3.7. セカンダリーネットワークでの IP アドレス割り当ての設定


次のセクションでは、セカンダリーネットワークの IP アドレスの割り当てを設定する方法の手順と情報を提供します。

3.7.1. ネットワークアタッチメントの IP アドレス割り当ての設定

セカンダリーネットワークでは、Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) や静的割り当てなど、さまざまな割り当て方法をサポートする IP アドレス管理 (IPAM) CNI プラグインを使用して IP アドレスを割り当てることができます。

IP アドレスの動的割り当てを担当する DHCP IPAM CNI プラグインは、2 つの異なるコンポーネントを使用して動作します。

  • CNI プラグイン: Kubernetes ネットワークスタックと統合して IP アドレスを要求および解放する役割を担います。
  • DHCP IPAM CNI デーモン: 環境内の既存の DHCP サーバーと連携して IP アドレス割り当て要求を処理する DHCP イベントのリスナー。このデーモン自体は DHCP サーバーでは ありません

IPAM 設定で type: dhcp を必要とするネットワークの場合は、次の点を確認してください。

  • DHCP サーバーが環境内で利用可能かつ実行されている。DHCP サーバーはクラスターの外部にあり、お客様の既存のネットワークインフラストラクチャーの一部である必要があります。
  • DHCP サーバーが、ノードに IP アドレスを提供するように適切に設定されている。

環境内で DHCP サーバーが利用可能でない場合は、代わりに Whereabouts IPAM CNI プラグインを使用することを推奨します。Whereabouts CNI は、外部 DHCP サーバーを必要とせずに同様の IP アドレス管理機能を提供します。

注記

外部 DHCP サーバーがない場合、または静的 IP アドレス管理が望ましい場合は、Whereabouts CNI プラグインを使用してください。Whereabouts プラグインには、古くなった IP アドレスの割り当てを管理するためのリコンサイラーデーモンが含まれています。

コンテナーの有効期間中、DHCP リースを定期的に更新する必要があるため、別のデーモンである DHCP IPAM CNI デーモンが必要です。DHCP IPAM CNI デーモンをデプロイするには、セカンダリーネットワーク設定の一部としてこのデーモンのデプロイをトリガーするように Cluster Network Operator (CNO) 設定を変更します。

3.7.1.1. 静的 IP アドレス割り当ての設定

以下の表は、静的 IP アドレスの割り当ての設定を説明しています。

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表3.11 ipam 静的設定オブジェクト
フィールド説明

type

string

IPAM のアドレスタイプ。値 static が必要です。

addresses

array

仮想インターフェイスに割り当てる IP アドレスを指定するオブジェクトの配列。IPv4 と IPv6 の IP アドレスの両方がサポートされます。

routes

array

Pod 内で設定するルートを指定するオブジェクトの配列です。

dns

array

オプション: DNS の設定を指定するオブジェクトの配列です。

addresses の配列には、以下のフィールドのあるオブジェクトが必要です。

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表3.12 ipam.addresses[] 配列
フィールド説明

address

string

指定する IP アドレスおよびネットワーク接頭辞。たとえば、10.10.21.10/24 を指定すると、セカンダリーネットワークに IP アドレスの 10.10.21.10 が割り当てられ、ネットマスクは 255.255.255.0 になります。

gateway

string

Egress ネットワークトラフィックをルーティングするデフォルトのゲートウェイ。

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表3.13 ipam.routes[] 配列
フィールド説明

dst

string

CIDR 形式の IP アドレス範囲 (192.168.17.0/24、またはデフォルトルートの 0.0.0.0/0)。

gw

string

ネットワークトラフィックがルーティングされるゲートウェイ。

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表3.14 ipam.dns オブジェクト
フィールド説明

nameservers

array

DNS クエリーの送信先となる 1 つ以上の IP アドレスの配列。

domain

array

ホスト名に追加するデフォルトのドメイン。たとえば、ドメインが example.com に設定されている場合、example-host の DNS ルックアップクエリーは example-host.example.com として書き換えられます。

search

array

DNS ルックアップのクエリー時に非修飾ホスト名に追加されるドメイン名の配列 (例: example-host)。

静的 IP アドレス割り当ての設定例

{
  "ipam": {
    "type": "static",
      "addresses": [
        {
          "address": "191.168.1.7/24"
        }
      ]
  }
}
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3.7.1.2. 動的 IP アドレス (DHCP) 割り当ての設定

