MirantisKubernetes で Istio Ingress

はじめに

前回は以下の記事で MirantisKubernetes (旧 DockerEnterprise) を構築してみました。

MirantisKubernetes構築（旧DockerEnterprise）
https://qiita.com/t_ume/items/2350e4f3cf283de38aac

今回は構築した MirantisKubernetes に Istio Ingress を導入し外部から Pod にアクセスを行ってみます。
構築にあたり、CREATIONLINE さんのページを参考にさせて頂きました。

Istio Ingress入門：Kubernetesアプリのトラフィックを簡単に管理する方法
https://www.creationline.com/lab/35694)

また Istio についての図解は以下のサイトが分かりやすかったので、ご紹介までに。

Istio 導入への道 – 図解
https://blog.1q77.com/2020/03/istio-part10/

環境構成

MirantisKubernetes の構築は上記にある前回の記事を参考に構築しています。

ホストマシン

• Windows 10 Pro (20H2)
• VirtualBox：6.1.16
• Vagrant：2.2.14

ゲストマシン

• ubuntu：18.04.5
• docker-ee：19.03.12
• k8s：1.18.8
• launchpad：1.1.0

役割	ホスト名	台数	vCPU	Memory	IP Address
Manager	k8s01	1	4	16 Gi	192.168.10.70
Worker	k8s02	1	4	16 Gi	192.168.10.71
Client	lpd01	1	2	8 Gi	192.168.10.72

※Windows 側の hosts ファイル (C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts) に以下を登録しています
※「k8s01」は WebUI 用に、「httpbin.internal」はアクセス確認用に登録しています

192.168.10.71 k8s01
192.168.10.70 httpbin.internal

IngressGateway 作成

まずは Istio を構築します。GUI からさくっと作れます。

1. 左メニューから「admin」⇒「Admin Settings」をクリック
2. 「Ingress」をクリックし「HTTP ingress for Kubernetes」画面が表示される
3. 「HTTP ingress for Kubernetes enabled」を有効化（クリックすると●が右に移動し、色が灰色から青に変わる）
4. 「Save」をクリックして完了

※外部アクセスとして NodePort でサービスが公開されます。
　また、ポート指定が「Configure proxy」で出来ます。
　（デフォルトでは HTTP：33000、HTTPS：33001 で公開されます）
※注意書きにもあるのですが導入されるのは Istio Ingress のみのため、フルサービスメッシュの導入、関連する UI の導入をする場合は一般的なIstioの導入をお勧めします

Istio Getting Started
https://istio.io/latest/docs/setup/getting-started/

「Save」すると通知のポップアップが出ます。
「Dashboad」の画面に戻り、デプロイを確認します。

1. 「Kubernetes」⇒「Namespaces」をクリック
2. 「istio-system」をマウスオーバーし、「Set Context」をクリックすると、対象「Namespace」が変更されます
   ※「Namespaces」の下の灰色の枠の表示が変わります
   
3. 「Controllers」、「Services」、「Pods」などを確認し、istio の各コンポーネントが構築されていることを確認します
   

Pod デプロイ

アクセス確認用に Pod を作成します。

1. 「Kubernetes」⇒「Namespaces」で対象の「Namespace」を「default」に戻します
2. 「Kubernetes」の下にある「Create」をクリックしするとオブジェクトの作成画面が表示されます
3. 「Namespace」で「default」を選択し、「Object YML」に以下を入力し、「Create」をクリックします

SamplePod

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: httpbin
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: httpbin
  labels:
    app: httpbin
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 8000
    targetPort: 80
  selector:
    app: httpbin
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: httpbin
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: httpbin
      version: v1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: httpbin
        version: v1
    spec:
      serviceAccountName: httpbin
      containers:
      - image: docker.io/asankov/httpbin:1.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: httpbin
        ports:
        - containerPort: 80

