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2.3. GCP でのマシンセットの作成

異なるマシンセットを作成して、Google Cloud Platform (GCP) 上の OpenShift Container Platform クラスターで特定の目的で使用できます。たとえば、インフラストラクチャーマシンセットおよび関連マシンを作成して、サポートするワークロードを新しいマシンに移動できます。

重要

このプロセスは、手動でプロビジョニングされたマシンを持つクラスターには適用されません。高度なマシン管理およびスケーリング機能は、マシン API が機能しているクラスターでのみ使用することができます。

2.3.1. マシン API の概要
リンクのコピー

マシン API は、アップストリームのクラスター API プロジェクトおよびカスタム OpenShift Container Platform リソースに基づく重要なリソースの組み合わせです。

OpenShift Container Platform 4.7 クラスターの場合、マシン API はクラスターインストールの終了後にすべてのノードホストのプロビジョニングの管理アクションを実行します。このシステムにより、OpenShift Container Platform 4.7 はパブリックまたはプライベートのクラウドインフラストラクチャーに加えて弾力性があり、動的なプロビジョニング方法を提供します。

以下の 2 つのリソースは重要なリソースになります。

Machines
ノードのホストを記述する基本的なユニットです。マシンには、複数の異なるクラウドプラットフォーム用に提供されるコンピュートノードのタイプを記述する providerSpec 仕様があります。たとえば、Amazon Web Services (AWS) 上のワーカーノードのマシンタイプは特定のマシンタイプおよび必要なメタデータを定義する場合があります。
マシンセット

MachineSet リソースはマシンのグループです。マシンセットとマシンの関係は、レプリカセットと Pod の関係と同様です。マシンを追加する必要がある場合や、マシンの数を縮小したりする必要がある場合、コンピューティングのニーズに応じてマシンセットの replicas フィールドを変更します。

警告

コントロールプレーンマシンは、マシンセットで管理することはできません。

以下のカスタムリソースは、クラスターに機能を追加します。

Machine Autoscaler
MachineAutoscaler リソースはマシンをクラウドで自動的にスケーリングします。ノードに対する最小および最大のスケーリングの境界を、指定されるマシンセットに設定でき、Machine Autoscaler はノードの該当範囲を維持します。MachineAutoscaler オブジェクトは ClusterAutoscaler オブジェクトの設定後に有効になります。ClusterAutoscaler および MachineAutoscaler リソースは、どちらも ClusterAutoscalerOperator オブジェクトによって利用可能にされます。
Cluster Autoscaler
このリソースはアップストリームの Cluster Autoscaler プロジェクトに基づいています。OpenShift Container Platform の実装では、これはマシンセット API を拡張することによってクラスター API に統合されます。コア、ノード、メモリー、および GPU などのリソースのクラスター全体でのスケーリング制限を設定できます。優先順位を設定することにより、重要度の低い Pod のために新規ノードがオンラインにならないようにクラスターで Pod の優先順位付けを実行できます。また、スケーリングポリシーを設定してノードをスケールダウンせずにスケールアップできるようにすることもできます。
マシンのヘルスチェック
MachineHealthCheck リソースはマシンの正常でない状態を検知し、マシンを削除し、サポートされているプラットフォームでは新規マシンを作成します。

OpenShift Container Platform バージョン 3.11 では、クラスターでマシンのプロビジョニングが管理されないためにマルチゾーンアーキテクチャーを容易に展開することができませんでした。しかし、OpenShift Container Platform バージョン 4.1 以降、このプロセスはより簡単になりました。それぞれのマシンセットのスコープが単一ゾーンに設定されるため、インストールプログラムはユーザーに代わって、アベイラビリティーゾーン全体にマシンセットを送信します。さらに、コンピューティングは動的に展開されるため、ゾーンに障害が発生した場合の、マシンのリバランスが必要な場合に使用するゾーンを常に確保できます。Autoscaler はクラスターの有効期間中にベストエフォートでバランシングを提供します。

2.3.2. GCP 上のマシンセットのカスタムリソースのサンプル YAML
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このサンプル YAML は、Google Cloud Platform (GCP) で実行され、node-role.kubernetes.io/<role>: "" というラベルが付けられたノードを作成するマシンセットを定義します。

