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@zembutsu(Masahito Zembutsu)inさくらインターネット株式会社

kubeadm で高可用性クラスタを作成（参考訳：v1.11)

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kubeadm で高可用性クラスタを作成（参考訳：v1.11)

このドキュメントについて

現行バージョンの v1.11のドキュメント Creating Highly Available Clusters with kubeadm に対する今日現在の参考訳です。ドキュメントは常に更新されているため、最新版かつ正確な情報は、オリジナルのサイトをご覧ください。

Creating Highly Available Clusters with kubeadm

この手順書では、高可用性 Kubernetes クラスタを kubeadm でセットアップするための２つの方法を説明します。

  • マスタ群を使う。この方法は必要なインフラが少ないです。etcd メンバとコントロール・プレーンが同じ場所です。
  • 外部にある etd クラスタを使う。この方法は多くのインフラが必要です。コントロール・プレーンのノードと etcd メンバは別々です。

クラスタでは Kubernetes バージョン 1.11 以上を動かす必要があります。また、kubeadm で HA クラスタをセットアップするのは、まだ実験的ですのでご注意ください。そのため、クラスタのアップグレード時に問題が出るかもしれません。どちらか一方の手法を試して、フィードバックをください。

注意: このページではクラウド事業者上でクラスタを実行する方法を扱いません。おける負荷分散や永続的領域（PersistentVolume）といった、クラウド環境におけるサービス種別を利用するドキュメントはありません。

事前準備

いずれの手法でも、次のインフラが必要です：

  • kubeadm 動作条件 を持つマシンで３台のマスタを構成
  • kubeadm 動作条件 を持つマシンで３台のワーカを構成
  • クラスタ内の全てのマシンに対する、完全なネットワーク接続性（パブリックまたはプライベート・ネットワークどちらでも構わない）
  • システム上の全てのノードに SSH 接続できる手段
  • 全てのマシン上で sudo 特権

外部 etcd クラスタを使う場合のみ、以下も必要です：

  • etcd メンバ用に３台の追加マシン

メモ: 以下の例は Pod ネットワーク・プロバイダとして Calico を使用します。もしも他のネットワーク・プロバイダを動作する場合は、必要に応じて初期値を置き換えてください。

初めにする共通の手順

メモ: このガイドにおけるコントロール・プレーンや etcd ノード上でのコマンドは、root として実行すべきです。

  • ポッド CIDR を確認します。詳細については CNI ネットワーク資料 をご覧ください。Calico を使う場合、ポッド CIDR は 192.168.0.0/16 です。

SSH の設定

  1. メイン・デバイス上（訳者注：PCやサーバなど、作業用の環境）で ssh-agent を有効にします。これでシステム内の他のノードすべてにアクセスします。

    eval $(ssh-agent)

  2. セッションに自分の SSH 秘密鍵を追加します。

    ssh-add ~/.ssh/path_to_private_key

  3. ノード間の SSH 接続が正常に行えるかを確認します。

    • ノードに SSH するときは、 -A フラグを確認します。

      ssh -A 10.0.0.7

    • ノードで sudo を実行するときは、SSH 転送（forwarding）で持続するようにします。

      sudo -E -s

kube-apiserver 用のロードバランサを作成

メモ: ロードバランサには多くの設定方法があります。以下の例はそのうちの１つです。クラスタの要件によっては、別の設定が必要になるでしょう。

  1. DNS で名前解決する kube-apiserver ロードバランサを作成します。

    • クラウド環境では、TCP 転送ロードバランサの派小河にコントロール・プレーン・ノードを配置すべきでしょう。ロードバランサは、コントロール・プレーン・ノードの一覧から、正常なノードにトラフィックを分散します。apiserver に対するヘルスチェックとは、kube-apiserver が開く（listen）ポート（初期値： 6443）に対する TCP 確認です。

    • クラウド環境では、 IP アドレスを直接使う方法は推奨しません。

    • ロードバランサは全てのコントロール・プレーン・ノード上の apiserver ポートと通信できる必要があります。また、開いている（listening）ポートに対する受信トラフィック（incoming traffic）の許可も必要です。

  2. １つめのコントロール・プレーン・ノードをロードバランサに追加し、接続を確認します。

    nc -v LOAD_BALANCER_IP PORT
    • 接続拒否エラーが出た場合、予想されるのは apiserver がまだ実行していない場合です。タイムアウトとは、ロードバランサがコントロール・プレーン・ノードと通信できないのを意味します。もしもタイムアウトが発生したら、ロードバランサがコントロール・プレーン・ノードと通信できるように再設定します。

