Kubespray

明けましておめでとうございます。 本年もどうぞよろしくお願いいたします。 扨、もう一昨年になりますが、趣味サーバーのインフラをKubernetesで整えた件 という記事を投稿しました。 その後紆余曲折ございまして、これらを再構成しましたので、改めて記録に残しておこうと思います。 紆余曲折 まずは紆余曲折とは？という話から始めましょう。 当時、Kubernetes用のPersistent VolumeはGlusterFSを使用していました。最初はこれで問題なかったのですが、一部のアプリケーション(具体的にはRedmine)を動かしていく上で、非常に速度が遅い、ということが問題となりました。 調査の上、どうやら遅い原因がGlusterFSであり、Cephに置き換えることである程度速度を改善することができそうだ、という見込みが立ったため、前述の記事を投稿してから約二ヶ月後にGlusterFSをCeph RBDへと置き換えました 。 その後、NTT-X Store でSSDが安かったため、12台ほどSSDを購入、すべての物理ボリュームをHDDからSSDに置き換え、RAID1+0で再構成しました。 同時に、以前はローカルボリュームを直接使用していたOpenNebulaのストレージ部も分散構成にするべく、物理マシン上に直接Cephを構成、これをOpenNebulaとKubernetesでシェアする形にしました。 これでうまくいったか？と思ったのですが、どっこい、どうやらDL360G6のRAIDカードとSSDの相性(しかもファームウェア単位)が悪いらしく、一週間〜一ヶ月程度で、故障もないのにRAIDから抜けてしまう、という問題が発生しました。 on Kubernetes on OpenNebulaで稼働していた本ブログの運用にも影響が出たため、一旦本ブログを(今は亡き)CloudGarage へと退避、SSDの交換をNTT-X Storeへと申請しました。 その後無事SSDは新品交換され、その間に某社 から廃棄するということでいただいてきたDL360G7が三台ほど導入されたため、これを基盤として再度プライベートクラウド基盤を構築することと相成りました。 現在の構成 再構成した、とはいえ、構成は大きくは変わっていません。 IaaS基盤としてOpenNebula/KVMを使用しているのも変わりませんし、コンテナ基盤としてKubernetesを使用しているのも変わりません。 強いて言えば、本ブログのストレージは最近までSQLiteを使用していましたが、外部MySQLへと移行したくらいでしょうか。 物理層 物理サーバとしては前述の通り、DL360G7を使用しています。適当にメモリを増設しており、それぞれ次の様になっています。 8コア16スレッド、36GB 8コア16スレッド、47GB 8コア16スレッド、49GB メモリの量はできるだけそろえたかったんですが、計算が面倒うまくそろえることができませんでした。 OSはCentOS 7を使用しています。最初はCentOS 8でやろうとしたんですが、もろもろパッケージがうまくインストールできず、7に落ち着きました。なんとかなってくれ。 これらに、OpenNebulaおよびCeph MIMICをインストールしてあります。Ceph Nautilusにアップデートしたいんですが、安定しているのだろうか・・・ VM層 OpenNebula/KVMを使用したIaaSの上にVMをポチポチと立てられるようになっています。OpenNebulaのストレージはCephを使用しています。VMも基本的にはCentOS 7を使用しています。 また、DBやPrometheusなど一部のアプリケーションをVMとして構築してあります。 以前はK8s上でPrometheusなども管理していたのですが、(主にストレージの)管理が面倒だったので、今回はVMにDockerをインストールして個別に起動しています。 コンテナ層 コンテナ基盤はKubernetesで、相も変わらずKubespray を使用して構築しています。便利便利。現在はKubernetes 1.16.3です。 PersistentVolume用のStorageClassはPM上のCephをOpenNebulaと共用で使用しています。手前味噌ですが、Ceph RBDをKubernetesのStorageClassとして登録する を見ながら設定しました。 Service type LoadBalancerの実装としてMetalLB を、Ingress実装としてNGINX Ingress Controller を導入してあります。また、HTTPSの証明書を自動設定するため、cert-manager を導入しています。以前はうまくインストールできないことがあり困ったりもしたのですが、今回は特にトラブルもなくスムーズに導入できました。だいぶCRDの構造が変わっていたので、以前導入していて、再度構成する必要がある人は注意が必要かもしれません。 証明書を取得する方法はDNS01で、CloudFlareを使用しているのも変わりません。