このサンプルでは、<infrastructure_id> はクラスターのプロビジョニング時に設定したクラスター ID に基づくインフラストラクチャー ID であり、<role> は追加するノードラベルです。 

apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
kind: MachineSet
metadata:
  labels:
    machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id>
1 

  name: <infrastructure_id>-w-a
2 

  namespace: openshift-machine-api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id>
3 

      machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-w-a
4 

  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id>
5 

        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: <role>
6 

        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: <role>
7 

        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-w-a
8 

    spec:
      metadata:
        labels:
          node-role.kubernetes.io/<role>: ""
9 

      providerSpec:
        value:
          apiVersion: gcpprovider.openshift.io/v1beta1
          canIPForward: false
          credentialsSecret:
            name: gcp-cloud-credentials
          deletionProtection: false
          disks:
          - autoDelete: true
            boot: true
            image: <path_to_image>
10 

            labels: null
            sizeGb: 128
            type: pd-ssd
          gcpMetadata:
11 

          - key: <custom_metadata_key>
            value: <custom_metadata_value>
          kind: GCPMachineProviderSpec
          machineType: n1-standard-4
          metadata:
            creationTimestamp: null
          networkInterfaces:
          - network: <infrastructure_id>-network
12 

            subnetwork: <infrastructure_id>-worker-subnet
13 

          projectID: <project_name>
14 

          region: us-central1
          serviceAccounts:
          - email: <infrastructure_id>-w@<project_name>.iam.gserviceaccount.com
15
16 

            scopes:
            - https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform
          tags:
          - <infrastructure_id>-worker
17 

          userDataSecret:
            name: worker-user-data
          zone: us-central1-a
1 2 3 4 5 8 12 13 15 17
クラスターのプロビジョニング時に設定したクラスター ID を基にするインフラストラクチャー ID を指定します。OpenShift CLI がインストールされている場合は、以下のコマンドを実行してインフラストラクチャー ID を取得できます。 
$ oc get -o jsonpath='{.status.infrastructureName}{"\n"}' infrastructure cluster
6 7 9
追加するノードラベルを指定します。
10
現在のマシンセットで使用されるイメージへのパスを指定します。OpenShift CLI がインストールされている場合は、以下のコマンドを実行してイメージへのパスを取得できます。 
$ oc -n openshift-machine-api \
    -o jsonpath='{.spec.template.spec.providerSpec.value.disks[0].image}{"\n"}' \
    get machineset/<infrastructure_id>-worker-a
11
オプション: key:value のペアの形式でカスタムメタデータを指定します。ユースケースの例については、カスタムメタデータの設定 について GCP のドキュメントを参照してください。
14 16
クラスターに使用する GCP プロジェクトの名前を指定します。

2.3.3. マシンセットの作成
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インストールプログラムによって作成されるものに加え、独自のマシンセットを作成して、選択する特定のワークロードに対するマシンのコンピュートリソースを動的に管理することができます。

前提条件

  • OpenShift Container Platform クラスターをデプロイすること。
  • OpenShift CLI (oc) をインストールしている。
  • cluster-admin パーミッションを持つユーザーとして、oc にログインする。

手順

  1. 説明されているようにマシンセット カスタムリソース (CR) サンプルを含む新規 YAML ファイルを作成し、そのファイルに <file_name>.yaml という名前を付けます。

    <clusterID> および <role> パラメーターの値を設定していることを確認します。

    1. 特定のフィールドに設定する値が不明な場合は、クラスターから既存のマシンセットを確認できます。 

      $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

      出力例

      NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    2. 特定のマシンセットの値を確認します。 

      $ oc get machineset <machineset_name> -n \
     openshift-machine-api -o yaml

      出力例

      ...
template:
    metadata:
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: agl030519-vplxk
      1 
      
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker
      2 
      
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: agl030519-vplxk-worker-us-east-1a

      1
      クラスター ID。
      2
      デフォルトのノードラベル。

  2. 新規 MachineSet CR を作成します。 

    $ oc create -f <file_name>.yaml

  3. マシンセットの一覧を表示します。 

    $ oc get machineset -n openshift-machine-api

    出力例

    NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
agl030519-vplxk-infra-us-east-1a    1         1         1       1           11m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    新規のマシンセットが利用可能な場合、 DESIRED および CURRENT の値は一致します。マシンセットが利用可能でない場合、数分待機してからコマンドを再度実行します。

マシンを保証されていないプリエンプション可能な仮想マシン インスタンスとしてデプロイする GCP で実行されるマシンセットを作成して、コストを節約できます。プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスは、追加の Compute Engine 容量を使用し、通常のインスタンスよりもコストが低くなります。プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスは、バッチやステートレス、水平的に拡張可能なワークロードなどの割り込みを許容できるワークロードに使用することができます。

