OpenStack に GKE on Bare Metal をデプロイする

GKE on Bare Metal は、プライベートクラウドプラットフォームとしての OpenStack の使用をサポートしています。このサポートにより、次の OpenStack サービスを使用できるようになります。

Infrastructure as a Service（IaaS）
サービスとしてのロードバランシング（LBaaS）
ストレージ

サポートされているオペレーティングシステムを搭載した OpenStack 仮想マシン（VM）で実行される、GKE on Bare Metal をデプロイできます。GKE on Bare Metal は、VM を自動的にプロビジョニングしません。また、VM のプロビジョニングはこのガイドの範囲外です。VM の要件を学習し、デプロイの例を確認するには、OpenStack VM を作成する Terraform の例をご覧ください。

GKE on Bare Metal で OpenStack LBaaS と Kubernetes OpenStack クラウドプロバイダを使用して、Kubernetes サービスを OpenStack クラスタの外部に公開できます。

次のセクションで構成されています。

GKE on Bare Metal をデプロイする
GKE on Bare Metal で Kubernetes 用の OpenStack クラウドプロバイダを構成して、Octavia ロードバランサと統合する
Kubernetes 用の OpenStack Cloud Provider の統合を検証する

このガイドでは OpenStack Ussuri を使用していますが、古いバージョンの OpenStack でも機能します。古い OpenStack バージョンはテストされていません。このガイドでは、OpenStack VM を使用して、OpenStack で動作する 2 ノード GKE on Bare Metal の概念実証環境を提供します。高可用性コントロールプレーンを使用した本番環境の作成については、本番環境の要件に関する GKE on Bare Metal のドキュメントをご覧ください。

デプロイの例

このガイドでは、OpenStack の LBaaS と統合される OpenStack への GKE on Bare Metal のデプロイ例を示します。コマンドと構成値を理解し、OpenStack 環境に合うように調整する必要があります。次の図は、デプロイの結果を示しています。

前提条件

LBaaS v2 をデプロイし機能している OpenStack Ussuri
bmctl ツールをダウンロードするためのサービスアカウント
デプロイの例に示すように、OpenStack VM とネットワークを構成します。OpenStack 環境で同様の設定をプロビジョニングするには、次のオプションがあります。
1. Terraform スクリプトを使用して、リソースを自動的にプロビジョニングする。
2. リソースを手動でプロビジョニングする。
次の OpenStack VM は、SSH 経由ですぐに使用できる必要があります。

名前	用途	IP アドレス
abm-ws	10.200.0.10 （プライベート IP） float_ip （パブリック IP）	管理ワークステーションとして機能し、ベアメタル版 Anthos を他のマシンにデプロイするために使用されます。
abm-cp1	10.200.0.11	Anthos クラスタコントロールプレーン: このホストでは、Kubernetes コントロールプレーンとロードバランサが実行されます。
abm-w1	10.200.0.12	Anthos クラスタのワーカーノード:このホストは Kubernetes ワークロードを実行します。

GKE on Bare Metal をデプロイする

このセクションでは、次のタスクを行う方法を説明します。

必要なツールを abm-ws 管理ワークステーション VM にインストールする
デプロイを安全に実行するために必要なプロジェクト ID とサービスアカウントを構成する
クラスタ構成ファイルを作成する
GKE on Bare Metal をデプロイする

必要なツールをインストールする

abm-ws VM の公開フローティング IP アドレスを取得します。

export OPENSTACK_IPS=$(openstack floating ip list --tags=abm_ws_floatingip -f json)
export FLOATING_IP=$(jq -c '.[]."Floating IP Address"' <<< $OPENSTACK_IPS | tr -d '"')

SSH 経由で abm-ws VM に安全に接続し、root ユーザーとしてログインできることを確認します。Terraform スクリプトによって構成された root ユーザーは abm です。
```
ssh ubuntu@$FLOATING_IP
sudo -u abm -i
```
注: VM 用に公開鍵認証を構成している場合は、SSH コマンドで "-o IdentitiesOnly=yes -i <PATH_TO_KEY>" フラグを使用します。

他のノードに SSH 接続できることを確認します。

ssh abm@10.200.0.11 'echo SSH to $HOSTNAME succeeded'
ssh abm@10.200.0.12 'echo SSH to $HOSTNAME succeeded'

前述のコマンドで想定される出力は次のとおりです。

SSH to abm-cp1 succeeded
SSH to abm-w1 succeeded

abm-ws VM に kubectl コマンドラインユーティリティをダウンロードします。

curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/sbin/

abm-ws VM に Docker をインストールします。

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sh get-docker.sh
sudo usermod -aG docker abm
newgrp docker