趣味でサーバー運用をしています。札幌在住の大学生時代から運用を開始し、引っ越しに伴い朝霞へ移設、現在はコミュニティで使用している自宅外のラックへ移設されましたが、変わらず動いています。 この「趣味サーバー」は購入当初からKVMをベースとした(OpenNebula を使用しています)プライベートクラウド基盤として使用してきました。今も変わらずベースはOpenNebula/KVMなのですが、この度晴れてKubernetes を中心とした構成に組み替えたのでご紹介します。 尚、サーバ台・電気代・インターネット代を除くソフトウェア料金は基本的に無料で済んでいます。 物理層 このプライベートクラウド基盤は3層で構成されています。 その最も下の層が物理層です。その名の通り物理サーバそのものですね。物理サーバとしてDELLのR410(ヤフオクで1万弱で購入・4コア8スレッド×2、メモリ16GB)とDL360Gen6一号機(会社の処分品をもらってきた・4コア4スレッド×2、メモリ24GB)、DL360Gen6二号機(会社の処分品をもらってきた・4コア8スレッド×2、メモリ24GB)の三台で、それぞれubuntu 16.04LTSがインストールされています。落ち着いたら18.04LTSにアップデートしたい。 基本的に電源やLANは冗長化されておらず、電源やNICに問題があると即死亡となります。 VM層 物理層の上に構成されているのがVM層です。OpenNebula/KVMを使用しており、Web UIからポチポチッとVMを作成できます。今回Kubernetesで整える前は、VMとしてnginx インスタンスを作成し、外からの80/443ポートへのアクセスを捌くリバースプロキシとして使用していました。本ブログも長らく単体VM上のDocker コンテナとして稼働していました。基本的にVMにはCentOS 7をインストールしています。 今回の構成変更で、VMは基本的にKubernetesのノードとして使うように変更、直接VM上で動作しているのはオブジェクトストレージを提供するminio とブロックストレージを提供するGlusterFS のみとなりました。 尚、GlusterFSクラスタの構成にはheketi を使用しました。 コンテナ層 最も上の層がコンテナ層です。ここまでの話からわかるように、Kubernetesクラスタを構成しています。四台のCentOS 7をクラスタノードとして使用、Kubernetes自体の構成管理はkubespray を使用しています。現在はKubernetes 1.11.1です。本ブログもKubernetes上のコンテナとして動いています。 Persistent VolumeとしてVM上に構成したGlusterFSを使用、本ブログ等のバックアップ先としてminioを使用しています。 当初はVM上に構成したnginxインスタンスをそのままリバースプロキシとして使用していましたが、本ブログを含めたアプリケーションを順次Kubernetesクラスタ上のコンテナとして移設していった結果、nginxのVMだけ別になっていることに不便を感じるようになりました(リバースプロキシの設定は手作業で設定しなければなりませんし・・・)。しかし、VM上のnginxリバースプロキシを廃するためには、二つの問題点がありました。 素KubernetesではIngress が使用できないため、ホスト名ベースの振り分けが出来ない Let’s Encrypt の証明書を管理するVMがいなくなる これらを解決しないことにはnginx VMを削除できません。 解決のためにまず、kind: Ingressを使用するための実装としてingress-nginx を使用することにしました 。Ingressが使用できるようになることで、クラスタ外のリバースプロキシを挟まずともホスト名ベースの振り分けが出来るようになります。 ingress-nginxはService type: NodePortでも使用できるのですが、折角なのでService type: LoadBalancerを使用したいですよね？type: LoadBalancerを使用するための実装としてMetalLB を使用することにしました 。これにより、ingress-nginxに対してクラスタ外のIPアドレスを割り当てることが出来るようになります。 次に、Let’s Encryptの証明書を管理するため、cert-manager を導入しました。cert-managerはkubesprayの導入時にアドオンとしても導入することが出来、今回はkubesprayのアドオンとして導入しました。これはその名の通り、証明書をKubernetesのリソースとして管理することが出来るツールです。最初はLet’s Encryptのacme api v02に上手くアクセスできない、ワイルドカードでの証明書取得が出来ないなど躓きましたが、Let’s Encryptに上手くアクセスできない問題は最近のkubesprayで比較的新しいバージョンのcert-managerを導入することで解決できました。ワイルドカードでの証明書が取得できない問題は、元々webroot(HTTP01)で証明書を取得していたのが原因のため、DNS01へ切り替えました。Gehirn DNS を使用していましたが、上手くいかなかったためCloudflare DNS に切り替え、事なきを得ました。 これらにより、nginx VMを廃し、ルーターでの80/443のNAPT設定をすべてKubernetesクラスタへと向けることが出来るようになりました(OpenNebulaやminio等へのアクセスはtype: ExternalNameを使用)。 VMがぐっと減り、ストレージ用途以外のVMを直接触らなければいけないことも減りました。めでたしめでたし。 使っているものまとめ Ubuntu CentOS Kubernetes (GitHub ) ...