GCP Compute Engine は、プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスをいつでも終了することができます。Compute Engine は、中断が 30 秒後に発生することを示すプリエンプションの通知をユーザーに送信します。OpenShift Container Platform は、Compute Engine がプリエンプションについての通知を発行する際に影響を受けるインスタンスからワークロードを削除し始めます。インスタンスが停止していない場合は、ACPI G3 Mechanical Off シグナルが 30 秒後にオペレーティングシステムに送信されます。プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスは、Compute Engine によって TERMINATED 状態に移行されます。

以下の理由により、プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスを使用すると中断が生じる可能性があります。

  • システムまたはメンテナンスイベントがある
  • プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスの供給が減少する
  • インスタンスは、プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスについて割り当てられている 24 時間後に終了します。

GCP がインスタンスを終了すると、プリエンプション可能な仮想マシンインスタンスで実行される終了ハンドラーによりマシンリソースが削除されます。マシンセットの replicas の量を満たすために、マシンセットはプリエンプション可能な仮想マシンインスタンスを要求するマシンを作成します。

2.3.5. マシンセットの使用によるプリエンプション可能な仮想マシンインスタンスの作成
リンクのコピー

preemptible をマシンセットの YAML ファイルに追加し、GCP でプリエンプション可能な仮想マシンインスタンスを起動できます。

手順

  • providerSpec フィールドの下に以下の行を追加します。 

    providerSpec:
  value:
    preemptible: true

    preemptible が true に設定される場合、インスタンスの起動後に、マシンに interruptable-instance というラベルが付けられます。

2.3.6. マシンセットの顧客管理の暗号鍵の有効化
リンクのコピー

Google Cloud Platform (GCP) Compute Engine を使用すると、ユーザーは暗号鍵を指定してディスク上の停止状態のデータを暗号化することができます。この鍵は、顧客のデータの暗号化に使用されず、データ暗号化キーの暗号化に使用されます。デフォルトでは、Compute Engine は Compute Engine キーを使用してこのデータを暗号化します。

マシン API を使用して、顧客管理の鍵で暗号化を有効にすることができます。まず KMS キーを作成 し、適切なパーミッションをサービスアカウントに割り当てる必要があります。サービスアカウントが鍵を使用できるようにするには、KMS キー名、キーリング名、および場所が必要です。

注記

KMS の暗号化に専用のサービスアカウントを使用しない場合は、代わりに Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントが使用されます。専用のサービスアカウントを使用しない場合、デフォルトのサービスアカウントに、キーにアクセスするためのパーミッションを付与する必要があります。Compute Engine のデフォルトのサービスアカウント名は、service-<project_number>@compute-system.iam.gserviceaccount.com パターンをベースにしています。

手順

  1. KMS キー名、キーリング名、および場所を指定して以下のコマンドを実行し、特定のサービスアカウントが KMS キーを使用し、サービスアカウントに正しい IAM ロールを付与できるようにします。 

    gcloud kms keys add-iam-policy-binding <key_name> \
  --keyring <key_ring_name> \
  --location <key_ring_location> \
  --member "serviceAccount:service-<project_number>@compute-system.iam.gserviceaccount.com” \
  --role roles/cloudkms.cryptoKeyEncrypterDecrypter

  2. マシンセット YAML ファイルの providerSpec フィールドで暗号化キーを設定します。以下に例を示します。 

    providerSpec:
  value:
    # ...
    disks:
    - type:
      # ...
      encryptionKey:
        kmsKey:
          name: machine-encryption-key
    1 
    
          keyRing: openshift-encrpytion-ring
    2 
    
          location: global
    3 
    
          projectID: openshift-gcp-project
    4 
    
        kmsKeyServiceAccount: openshift-service-account@openshift-gcp-project.iam.gserviceaccount.com
    5
    1
    ディスク暗号化に使用される顧客管理の暗号鍵の名前。
    2
    KMS キーが属する KMS キーリングの名前。
    3
    KMS キーリングが存在する GCP の場所。
    4
    オプション: KMS キーリングが存在するプロジェクトの ID。プロジェクト ID が設定されていない場合、マシンセットが作成されたマシンセットの projectID が使用されます。
    5
    オプション: 指定の KMS キーの暗号化要求に使用されるサービスアカウント。サービスアカウントが設定されていない場合、Compute Engine のデフォルトのサービスアカウントが使用されます。

    更新された providerSpec オブジェクト設定を使用して新規マシンが作成された後に、ディスクの暗号化キーは KMS キーを使用して暗号化されます。

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