  3. 残りのコントロール・プレーン・ノードもロードバランサの対象グループに追加します。

積み重なる（スタックした）コントロール・プレーン・ノード

１台めのスタック用コントロール・プレーン・ノードを準備

  1. kubeadm-config.yaml テンプレート・ファイルを作成します:

    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha2
kind: MasterConfiguration
kubernetesVersion: v1.11.0
apiServerCertSANs:
- "LOAD_BALANCER_DNS"
api:
    controlPlaneEndpoint: "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT"
etcd:
  local:
    extraArgs:
      listen-client-urls: "https://127.0.0.1:2379,https://CP0_IP:2379"
      advertise-client-urls: "https://CP0_IP:2379"
      listen-peer-urls: "https://CP0_IP:2380"
      initial-advertise-peer-urls: "https://CP0_IP:2380"
      initial-cluster: "CP0_HOSTNAME=https://CP0_IP:2380"
    serverCertSANs:
      - CP0_HOSTNAME
      - CP0_IP
    peerCertSANs:
      - CP0_HOSTNAME
      - CP0_IP
networking:
    # This CIDR is a Calico default. Substitute or remove for your CNI provider.
    podSubnet: "192.168.0.0/16"

  2. テンプレートにある以下の変数を、自分のクラスタにあわせた適切な値に置き換えます。

    • LOAD_BALANCER_DNS
    • LOAD_BALANCER_PORT
    • CP0_HOSTNAME
    • CP0_IP

  3. kubeadm init --config kubeadm-config.yamlを実行します。

必要なファイルを他のコントロール・プレーン・ノードにコピー

kubeadm init を実行したら、以下の証明書や他に必要なファイルが作成されます。各ファイルを他のコントロール・プレーン・ノードにコピーします。

  • /etc/kubernetes/pki/ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/ca.key
  • /etc/kubernetes/pki/sa.key
  • /etc/kubernetes/pki/sa.pub
  • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key
  • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key

admin kubeconfig（管理用設定ファイル）を他のコントロール・プレーン・ノードにコピーします。

  • /etc/kubernetes/admin.conf

以下の例にある CONTROL_PLANE_IPS にある IP アドレスは、各コントロール・プレーン・ノードのものに書き換えます。

USER=ubuntu # customizable
CONTROL_PLANE_IPS="10.0.0.7 10.0.0.8"
for host in ${CONTROL_PLANE_IPS}; do
    scp /etc/kubernetes/pki/ca.crt "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/ca.key "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/sa.key "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/sa.pub "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt "${USER}"@$host:etcd-ca.crt
    scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key "${USER}"@$host:etcd-ca.key
    scp /etc/kubernetes/admin.conf "${USER}"@$host:
done

メモ: この例と皆さんの設定ファイルとは異なる場合がありますので、ご注意ください。

２台めのスタック用コントロール・プレーン・ノードを追加

  1. 2台めの作成にあたり、異なる kubeadm-config.yaml テンプレート・ファイルを作ります。

    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha2
kind: MasterConfiguration
kubernetesVersion: v1.11.0
apiServerCertSANs:
- "LOAD_BALANCER_DNS"
api:
    controlPlaneEndpoint: "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT"
etcd:
  local:
    extraArgs:
      listen-client-urls: "https://127.0.0.1:2379,https://CP1_IP:2379"
      advertise-client-urls: "https://CP1_IP:2379"
      listen-peer-urls: "https://CP1_IP:2380"
      initial-advertise-peer-urls: "https://CP1_IP:2380"
      initial-cluster: "CP0_HOSTNAME=https://CP0_IP:2380,CP1_HOSTNAME=https://CP1_IP:2380"
      initial-cluster-state: existing
    serverCertSANs:
      - CP1_HOSTNAME
      - CP1_IP
    peerCertSANs:
      - CP1_HOSTNAME
      - CP1_IP
networking:
    # This CIDR is a calico default. Substitute or remove for your CNI provider.
    podSubnet: "192.168.0.0/16"

