第9章 Egress IP アドレスの設定

プライマリーホストネットワークで実行される Egress IP アドレス機能は、次のプラットフォームでサポートされています。

セカンダリーホストネットワークで実行される Egress IP アドレス機能は、次のプラットフォームでサポートされています。

通常、パブリッククラウドプロバイダーは Egress IP アドレスに制限を設けています。つまり、パブリッククラウドインフラストラクチャー上にプロビジョニングされたクラスターでは、ノードごとに割り当て可能な IP アドレスの絶対数に制約があります。ノードごとに割り当て可能な IP アドレスの最大数、つまり IP 容量 は、次の式で表すことができます。

IP capacity = public cloud default capacity - sum(current IP assignments)

IP capacity = public cloud default capacity - sum(current IP assignments)

Egress IP 機能はノードごとの IP アドレスの容量を管理しますが、デプロイメントでこの制約を計画することが重要です。たとえば、パブリッククラウドプロバイダーが IP アドレス容量をノードあたり 10 個に制限していて、ノードが 8 個ある場合、割り当て可能な IP アドレスの合計数は 80 個だけになります。IP アドレス容量を引き上げるには、追加のノードを割り当てる必要があります。たとえば、割り当て可能な IP アドレスが 150 個必要な場合は、7 つの追加のノードを割り当てる必要があります。

パブリッククラウド環境内の任意のノードの IP 容量とサブネットを確認するには、oc get node <node_name> -o yaml コマンドを入力します。cloud.network.openshift.io/egress-ipconfig アノテーションには、ノードの容量とサブネット情報が含まれています。

アノテーション値は、プライマリーネットワークインターフェイスに次の情報を提供するフィールドを持つ単一のオブジェクトを持つ配列です。

ノード間のトラフィックの送信 IP アドレスの自動アタッチおよびデタッチが可能です。これにより、namespace 内の多くの Pod からのトラフィックが、クラスター外の場所への一貫した送信元 IP アドレスを持つことができます。これは、OpenShift Container Platform 4.18 の Red Hat OpenShift Networking におけるデフォルトのネットワーキングプラグインである OpenShift SDN および OVN-Kubernetes もサポートします。

次の例は、いくつかのパブリッククラウドプロバイダーのノードからのアノテーションを示しています。アノテーションは、読みやすくするためにインデントされています。

cloud.network.openshift.io/egress-ipconfig: [
  {
    "interface":"eni-078d267045138e436",
    "ifaddr":{"ipv4":"10.0.128.0/18"},
    "capacity":{"ipv4":14,"ipv6":15}
  }
]

cloud.network.openshift.io/egress-ipconfig: [
  {
    "interface":"eni-078d267045138e436",
    "ifaddr":{"ipv4":"10.0.128.0/18"},
    "capacity":{"ipv4":14,"ipv6":15}
  }
]

cloud.network.openshift.io/egress-ipconfig: [
  {
    "interface":"nic0",
    "ifaddr":{"ipv4":"10.0.128.0/18"},
    "capacity":{"ip":14}
  }
]

cloud.network.openshift.io/egress-ipconfig: [
  {
    "interface":"nic0",
    "ifaddr":{"ipv4":"10.0.128.0/18"},
    "capacity":{"ip":14}
  }
]

次のセクションでは、容量計算で使用するためにサポートされているパブリッククラウド環境の IP アドレス容量を説明します。

以下の図は、Egress IP アドレス設定を示しています。この図では、クラスターの 3 つのノードで実行される 2 つの異なる namespace の 4 つの Pod を説明します。ノードには、ホストネットワークの 192.168.126.0/18 CIDR ブロックから IP アドレスが割り当てられます。

ノード 1 とノード 3 の両方に k8s.ovn.org/egress-assignable: "" というラベルが付けられるため、Egress IP アドレスの割り当てに利用できます。

図の破線は、pod1、pod2、および pod3 からのトラフィックフローが Pod ネットワークを通過し、クラスターがノード 1 およびノード 3 から出る様子を示しています。外部サービスが、EgressIP オブジェクトの例で選択した Pod からトラフィックを受信する場合、送信元 IP アドレスは 192.168.126.10 または 192.168.126.102 のいずれかになります。トラフィックはこれらの 2 つのノード間でほぼ均等に分散されます。