Pod は、作成時に元の DHCP リースを取得します。リースは、クラスターで実行している最小限の DHCP サーバーデプロイメントで定期的に更新する必要があります。

重要

イーサネットネットワークアタッチメントの場合、SR-IOV Network Operator は DHCP サーバーデプロイメントを作成しません。Cluster Network Operator は最小限の DHCP サーバーデプロイメントを作成します。

DHCP サーバーのデプロイメントをトリガーするには、以下の例にあるように Cluster Network Operator 設定を編集して shim ネットワーク割り当てを作成する必要があります。

shim ネットワーク割り当ての定義例

apiVersion: operator.openshift.io/v1
kind: Network
metadata:
  name: cluster
spec:
  additionalNetworks:
  - name: dhcp-shim
    namespace: default
    type: Raw
    rawCNIConfig: |-
      {
        "name": "dhcp-shim",
        "cniVersion": "0.3.1",
        "type": "bridge",
        "ipam": {
          "type": "dhcp"
        }
      }
  # ...
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次の表は、DHCP による動的 IP アドレス割り当ての設定パラメーターを示しています。

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表3.15 ipam DHCP 設定オブジェクト
フィールド説明

type

string

IPAM のアドレスタイプ。値 dhcp が必要です。

以下の JSON の例は、DHCP を使用した動的 IP アドレスの割り当ての設定を説明しています。

動的 IP アドレス (DHCP) 割り当ての設定例

{
  "ipam": {
    "type": "dhcp"
  }
}
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3.7.1.3. Whereabouts を使用した動的 IP アドレス割り当ての設定

Whereabouts CNI プラグインにより、DHCP サーバーを使用せずに IP アドレスをセカンダリーネットワークに動的に割り当てることができます。

また、Whereabouts CNI プラグインは、重複する IP アドレス範囲と、別々の NetworkAttachmentDefinition CRD 内で同じ CIDR 範囲を複数回設定することをサポートしています。これにより、マルチテナント環境での柔軟性と管理機能が向上します。

3.7.1.3.1. 動的 IP アドレス設定オブジェクト

以下の表は、Whereabouts を使用した動的 IP アドレス割り当ての設定オブジェクトを説明しています。

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表3.16 ipam whereabouts 設定オブジェクト
フィールド説明

type

string

IPAM のアドレスタイプ。値 whereabouts が必要です。

range

string

IP アドレスと範囲を CIDR 表記。IP アドレスは、この範囲内のアドレスから割り当てられます。

exclude

array

オプション: CIDR 表記の IP アドレスと範囲 (0 個以上) のリスト。除外されたアドレス範囲内の IP アドレスは割り当てられません。

network_name

string

オプション: 同じ範囲の IP アドレスを共有する場合でも、Pod の各グループまたはドメインが独自の IP アドレスセットを取得するようにします。このフィールドを設定することは、特にマルチテナント環境でネットワークを分離して整理しておく場合に重要です。

3.7.1.3.2. Whereabouts を使用した動的 IP アドレス割り当て設定

次の例は、Whereabouts を使用する動的アドレス割り当て設定を示しています。

whereabouts 動的 IP アドレスの割り当て

{
  "ipam": {
    "type": "whereabouts",
    "range": "192.0.2.192/27",
    "exclude": [
       "192.0.2.192/30",
       "192.0.2.196/32"
    ]
  }
}
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3.7.1.3.3. IP アドレス範囲が重複する場合に Whereabouts を使用した動的 IP アドレス割り当て

