延が増加または減少したときに、いつでもプロファイルを変更できます。

ワーカーレイテンシープロファイルは、一度に 1 つずつ移行する必要があります。たとえば、Default プロファイルから LowUpdateSlowReaction ワーカーレイテンシープロファイルに直接移行することはできません。まず Default ワーカーレイテンシープロファイルから MediumUpdateAverageReaction プロファイルに移行し、次に LowUpdateSlowReaction プロファイルに移行する必要があります。同様に、Default プロファイルに戻る場合は、まずロープロファイルからミディアムプロファイルに移行し、次に Default に移行する必要があります。

注記

OpenShift Container Platform クラスターのインストール時にワーカーレイテンシープロファイルを設定することもできます。

手順

デフォルトのワーカーレイテンシープロファイルから移動するには、以下を実行します。

中規模のワーカーのレイテンシープロファイルに移動します。

node.config オブジェクトを編集します。
```
$ oc edit nodes.config/cluster
```

spec.workerLatencyProfile: MediumUpdateAverageReaction を追加します。

node.config オブジェクトの例

apiVersion: config.openshift.io/v1
kind: Node
metadata:
  annotations:
    include.release.openshift.io/ibm-cloud-managed: "true"
    include.release.openshift.io/self-managed-high-availability: "true"
    include.release.openshift.io/single-node-developer: "true"
    release.openshift.io/create-only: "true"
  creationTimestamp: "2022-07-08T16:02:51Z"
  generation: 1
  name: cluster
  ownerReferences:
  - apiVersion: config.openshift.io/v1
    kind: ClusterVersion
    name: version
    uid: 36282574-bf9f-409e-a6cd-3032939293eb
  resourceVersion: "1865"
  uid: 0c0f7a4c-4307-4187-b591-6155695ac85b
spec:
  workerLatencyProfile: MediumUpdateAverageReaction 1

# ...

1: 中規模のワーカーレイテンシーポリシーを指定します。

変更が適用されると、各ワーカーノードでのスケジューリングは無効になります。

必要に応じて、ワーカーのレイテンシーが低いプロファイルに移動します。

node.config オブジェクトを編集します。
```
$ oc edit nodes.config/cluster
```

spec.workerLatencyProfile の値を LowUpdateSlowReaction に変更します。

node.config オブジェクトの例

apiVersion: config.openshift.io/v1
kind: Node
metadata:
  annotations:
    include.release.openshift.io/ibm-cloud-managed: "true"
    include.release.openshift.io/self-managed-high-availability: "true"
    include.release.openshift.io/single-node-developer: "true"
    release.openshift.io/create-only: "true"
  creationTimestamp: "2022-07-08T16:02:51Z"
  generation: 1
  name: cluster
  ownerReferences:
  - apiVersion: config.openshift.io/v1
    kind: ClusterVersion
    name: version
    uid: 36282574-bf9f-409e-a6cd-3032939293eb
  resourceVersion: "1865"
  uid: 0c0f7a4c-4307-4187-b591-6155695ac85b
spec:
  workerLatencyProfile: LowUpdateSlowReaction 1

# ...

1: 低ワーカーレイテンシーポリシーの使用を指定します。

変更が適用されると、各ワーカーノードでのスケジューリングは無効になります。

検証

全ノードが Ready 状態に戻ると、以下のコマンドを使用して Kubernetes Controller Manager を確認し、これが適用されていることを確認できます。

$ oc get KubeControllerManager -o yaml | grep -i workerlatency -A 5 -B 5

出力例

# ...
    - lastTransitionTime: "2022-07-11T19:47:10Z"
      reason: ProfileUpdated
      status: "False"
      type: WorkerLatencyProfileProgressing
    - lastTransitionTime: "2022-07-11T19:47:10Z" 1
      message: all static pod revision(s) have updated latency profile
      reason: ProfileUpdated
      status: "True"
      type: WorkerLatencyProfileComplete
    - lastTransitionTime: "2022-07-11T19:20:11Z"
      reason: AsExpected
      status: "False"
      type: WorkerLatencyProfileDegraded
    - lastTransitionTime: "2022-07-11T19:20:36Z"
      status: "False"
# ...

1: プロファイルが適用され、アクティブであることを指定します。

ミディアムプロファイルからデフォルト、またはデフォルトからミディアムに変更する場合、node.config オブジェクトを編集し、spec.workerLatencyProfile パラメーターを適切な値に設定します。

8.8. ワーカーレイテンシープロファイルを使用したレイテンシーの高い環境でのクラスターの安定性の向上

8.8.1. ワーカーレイテンシープロファイルについて

8.8.2. ワーカーレイテンシープロファイルの使用と変更

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