TL;DR ingress-nginxを使用するとオンプレでもIngressを使用出来る MetalLBと組み合わせる Ingress IngressはKubernetes の機能の一つで、L7 LoadBalancerの機能を持ちます。先日紹介した type LoadBalancerは、L4 LoadBalancerで、クラスタ内のDNSで名前解決をし、IP制限などをすることが出来ます。それに対し、Ingressでは、HTTPSの終端となることが出来、ホスト名ベース・パスベースのルーティングを行うことが出来ます。 通常、オンプレでKubernetesを構築した場合、Ingress Controllerと呼ばれる、Ingressを作成する機能が無いためにIngressを使用することが出来ません。 しかし、折角Kubernetesを使用しているのに、ホスト名ベースのルーティングをクラスタ外のロードバランサーに設定するのは面倒です。 どうせならIngress、使いたいですね？ そこで使用できるのがingress-nginx (GitHub: kubernetes/ingress-nginx )です。ingress-nginxはその名のとおり、nginxを使用したIngress Controllerです。Ingressリソースの作成時に、nginxの設定をConfigMapとして保存することでIngressの作成を実現します。 Install MetalLBをインストール している場合、次の二つのコマンドを実行することでインストールできます。 1 2 $ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/mandatory.yaml $ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/provider/cloud-generic.yaml 二行目のコマンドはドキュメント上では docker for macのコマンドとして記載されていますが、type: LoadBalancerが使用できるクラスタ一般で使用できます。 インストールが完了したら、ingress-nginxのサービスにIPアドレスが割当たります。 1 2 3 4 $ kubectl get svc -n ingress-nginx NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE default-http-backend ClusterIP 10.233.50.56 <none> 80/TCP 2d ingress-nginx LoadBalancer 10.233.47.246 192.168.1.100 80:30431/TCP,443:30017/TCP 2d 実際にブラウザでingress-nginxのIPアドレスにアクセスしてみて、default backend - 404と表示されれば正常に動作しています。 ...

3ヶ月ほど前に、kubesprayを使用してkubernetes clusterを構築する という、kubespray とkubespray-cliを使用してKubernetesクラスタを構築する記事を書きました。 しかし、kubespray-cliはすでにdeprecatedだということなので 、kubespray-cliを使用せずにkubesprayでクラスタを構築する手順をまとめておきます。 要件 kubesprayを使用してkubernetesクラスタを構築するための要件は以下のようになっています。 ansible 2.4以降とpython-netaddr (python-netaddrを忘れがちなので注意) pip install ansible netaddr Jinja 2.9以降(ansibleの依存でインストールされると思います) 構築先サーバがインターネットに接続できること 構築先サーバでswapが無効化されていること 構築先サーバでIPv4 forwardingが有効になっていること sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1する(再起動するまで) /etc/sysctl.confにnet.ipv4.ip_forward = 1と記入する(再起動後) Ansibleを実行するマシンから構築先サーバにSSH鍵が渡されていること ファイアウォールが無効化されていること ファイアウォールの設定をしっかりできる人は有効でも また、kubesprayには(kubespray-cliのような)inventory生成ツールが付属されており、これを利用する場合はpython3系である必要が有ります。 構成 前回の記事同様、以下のIPを持った三台のサーバを対象として構築してみます。 192.168.1.11 192.168.1.12 192.168.1.13 それぞれ、IPv4 forwardingが有効化され、firewalldを無効化し、Python 3をインストール済みのCentOS 7のサーバとします。また、kubesprayを実行するローカルマシンから、各サーバのrootユーザにSSH鍵を配置1済みとします。 手順 準備 まず、kubesprayをダウンロードします。 1 2 $ git clone https://github.com/kubernetes-incubator/kubespray $ cd kubespray リポジトリのクローンが完了したら、ansibleなどの依存モジュールを導入します2。 1 kubespray$ pip install -r requirements.txt 次に、ansible用のインベントリを作成します。 1 2 3 kubespray$ cp -rfp inventory/sample inventory/mycluster kubespray$ declare -a IPS=(192.168.1.11 192.168.1.12 192.168.1.13) CONFIG_FILE=inventory/mycluster/hosts.ini python3 contrib/inventory_builder/inventory.py ${IPS[@]} IPSは対象サーバのIPに合わせて定義をします。 また、環境によっては、python3コマンドではなく、pythonコマンドでPython 3が実行される場合も有ります。適宜読み替えてください。 ...

注意: 情報が古くなっています。新しい情報にあわせて記事を書いた ので、そちらをご覧ください。 kubespray はproduction readyなkubernetes(k8s)クラスタを構成できるツールです。 Ansible をベースに作られているため、任意のサーバでk8sクラスタを構成できます。 今回は、3台のVMを用意してクラスタを構成してみます1。 検証環境 今回用意したVMは以下の構成です。 2Core 8GB RAM 80GB HDD CentOS 7 IPアドレスは以下の様になっているものとします。 192.168.1.11 192.168.1.12 192.168.1.13 また、kubesprayを実行するローカルの環境はmacOS Sierraです。 各ホストのrootユーザに対してSSH鍵は配置済み、firewalldは無効化されているとします。 requirements 実行する環境に、Ansible が必要なため、pipでインストールします。23 1 $ pip install ansible install kubespray-cli kubespray自体もpipでインストールします。 1 $ pip install kubespray prepare 設定ファイルを生成するため、kubespray prepareを使用します。 1 $ kubespray prepare --nodes node1[ansible_ssh_host=192.168.1.11] node2[ansible_ssh_host=192.168.1.12] node3[ansible_ssh_host=192.168.1.13] deploy 以下のコマンドでk8sクラスタをデプロイします。 1 $ kubespray deploy -u root -n flannel 今回はflannel ネットワークプラグインで構成しました。 kubesprayは、次のネットワークプラグインを使用してクラスタを構成することができます。 flannel 4 calico 5 canal contiv 6 weave 7 あとは構成が終了するのを待つだけです。 ...