  2. テンプレートにある以下の変数を、自分のクラスタにあわせた適切な値に置き換えます。

    • LOAD_BALANCER_DNS
    • LOAD_BALANCER_PORT
    • CP0_HOSTNAME
    • CP0_IP
    • CP1_HOSTNAME
    • CP1_IP

  3. コピーしたファイルを適切な場所に移動します。

    USER=ubuntu # customizable
mkdir -p /etc/kubernetes/pki/etcd
mv /home/${USER}/ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.pub /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/etcd-ca.crt /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
mv /home/${USER}/etcd-ca.key /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key
mv /home/${USER}/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf

  4. kubeadm phase コマンドを実行し、 kubelet を立ち上げます。

    kubeadm alpha phase certs all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubelet config write-to-disk --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubelet write-env-file --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubeconfig kubelet --config kubeadm-config.yaml
systemctl start kubelet

  5. ノードを etcd クラスタに追加するため、以下のコマンドを実行します。

    CP0_IP=10.0.0.7
CP0_HOSTNAME=cp0
CP1_IP=10.0.0.8
CP1_HOSTNAME=cp1

KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf kubectl exec -n kube-system etcd-${CP0_HOSTNAME} -- etcdctl --ca-file /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt --key-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --endpoints=https://${CP0_IP}:2379 member add ${CP1_HOSTNAME} https://${CP1_IP}:2380
kubeadm alpha phase etcd local --config kubeadm-config.yaml
    • こちらのコマンドの実行で、etcd クラスタは短時間利用できなくなります。これは、ノードが稼働中のクラスタに追加後、新しいノードが etcd クラスタに参加するまでです。

  6. コントロール・プレーン構成要素を展開し、ノードをマスタとして記録（マーク）します。

    kubeadm alpha phase kubeconfig all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase controlplane all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase mark-master --config kubeadm-config.yaml

３台めのスタック用コントロール・プレーン・ノードを追加

  1. ３台めの作成にあたり、異なる kubeadm-config.yaml テンプレート・ファイルを作ります。

    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha2
kind: MasterConfiguration
kubernetesVersion: v1.11.0
apiServerCertSANs:
- "LOAD_BALANCER_DNS"
api:
    controlPlaneEndpoint: "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT"
etcd:
  local:
    extraArgs:
      listen-client-urls: "https://127.0.0.1:2379,https://CP2_IP:2379"
      advertise-client-urls: "https://CP2_IP:2379"
      listen-peer-urls: "https://CP2_IP:2380"
      initial-advertise-peer-urls: "https://CP2_IP:2380"
      initial-cluster: "CP0_HOSTNAME=https://CP0_IP:2380,CP1_HOSTNAME=https://CP1_IP:2380,CP2_HOSTNAME=https://CP2_IP:2380"
      initial-cluster-state: existing
    serverCertSANs:
      - CP2_HOSTNAME
      - CP2_IP
    peerCertSANs:
      - CP2_HOSTNAME
      - CP2_IP
networking:
    # This CIDR is a calico default. Substitute or remove for your CNI provider.
    podSubnet: "192.168.0.0/16"

  2. テンプレートにある以下の変数を、自分のクラスタにあわせた適切な値に置き換えます。

    • LOAD_BALANCER_DNS
    • LOAD_BALANCER_PORT
    • CP0_HOSTNAME
    • CP0_IP
    • CP1_HOSTNAME
    • CP1_IP
    • CP2_HOSTNAME
    • CP2_IP

  3. コピーしたファイルを適切な場所に移動します。

    USER=ubuntu # customizable
mkdir -p /etc/kubernetes/pki/etcd
mv /home/${USER}/ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.pub /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/sa.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.crt /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/front-proxy-ca.key /etc/kubernetes/pki/
mv /home/${USER}/etcd-ca.crt /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
mv /home/${USER}/etcd-ca.key /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.key
mv /home/${USER}/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf

  4. kubeadm phase コマンドを実行し、 kubelet を立ち上げます。

    kubeadm alpha phase certs all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubelet config write-to-disk --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubelet write-env-file --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase kubeconfig kubelet --config kubeadm-config.yaml
systemctl start kubelet

  5. ノードを etcd クラスタに追加するため、以下のコマンドを実行します。

    CP0_IP=10.0.0.7
CP0_HOSTNAME=cp0
CP2_IP=10.0.0.9
CP2_HOSTNAME=cp2

KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf kubectl exec -n kube-system etcd-${CP0_HOSTNAME} -- etcdctl --ca-file /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt --cert-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt --key-file /etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key --endpoints=https://${CP0_IP}:2379 member add ${CP2_HOSTNAME} https://${CP2_IP}:2380
kubeadm alpha phase etcd local --config kubeadm-config.yaml

