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第 18 章 AWS Local Zone 任务

在 Amazon Web Services (AWS)上安装 OpenShift Container Platform 后，您可以进一步配置 AWS Local Zones 和边缘计算池，以便您可以扩展并自定义集群来满足您的需要。

18.1. 将现有集群扩展为使用 AWS Local Zones
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作为安装后任务，您可以扩展 Amazon Web Services (AWS)上的现有 OpenShift Container Platform 集群，以使用 AWS Local Zones。

将节点扩展到 Local Zone 位置包括以下步骤：

  • 调整 cluster-network 最大传输单元(MTU)
  • 在 Local Zone 组中选择 AWS Local Zones
  • 在现有 VPC 中为 Local Zone 位置创建子网
  • 创建机器集清单，然后在每个 Local Zone 位置创建节点
重要

在扩展 AWS 上的现有 OpenShift Container Platform 集群前，请检查现有的 VPC 是否包含可用的 Classless Inter-Domain Routing (CIDR) 块。创建子网需要这些块。

18.1.1. Edge 计算池和 AWS 本地区域
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边缘 worker 节点是在 AWS Local Zones 位置中运行的污点 worker 节点。

在部署使用 Local Zones 的集群时，请考虑以下点：

  • 本地区域中的 Amazon EC2 实例比可用区中的 Amazon EC2 实例的成本更高。
  • 应用程序和最终用户之间的延迟较低在本地区域中，延迟可能会因位置而异。例如，在 Local Zones 和 Availability Zones 混合了入口流量时，一些工作负载会有一个延迟影响。
重要

通常，本地区中的 Amazon EC2 实例和 Region 中的 Amazon EC2 实例之间的最大传输单元 (MTU) 为 1300。如需更多信息，请参阅 AWS 文档中的 Local Zones 如何工作。对于开销，集群网络 MTU 必须总是小于 EC2 MTU。具体开销由您的网络插件决定，例如：

  • OVN-Kubernetes: 100 字节
  • OpenShift SDN: 50 字节

网络插件可以提供额外的功能，如 IPsec，它们还必须减少 MTU。如需更多信息，请参阅文档。

OpenShift Container Platform 4.12 引入了一个新的计算池 edge，用于在远程区中使用。边缘计算池配置在 AWS Local Zones 位置之间很常见。由于 Local Zone 资源上的 EC2 和 EBS 等资源的类型和大小限制，默认的实例类型可能与传统的 worker 池不同。

Local Zone 位置的默认 Elastic Block Store (EBS) 是 gp2，它与常规 worker 池不同。根据区上的实例产品，边缘计算池中的每个 Local Zone 使用的实例类型可能与 worker 池不同。

边缘计算池创建新的标签，供开发人员用来将应用程序部署到 AWS Local Zones 节点上。新标签包括：

  • node-role.kubernetes.io/edge=''
  • machine.openshift.io/zone-type=local-zone
  • machine.openshift.io/zone-group=$ZONE_GROUP_NAME

默认情况下，边缘计算池的机器集定义 NoSchedule 污点，以防止常规工作负载分散到 Local Zone 实例中。只有用户在 pod 规格中定义容限时，用户才能运行用户工作负载。

您可能需要更改集群网络的最大传输单元(MTU)值，以便集群基础架构可以支持 Local Zone 子网。

18.1.2.1. 关于集群 MTU
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在安装集群网络的最大传输单元(MTU)期间，会根据集群中节点的主网络接口的 MTU 自动检测到。您通常不需要覆盖检测到的 MTU。

您可能希望因为以下原因更改集群网络的 MTU：

  • 集群安装过程中检测到的 MTU 不正确。
  • 集群基础架构现在需要不同的 MTU，如添加需要不同 MTU 的节点来获得最佳性能

您只能为 OVN-Kubernetes 和 OpenShift SDN 集群网络插件更改集群 MTU。

18.1.2.1.1. 服务中断注意事项
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当您为集群启动 MTU 更改时，以下效果可能会影响服务可用性：

  • 至少需要两个滚动重启才能完成迁移到新的 MTU。在此过程中，一些节点在重启时不可用。
  • 部署到集群的特定应用程序带有较短的超时间隔，超过绝对 TCP 超时间隔可能会在 MTU 更改过程中造成中断。
18.1.2.1.2. MTU 值选择
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在规划 MTU 迁移时，需要考虑两个相关但不同的 MTU 值。

  • Hardware MTU ：此 MTU 值根据您的网络基础架构的具体设置。

  • Cluster network MTU ：此 MTU 值始终小于您的硬件 MTU，以考虑集群网络覆盖开销。具体开销由您的网络插件决定：

    • OVN-Kubernetes:100 字节
    • OpenShift SDN: 50 字节

如果您的集群为不同的节点需要不同的 MTU 值，则必须从集群中任何节点使用的最低 MTU 值中减去网络插件的开销值。例如，如果集群中的某些节点的 MTU 为 9001，而某些节点的 MTU 为 1500，则必须将此值设置为 1400。

重要

为了避免选择节点无法接受的 MTU 值，请使用 ip -d link 命令验证网络接口接受的最大 MTU 值 (maxmtu)。

18.1.2.1.3. 迁移过程如何工作
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下表对迁移过程进行了概述，它分为操作中的用户发起的步骤，以及在响应过程中迁移过程要执行的操作。

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表 18.1. 集群 MTU 的实时迁移
用户发起的步骤OpenShift Container Platform 活动

在 Cluster Network Operator 配置中设置以下值：

  • spec.migration.mtu.machine.to
  • spec.migration.mtu.network.from
  • spec.migration.mtu.network.to