次の例は、マルチテナントネットワークで重複する IP アドレスの範囲を使用する、動的な IP アドレスの割り当てを示しています。

NetworkAttachmentDefinition 1

{
  "ipam": {
    "type": "whereabouts",
    "range": "192.0.2.192/29",
    "network_name": "example_net_common", 
1

  }
}
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1
オプション: 設定されている場合、NetworkAttachmentDefinition 2network_name と一致する必要があります。

NetworkAttachmentDefinition 2

{
  "ipam": {
    "type": "whereabouts",
    "range": "192.0.2.192/24",
    "network_name": "example_net_common", 
1

  }
}
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1
オプション: 設定されている場合、NetworkAttachmentDefinition 1network_name と一致する必要があります。

3.7.1.4. whereabouts-reconciler デーモンセットの作成

Whereabouts reconciler は、Whereabouts IP アドレス管理 (IPAM) ソリューションを使用して、クラスター内の Pod の動的 IP アドレス割り当てを管理します。これにより、各 Pod が指定の IP アドレス範囲から一意の IP アドレスを確実に取得します。また、Pod が削除またはスケールダウンされた場合の IP アドレスの解放も処理します。

注記

動的 IP アドレスの割り当てには、NetworkAttachmentDefinition カスタムリソース定義 (CRD) を使用することもできます。

whereabouts-reconciler デーモンセットは、Cluster Network Operator を通じてセカンダリーネットワークを設定するときに自動的に作成されます。YAML マニフェストからセカンダリーネットワークを設定する場合、これは自動的には作成されません。

whereabouts-reconciler デーモンセットのデプロイをトリガーするには、Cluster Network Operator のカスタムリソース (CR) ファイルを編集して、whereabouts-shim ネットワーク割り当てを手動で作成する必要があります。

whereabouts-reconciler デーモンセットをデプロイするには、次の手順を使用します。

手順

  1. 以下のコマンドを実行して、Network.operator.openshift.io カスタムリソース (CR) を編集します。

    $ oc edit network.operator.openshift.io cluster
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  2. この例で展開されている YAML の additionalNetworks セクションを、カスタムリソース (CR) の spec 定義内に含めます。

    apiVersion: operator.openshift.io/v1
    kind: Network
    metadata:
      name: cluster
    # ...
    spec:
      additionalNetworks:
      - name: whereabouts-shim
        namespace: default
        rawCNIConfig: |-
          {
           "name": "whereabouts-shim",
           "cniVersion": "0.3.1",
           "type": "bridge",
           "ipam": {
             "type": "whereabouts"
           }
          }
        type: Raw
    # ...
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  3. ファイルを保存し、テキストエディターを編集します。
  4. 次のコマンドを実行して、whereabouts-reconciler デーモンセットが正常にデプロイされたことを確認します。

    $ oc get all -n openshift-multus | grep whereabouts-reconciler
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    出力例

    pod/whereabouts-reconciler-jnp6g 1/1 Running 0 6s
    pod/whereabouts-reconciler-k76gg 1/1 Running 0 6s
    daemonset.apps/whereabouts-reconciler 6 6 6 6 6 kubernetes.io/os=linux 6s
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3.7.1.5. Whereabouts IP リコンサイラーのスケジュールの設定

Whereabouts IPAM CNI プラグインは、IP リコンサイラーを毎日実行します。このプロセスは、IP が枯渇して新しい Pod に IP が割り当てられなくなる状態を避けるために、完了せずに残っている IP 割り当てをクリーンアップします。

IP リコンサイラーを実行する頻度を変更するには、次の手順を使用します。

前提条件

  • OpenShift CLI (oc) がインストールされている。
  • cluster-admin ロールを持つユーザーとしてクラスターにアクセスできる。
  • whereabouts-reconciler デーモンセットがデプロイされており、whereabouts-reconciler Pod が起動して実行されている。

手順

  1. 次のコマンドを実行して、IP リコンサイラー用の特定の cron 式を使用し、openshift-multus namespace に whereabouts-config という名前の ConfigMap オブジェクトを作成します。

