第1章 ネットワーク設定について
ネットワークのカスタマイズとデフォルト設定を Red Hat build of MicroShift デプロイメントに適用する方法を学びます。各ノードは単一のマシンと単一の Red Hat build of MicroShift に含まれているため、デプロイごとに個別の構成、Pod、および設定が必要です。
クラスター管理者は、クラスターで実行されるアプリケーションを外部トラフィックに公開し、ネットワーク接続のセキュリティーを保護するための複数のオプションがあります。
- NodePort などのサービス
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IngressやRouteなどの API リソース
デフォルトで、Kubernetes は各 Pod に、Pod 内で実行しているアプリケーションの内部 IP アドレスを割り当てます。Pod とそのコンテナーの間にはトラフィックを配置できますが、NodePort などのサービスで公開されている場合を除き、クラスター外のクライアントは Pod に直接ネットワークアクセスできません。
1.1. OVN-Kubernetes ネットワークプラグインについて
OVN-Kubernetes は、Red Hat build of MicroShift デプロイメントのデフォルトのネットワークソリューションです。OVN-Kubernetes は、Open Virtual Network (OVN) に基づく Pod およびサービス用の仮想化ネットワークです。OVN-Kubernetes Container Network Interface (CNI) プラグインは、クラスターのネットワークプラグインです。OVN-Kubernetes ネットワークプラグインを使用するクラスターは、ノードで Open vSwitch (OVS) も実行します。OVN は、宣言ネットワーク設定を実装するようにノードで OVS を設定します。
1.1.1. ネットワークトポロジー
OVN-Kubernetes は、オーバーレイベースのネットワーク実装を提供します。このオーバーレイには、Service および NetworkPolicy の OVS ベースの実装が含まれています。オーバーレイネットワークは Geneve トンネルを使用するため、Pod の最大転送単位 (MTU) はホスト上の物理インターフェイスの MTU よりも小さく設定され、トンネルヘッダーが削除されます。
OVS は Red Hat build of MicroShift ノードで systemd サービスとして実行します。OVS RPM パッケージは、microshift-networking RPM パッケージへの依存関係としてインストールされます。OVS は、microshift-networking RPM がインストールされるとすぐに開始します。
1.1.1.1. IP 転送
ホストネットワーク sysctl net.ipv4.ip_forward カーネルパラメーターは、起動時に ovnkube-master コンテナーによって自動的に有効になります。これは、着信トラフィックを CNI に転送するために必要です。たとえば、ip_forward が無効になっている場合は、クラスターの外部から NodePort サービスにアクセスすると失敗します。
1.1.2. ネットワークパフォーマンスの最適化
デフォルトでは、リソース消費を最小限に抑えるために、OVS サービスに 3 つのパフォーマンス最適化が適用されます。
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ovs-vswitchd.serviceおよびovsdb-server.serviceへの CPU アフィニティー -
no-mlockallからopenvswitch.service -
ハンドラーと
revalidatorのスレッドをovs-vswitchd.serviceに限定
1.1.3. ネットワーク機能
Red Hat build of MicroShift 4.12 で利用可能なネットワーク機能には、以下があります。
- Kubernetes ネットワークポリシー
- 動的ノード IP
- 指定されたホストインターフェイス上のクラスターネットワーク
- セカンダリーゲートウェイインターフェイス
- デュアルスタック
Red Hat build of MicroShift 4.12 で利用できないネットワーク機能には、以下があります。
- Egress IP/ファイアウォール/QOS: 無効
- ハイブリッドネットワーク: サポートなし
- IPsec: サポートなし
- ハードウェアオフロード: サポートなし
1.1.4. Red Hat build of MicroShift ネットワーキングコンポーネントとサービスの概要
この簡単な概要では、Red Hat build of MicroShift でのネットワークコンポーネントとその操作を説明します。microshift-networking RPM は、ネットワーク関連の依存関係と systemd サービスを自動的に取り込み、ネットワークを初期化するパッケージです (microshift-ovs-init systemd サービスなど)。
- NetworkManager
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NetworkManager は、Red Hat build of MicroShift ノードで初期ゲートウェイブリッジを設定するのに必要です。NetworkManager および
NetworkManager-ovsRPM パッケージは、必要な設定ファイルを含むmicroshift-networkingRPM パッケージへの依存関係としてインストールされます。Red Hat build of MicroShift の NetworkManager はkeyfileプラグインを使用し、microshift-networkingRPM パッケージのインストール後に再起動します。 - microshift-ovs-init