図に基づき、次のマニフェストファイルは namespace を定義します。

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace1
  labels:
    env: prod
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace2
  labels:
    env: prod

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace1
  labels:
    env: prod
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace2
  labels:
    env: prod

図に基づき、次の EgressIP オブジェクトは、env ラベルが prod に設定される namespace のすべての Pod を選択する設定を説明しています。選択された Pod の Egress IP アドレスは 192.168.126.10 および 192.168.126.102 です。

apiVersion: k8s.ovn.org/v1
kind: EgressIP
metadata:
  name: egressips-prod
spec:
  egressIPs:
  - 192.168.126.10
  - 192.168.126.102
  namespaceSelector:
    matchLabels:
      env: prod
status:
  items:
  - node: node1
    egressIP: 192.168.126.10
  - node: node3
    egressIP: 192.168.126.102

apiVersion: k8s.ovn.org/v1
kind: EgressIP
metadata:
  name: egressips-prod
spec:
  egressIPs:
  - 192.168.126.10
  - 192.168.126.102
  namespaceSelector:
    matchLabels:
      env: prod
status:
  items:
  - node: node1
    egressIP: 192.168.126.10
  - node: node3
    egressIP: 192.168.126.102

直前の例の設定の場合、OpenShift Container Platform は両方の Egress IP アドレスを利用可能なノードに割り当てます。status フィールドは、Egress IP アドレスの割り当ての有無および割り当てられる場所を反映します。

OpenShift Container Platform では、Egress IP アドレスは管理者にネットワークトラフィックを制御する方法として使用できます。Egress IP アドレスは、Open vSwitch (OVS) のブリッジインターフェイスである br-ex および IP 接続が有効な任意の物理インターフェイスで使用できます。

次のコマンドを実行して、ネットワークインターフェイスのタイプを検査できます。

ip -details link show

$ ip -details link show

プライマリーネットワークインターフェイスには、サブネットマスクも含まれるノード IP アドレスが割り当てられます。このノードの IP アドレスの情報は、k8s.ovn.org/node-primary-ifaddr アノテーションを検査して、クラスター内の各ノードの Kubernetes ノードオブジェクトから取得できます。IPv4 クラスターでは、このアノテーションは "k8s.ovn.org/node-primary-ifaddr: {"ipv4":"192.168.111.23/24"}" の例に似ています。

Egress IP アドレスがプライマリーネットワークインターフェイスのサブネット内にない場合は、プライマリーネットワークインターフェイスタイプではない別の Linux ネットワークインターフェイスで Egress IP アドレスを使用できます。これにより、OpenShift Container Platform 管理者は、ルーティング、アドレス指定、セグメンテーション、セキュリティーポリシーなどのネットワーク側面をより高度に制御できるようになります。この機能は、トラフィックのセグメント化や特殊な要件への対応などの目的で、ワークロードトラフィックを特定のネットワークインターフェイス経由でルーティングするオプションもユーザーに提供します。

Egress IP アドレスがプライマリーネットワークインターフェイスのサブネット内にない場合、ノード上に Egress トラフィック用の別のネットワークインターフェイスが存在すると、そのネットワークインターフェイスが選択される可能性があります。

k8s.ovn.org/host-cidrs Kubernetes ノードのアノテーションを検査することで、他のどのネットワークインターフェイスが Egress IP アドレスをサポートしているかを判断できます。このアノテーションには、プライマリーネットワークインターフェイスで見つかったアドレスとサブネットマスクが含まれています。また、追加のネットワークインターフェイスアドレスとサブネットマスク情報も含まれます。これらのアドレスとサブネットマスクは、最長接頭辞マッチルーティング メカニズムを使用して、どのネットワークインターフェイスが Egress IP アドレスをサポートするかを決定するネットワークインターフェイスに割り当てられます。

Egress IP アドレスとトラフィックをプライマリーネットワークインターフェイスではない特定のインターフェイス経由でルーティングすることを希望する場合は、次の条件を満たす必要があります。