    $ oc create configmap whereabouts-config -n openshift-multus --from-literal=reconciler_cron_expression="*/15 * * * *"
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    この cron 式は、IP リコンサイラーを 15 分ごとに実行するよう指定します。この式は固有の要件に基づいて調整してください。

    注記

    whereabouts-reconciler デーモンセットは、5 つのアスタリスクを含む cron 式パターンのみを使用できます。秒を表すために使用される 6 番目のアスタリスクは、現在サポートされていません。

  2. 次のコマンドを実行して、openshift-multus namespace 内の whereabouts-reconciler デーモンセットおよび Pod に関連するリソースに関する情報を取得します。

    $ oc get all -n openshift-multus | grep whereabouts-reconciler
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    出力例

    pod/whereabouts-reconciler-2p7hw                   1/1     Running   0             4m14s
    pod/whereabouts-reconciler-76jk7                   1/1     Running   0             4m14s
    daemonset.apps/whereabouts-reconciler          6         6         6       6            6           kubernetes.io/os=linux   4m16s
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  3. 次のコマンドを実行して、設定した間隔で whereabouts-reconciler Pod が IP リコンサイラーを実行していることを確認します。

    $ oc -n openshift-multus logs whereabouts-reconciler-2p7hw
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    出力例

    2024-02-02T16:33:54Z [debug] event not relevant: "/cron-schedule/..2024_02_02_16_33_54.1375928161": CREATE
    2024-02-02T16:33:54Z [debug] event not relevant: "/cron-schedule/..2024_02_02_16_33_54.1375928161": CHMOD
    2024-02-02T16:33:54Z [debug] event not relevant: "/cron-schedule/..data_tmp": RENAME
    2024-02-02T16:33:54Z [verbose] using expression: */15 * * * *
    2024-02-02T16:33:54Z [verbose] configuration updated to file "/cron-schedule/..data". New cron expression: */15 * * * *
    2024-02-02T16:33:54Z [verbose] successfully updated CRON configuration id "00c2d1c9-631d-403f-bb86-73ad104a6817" - new cron expression: */15 * * * *
    2024-02-02T16:33:54Z [debug] event not relevant: "/cron-schedule/config": CREATE
    2024-02-02T16:33:54Z [debug] event not relevant: "/cron-schedule/..2024_02_02_16_26_17.3874177937": REMOVE
    2024-02-02T16:45:00Z [verbose] starting reconciler run
    2024-02-02T16:45:00Z [debug] NewReconcileLooper - inferred connection data
    2024-02-02T16:45:00Z [debug] listing IP pools
    2024-02-02T16:45:00Z [debug] no IP addresses to cleanup
    2024-02-02T16:45:00Z [verbose] reconciler success
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3.7.1.6. デュアルスタック IP アドレスを動的に割り当てる設定の作成

デュアルスタックの IP アドレスの割り当ては、ipRanges パラメーターで設定できます。

  • IPv4 アドレス
  • IPv6 アドレス
  • 複数の IP アドレスの割り当て

手順

  1. typewhereabouts に設定します。
  2. 以下の例のように、ipRanges を使用して IP アドレスを割り当てます。

    cniVersion: operator.openshift.io/v1
    kind: Network
    =metadata:
      name: cluster
    spec:
      additionalNetworks:
      - name: whereabouts-shim
        namespace: default
        type: Raw
        rawCNIConfig: |-
          {
           "name": "whereabouts-dual-stack",
           "cniVersion": "0.3.1,
           "type": "bridge",
           "ipam": {
             "type": "whereabouts",
             "ipRanges": [
                      {"range": "192.168.10.0/24"},
                      {"range": "2001:db8::/64"}
                  ]
           }
          }
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  3. ネットワークを Pod にアタッチします。詳細は、「セカンダリーネットワークへの Pod の追加」を参照してください。
  4. すべての IP アドレスが割り当てられていることを確認します。
  5. 以下のコマンドを実行して、IP アドレスがメタデータとして割り当てられることを確認します。

    $ oc exec -it mypod -- ip a
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