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microshift-ovs-init.serviceは、microshift.service に依存する systemd サービスとして、microshift-networkingRPM パッケージによりインストールされます。OVS ゲートウェイブリッジを設定します。 - OVN コンテナー
2 つの OVN-Kubernetes デーモンセットが Red Hat build of MicroShift によってレンダリングおよび適用されます。
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ovnkube-master
northd、nbdb、sbdb、およびovnkube-masterコンテナーが含まれます。 ovnkube-node ovnkube-node には、OVN-Controller コンテナーが含まれています。
Red Hat build of MicroShift の起動後、OVN-Kubernetes デーモンセットが
openshift-ovn-kubernetesnamespace にデプロイされます。
-
ovnkube-master
- パッケージ
OVN-Kubernetes マニフェストと起動ロジックは Red Hat build of MicroShift に組み込まれています。
microshift-networkingRPM に含まれる systemd サービスと設定は次のとおりです。-
NetworkManager.service の
/etc/NetworkManager/conf.d/microshift-nm.conf -
ovs-vswitchd.service の
/etc/systemd/system/ovs-vswitchd.service.d/microshift-cpuaffinity.conf -
/etc/systemd/system/ovsdb-server.service.d/microshift-cpuaffinity.conf -
microshift-ovs-init.service の
/usr/bin/configure-ovs-microshift.sh -
microshift-ovs-init.service の
/usr/bin/configure-ovs.sh -
CRI-O サービスの
/etc/crio/crio.conf.d/microshift-ovn.conf
-
NetworkManager.service の
1.1.5. ブリッジマッピング
ブリッジマッピングにより、プロバイダーネットワークのトラフィックは、物理ネットワークに到達することが可能となります。トラフィックはプロバイダーネットワークから出て、br-int ブリッジに到達します。br-int と br-ex の間のパッチポートは、トラフィックがプロバイダーネットワークとエッジネットワークを通信できるようにします。Kubernetes Pod は、仮想イーサネットペアを介して br-int ブリッジに接続されます。仮想イーサネットペアの一端は Pod の namespace に接続され、他端は br-int ブリッジに接続されます。
1.1.5.1. プライマリーゲートウェイインターフェイス
ovn.yaml 設定ファイルで、目的のホストインターフェイス名を gatewayInterface として指定できます。指定されたインターフェイスは、CNI ネットワークのゲートウェイブリッジとして機能する OVS ブリッジ br-ex に追加されます。
1.1.5.2. セカンダリーゲートウェイインターフェイス
ovn.yaml 設定ファイルで、クラスターの ingress および egress 用に 1 つの追加のホストインターフェイスを設定できます。追加のインターフェイスは、2 番目の OVS ブリッジ br-ex1 に追加されます。追加のホストサブネットに向けられたクラスター Pod トラフィックは、br-ex1 を介して宛先 IP に基づいて自動的にルーティングされます。
CNI 設定に基づいて、2 つまたは 3 つの OVS ブリッジが作成されます。
- デフォルトのデプロイメント
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ovn.yaml設定ファイルでexternalGatewayInterfaceが指定されていません。 -
2 つの OVS ブリッジ
br-exとbr-intが作成されます。
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- カスタマイズされたデプロイメント
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externalGatewayInterfaceは、ovn.yaml設定ファイルでユーザーが指定します。 -
br-ex、br-ex1、br-intの 3 つの OVS ブリッジが作成されます。
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br-ex ブリッジは、microshift-ovs-init.service または手動で作成されます。br-ex ブリッジには、ホストネットワーク (アンダーレイ) と OVN ネットワーク (オーバーレイ) との間のトラフィックを区別する、静的にプログラムされた openflow ルールが含まれています。
br-int ブリッジは ovnkube-master コンテナーによって作成されます。br-int ブリッジには、クラスターネットワークトラフィックを処理する動的にプログラムされた openflow ルールが含まれています。