これでデプロイ完了です。
「Controllers」や「Pods」で Pod が起動していることを確認しましょう。

Gateway / VirtualService 作成

最後にアクセス用の設定を行っていきます。
受け口の「Gateway」と経路設定の「VirtualService」を作成していきます。

Gateway 作成

1. 「Kubernetes」⇒「Ingress」と辿り、「Gateways」タブの「Create」をクリック
2. 以下を指定し、「Generate YML」をクリック
   Gateway name：httpbin-gateway
   Protocol：HTTP
   Port number：80
   Port name：gateway-port
   Hosts：*
3. 生成された yaml が表示されます。
   「Namespace」で「default」を選択し、「Create」をクリックし作成します

VirtualService 作成

次に VirtualService を作成します。

1. 「Kubernetes」⇒「Ingress」と辿り、「Virtual Services」タブの「Create」をクリック
2. 以下を指定し、「Generate YML」をクリック
   Virtual service name：httpbin-vs
   Hosts：*
   Gateways：httpbin-gateway
3. 生成された yaml が表示されます。「Namespace」で「default」を選択します。
   行末に以下を追記し、「Create」をクリック

VirtualService

・・・
  gateways:
    - httpbin-gateway
以下を追記
  http:
  - match:
    - uri:
        prefix: /
    route:
    - destination:
        host: httpbin
        port:
          number: 8000

アクセス確認（IP / Port 指定）

設定が完了したのでアクセスしてみます。
http://<worker ノードのIP>:33000
※今回の設定では「http://192.168.10.72:33000/」

今度は FQDN でアクセスできるように設定を変更していきます。

Gateway / VirtualService 修正

Gateway 修正

1. 「Kubernetes」⇒「Ingress」と辿り、「Gateways」タブで「httpbin-gateway」をクリック
2. 右上の歯車アイコンをクリックし、yaml 編集画面が表示されるので以下を修正し、「Save」をクリック

・・・
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
  servers:
  - hosts:
    - 'httpbin.internal'　　★「*」から「httpbin.internal」に修正
    port:
・・・

VirtualService 修正

1. 「Kubernetes」⇒「Ingress」と辿り、「Virtual Services」タブで「httpbin-vs」をクリック
2. 右上の歯車アイコンをクリックし、yaml 編集画面が表示されるので以下を修正し、「Save」をクリック

spec:
  gateways:
  - httpbin-gateway
  hosts:
  - 'httpbin.internal'　　★「*」から「httpbin.internal」に修正
  http:
・・・

nginx 構築

FQDN アクセス用に今回はリバースプロキシとして nginx を構築します。
テスト用なので launchpad を動かしたサーバ（lpd01：192.168.10.70）に構築します。

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install nginx
$ nginx -v
nginx version: nginx/1.14.0 (Ubuntu)

アクセス用に設定ファイルを作成します。
※server_name：アクセス FQDN
※proxy_pass：転送先サーバの IP / Port
※istio が HTTP/1.0 では受信出来ないため、「proxy_http_version」で 1.1 を指定
※リクエストヘッダにホストヘッダを指定するため「proxy_set_header」を指定

$ sudo vi /etc/nginx/conf.d/httpbin.internal
以下を入力
server {
    server_name httpbin.internal;

    location / {
        proxy_pass http://192.168.10.72:33000;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

設定ファイルを確認し、nginx に再読み込みさせます。

$ sudo nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

$ sudo systemctl reload nginx

アクセス確認（FQDN 指定）

環境構成 の作業で hosts に FQDN を設定していたので、以下でアクセスし確認します。
http://httpbin.internal/

まとめ

今回は Mirantis Kubernetes で Istio Ingress を利用してみました。
作業自体は簡単に導入できるのですが、Gateway や VirtualService などの設計をしていくのが難しいのかなと感じました。
特に VirtualService の設定は色々指定できるので、本家サイトを読んで勉強できればと思います。

Istio Virtual Service
https://istio.io/latest/docs/reference/config/networking/virtual-service/

※ちなみに FQDN を利用して画面を出すのに数日かかりました、ずっと 404 で・・・
　nginx でリクエストヘッダに Host を付与し忘れていて（泣）

404 if VirtualService.spec.hosts is set to FQDN
https://github.com/istio/istio/issues/11828