Cluster Network Operator(CNO) ：确认每个字段都设置为有效的值。

  • 如果硬件的 MTU 没有改变，则 mtu.machine.to 必须设置为新硬件 MTU 或当前的硬件 MTU。这个值是临时的，被用作迁移过程的一部分。如果您指定了与现有硬件 MTU 值不同的硬件 MTU，您必须手动将 MTU 配置为持久，如机器配置、DHCP 设置或 Linux 内核命令行。
  • mtu.network.from 字段必须等于 network.status.clusterNetworkMTU 字段，这是集群网络的当前 MTU。
  • mtu.network.to 字段必须设置为目标集群网络 MTU，且必须小于硬件 MTU，以允许网络插件的覆盖开销。对于 OVN-Kubernetes，开销为 100 字节，OpenShift SDN 的开销为 50 字节。

如果提供的值有效，CNO 会生成一个新的临时配置，它将集群网络集的 MTU 设置为 mtu.network.to 字段的值。

Machine Config Operator(MCO) ：执行集群中每个节点的滚动重启。

重新配置集群中节点的主网络接口 MTU。您可以使用各种方法完成此操作，包括：

  • 使用 MTU 更改部署新的 NetworkManager 连接配置集
  • 通过 DHCP 服务器设置更改 MTU
  • 通过引导参数更改 MTU

N/A

在网络插件的 CNO 配置中设置 mtu 值，并将 spec.migration 设置为 null。

Machine Config Operator(MCO) ：使用新的 MTU 配置执行集群中每个节点的滚动重启。

18.1.2.2. 更改集群 MTU
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作为集群管理员，您可以更改集群的最大传输单元(MTU)。当 MTU 更新推出时，集群中的迁移具有破坏性且节点可能会临时不可用。

先决条件

  • 已安装 OpenShift CLI（oc）。
  • 使用具有 cluster-admin 权限的用户登陆到集群。

  • 已为集群识别目标 MTU。正确的 MTU 因集群使用的网络插件而异：

    • OVN-Kubernetes: 集群 MTU 必须设置为比集群中的最低硬件 MTU 值小 100。
    • OpenShift SDN ：集群 MTU 必须设置为比集群中的最低硬件 MTU 值小 50。集群中的最低硬件 MTU 值。
  • 如果您的节点是物理计算机，请确保集群网络和连接的网络交换机支持巨型帧。
  • 如果您的节点是虚拟机 (VM)，请确保虚拟机监控程序和连接的网络交换机支持巨型帧。

流程

要增加或减少集群网络的 MTU，请完成以下步骤。

  1. 要获得集群网络的当前 MTU，请输入以下命令： 

    $ oc describe network.config cluster
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    输出示例

    ...
Status:
  Cluster Network:
    Cidr:               10.217.0.0/22
    Host Prefix:        23
  Cluster Network MTU:  1400
  Network Type:         OpenShiftSDN
  Service Network:
    10.217.4.0/23
...
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  2. 要开始 MTU 迁移，请输入以下命令指定迁移配置。Machine Config Operator 在集群中执行节点的滚动重启，以准备 MTU 更改。 

    $ oc patch Network.operator.openshift.io cluster --type=merge --patch \
  '{"spec": { "migration": { "mtu": { "network": { "from": <overlay_from>, "to": <overlay_to> } , "machine": { "to" : <machine_to> } } } } }'
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    其中：

    <overlay_from>
    指定当前的集群网络 MTU 值。
    <overlay_to>
    指定集群网络的目标 MTU。这个值相对于 <machine_to>，对于 OVN-Kubernetes，值必须小 100，OpenShift SDN 必须小 50。
    <machine_to>
    指定底层主机网络上的主网络接口的 MTU。

    增加集群 MTU 的示例

    $ oc patch Network.operator.openshift.io cluster --type=merge --patch \
  '{"spec": { "migration": { "mtu": { "network": { "from": 1400, "to": 9000 } , "machine": { "to" : 9100} } } } }'
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  3. 当 MCO 更新每个机器配置池中的机器时，它会逐一重启每个节点。您必须等到所有节点都已更新。输入以下命令检查机器配置池状态： 

    $ oc get mcp
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    成功更新的节点具有以下状态： UPDATED=true、UPDATING=false、DEGRADED=false。

    注意

    默认情况下，MCO 会一次在一个池中更新一个机器，从而导致迁移总时间随着集群大小的增加而增加。

  4. 确认主机上新机器配置的状态：

    1. 要列出机器配置状态和应用的机器配置名称，请输入以下命令： 

      $ oc describe node | egrep "hostname|machineconfig"
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      输出示例

      kubernetes.io/hostname=master-0
machineconfiguration.openshift.io/currentConfig: rendered-master-c53e221d9d24e1c8bb6ee89dd3d8ad7b
machineconfiguration.openshift.io/desiredConfig: rendered-master-c53e221d9d24e1c8bb6ee89dd3d8ad7b
machineconfiguration.openshift.io/reason:
machineconfiguration.openshift.io/state: Done
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      验证以下语句是否正确：

      • machineconfiguration.openshift.io/state 字段的值为 Done。
      • machineconfiguration.openshift.io/currentConfig 字段的值等于 machineconfiguration.openshift.io/desiredConfig 字段的值。

    2. 要确认机器配置正确，请输入以下命令： 

      $ oc get machineconfig <config_name> -o yaml | grep ExecStart
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      这里的 <config_name> 是 machineconfiguration.openshift.io/currentConfig 字段中机器配置的名称。

      机器配置必须包括以下对 systemd 配置的更新： 

      ExecStart=/usr/local/bin/mtu-migration.sh
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