  6. コントロール・プレーン構成要素を展開し、ノードをマスタとして記録（マーク）します。

    kubeadm alpha phase kubeconfig all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase controlplane all --config kubeadm-config.yaml
kubeadm alpha phase mark-master --config kubeadm-config.yaml

外部 etcd

クラスタのセットアップ

必要なファイルを他のコントロール・プレーン・ノードにコピー

クラスタ作成時、以下の証明書が作成されます。それぞれ他のコントロール・プレーン・ノードにコピーします。

  • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
  • /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key

以下の例にある USER と CONTROL_PLANE_HOSTS の値は環境にあわせて置き換える必要があります。

USER=ubuntu
CONTROL_PLANE_HOSTS="10.0.0.7 10.0.0.8 10.0.0.9"
for host in $CONTROL_PLANE_HOSTS; do
    scp /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt "${USER}"@$host:
    scp /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key "${USER}"@$host:
done

１台めのコントロール・プレーン・ノードをセットアップ

  1. kubeadm-config.yaml テンプレート・ファイルを作成します。

    apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1alpha2
kind: MasterConfiguration
kubernetesVersion: v1.11.0
apiServerCertSANs:
- "LOAD_BALANCER_DNS"
api:
    controlPlaneEndpoint: "LOAD_BALANCER_DNS:LOAD_BALANCER_PORT"
etcd:
    external:
        endpoints:
        - https://ETCD_0_IP:2379
        - https://ETCD_1_IP:2379
        - https://ETCD_2_IP:2379
        caFile: /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
        certFile: /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
        keyFile: /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key
networking:
    # This CIDR is a calico default. Substitute or remove for your CNI provider.
    podSubnet: "192.168.0.0/16"

  2. テンプレートにある以下の変数を、自分のクラスタにあわせた適切な値に置き換えます。

    • LOAD_BALANCER_DNS
    • LOAD_BALANCER_PORT
    • ETCD_0_IP
    • ETCD_1_IP
    • ETCD_2_IP

  3. kubeadm init --config kubeadm-config.yaml を実行します。

必要なファイルを適切な場所にコピーします。

kubeadm init を実行したら、以下の証明書や他に必要なファイルが作成されます。各ファイルを他のコントロール・プレーン・ノードにコピーします。

  • /etc/kubernetes/pki/ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/ca.key
  • /etc/kubernetes/pki/sa.key
  • /etc/kubernetes/pki/sa.pub
  • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
  • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key

以下の例にある CONTROL_PLANE_IPS にある IP アドレスは、各コントロール・プレーン・ノードのものに書き換えます。

USER=ubuntu # customizable
CONTROL_PLANE_IPS="10.0.0.7 10.0.0.8"
for host in ${CONTROL_PLANE_IPS}; do
    scp /etc/kubernetes/pki/ca.crt "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
    scp /etc/kubernetes/pki/ca.key "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
    scp /etc/kubernetes/pki/sa.key "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
    scp /etc/kubernetes/pki/sa.pub "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
    scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
    scp /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key "${USER}"@CONTROL_PLANE_IP:
done

メモ: この例と皆さんの設定ファイルとは異なる場合がありますので、ご注意ください。

他のコントロール・プレーン・ノードをセットアップ

  1. コピーしたファイルの場所を確認します。/etc/kubernetes ディレクトリは、このようになっています。

    • /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
    • /etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key
    • /etc/kubernetes/pki/ca.crt
    • /etc/kubernetes/pki/ca.key
    • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
    • /etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.key
    • /etc/kubernetes/pki/sa.key
    • /etc/kubernetes/pki/sa.pub
    • /etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt

  2. 各コントロール・プレーン・ノードの既に作成した kubeadm-config.yaml がある場所で kubeadm init --config kubeadm-config.yaml を実行します。

コントロール・プレーンを立ち上げた後の共通作業

ポッド・ネットワークのインストール

こちらの手順に従い、ポッド・ネットワークをインストールします。マスタの設定ファイルで指定したポッド CIDR と一致するようにします。

ワーカのインストール

各ワーカ・ノードをクラスタに追加するには、kubeadm init コマンドの表示結果をコマンドとして実行します。

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