Google Cloud プロジェクトとサービスアカウントを構成する

ユーザーアカウントの Google Cloud CLI アクセス認証情報を取得します。これは、後続の gcloud コマンドを使用するときに使用されます。

gcloud auth login

必ず GKE on Bare Metal を登録する Google Cloud プロジェクトを使用するように Google Cloud CLI を構成します。

gcloud config set project PROJECT_ID

管理ワークステーションで、ユーザーアカウントにアプリケーションのデフォルト認証情報（ADC）を設定します。これは、クラスタの作成に bmctl ツールを使用するときに使用されます。
```
gcloud auth application-default login
```

bm-gcr サービスアカウントを作成します。このサービスアカウントを使用して、GKE on Bare Metal クラスタから認証を行います。

gcloud iam service-accounts create bm-gcr

gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
  --iam-account=bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com

必要な API を有効にします。

gcloud services enable \
  anthos.googleapis.com \
  anthosgke.googleapis.com \
  cloudresourcemanager.googleapis.com \
  container.googleapis.com \
  gkeconnect.googleapis.com \
  gkehub.googleapis.com \
  serviceusage.googleapis.com \
  stackdriver.googleapis.com \
  monitoring.googleapis.com \
  logging.googleapis.com \
  opsconfigmonitoring.googleapis.com \
  anthosaudit.googleapis.com

bm-gcr サービスアカウントに追加の権限を付与します。権限を追加することで、サービスごとに複数のサービスアカウントを作成する必要はありません。

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/gkehub.connect"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/gkehub.admin"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/logging.logWriter"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/monitoring.metricWriter"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/monitoring.dashboardEditor"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/stackdriver.resourceMetadata.writer"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/opsconfigmonitoring.resourceMetadata.writer"

クラスタ構成ファイルを作成する

bmctl コマンドラインユーティリティをダウンロードします。

mkdir baremetal && cd baremetal
gsutil cp gs://anthos-baremetal-release/bmctl/1.14.11/linux-amd64/bmctl .
chmod a+x bmctl
sudo mv bmctl /usr/local/sbin/

クラスタ用の GKE on Bare Metal ワークスペースを作成します。
```
bmctl create config -c CLUSTER_NAME
```

GKE on Bare Metal クラスタの構成ファイルを作成します。

cat > bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME.yaml << EOB
---
gcrKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
sshPrivateKeyPath: /home/abm/.ssh/id_rsa
gkeConnectAgentServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
gkeConnectRegisterServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
cloudOperationsServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: openstack-cluster-ns
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: CLUSTER_NAME
  namespace: openstack-cluster-ns
  annotations:
    baremetal.cluster.gke.io/external-cloud-provider: "true"
spec:
  type: hybrid
  anthosBareMetalVersion: 1.14.11
  gkeConnect:
    projectID: PROJECT_ID
  controlPlane:
    nodePoolSpec:
      clusterName: CLUSTER_NAME
      nodes:
      - address: 10.200.0.11
  clusterNetwork:
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 10.96.0.0/20
  loadBalancer:
    mode: manual
    ports:
      controlPlaneLBPort: 443
    vips:
      controlPlaneVIP: 10.200.0.101
      ingressVIP: 10.200.0.102
  clusterOperations:
    location: us-central1
    projectID: PROJECT_ID
  storage:
    lvpNodeMounts:
      path: /mnt/localpv-disk
      storageClassName: node-disk
    lvpShare:
      numPVUnderSharedPath: 5
      path: /mnt/localpv-share
      storageClassName: standard
  nodeAccess:
    loginUser: abm

---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: node-pool-1
  namespace: openstack-cluster-ns
spec:
  clusterName: CLUSTER_NAME
  nodes:
  - address: 10.200.0.12
EOB

デプロイ

クラスタをデプロイします。
```
bmctl create cluster -c CLUSTER_NAME
```

bmctl コマンドを実行すると、新しいハイブリッドクラスタの設定が開始されます。これには、ノードでのプリフライトチェック、管理クラスタとユーザークラスタの作成、Connect を使用した Google Cloud へのクラスタの登録が含まれます。セットアップには 15 分ほどかかります。クラスタを作成すると、次の出力が表示されます。

Please check the logs at bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/log/create-cluster-20210926-020741/create-cluster.log
[2021-09-26 02:07:59+0000] Creating bootstrap cluster... ⠦ kind get kubeconfig --name bmctl > ~/.kube/config && k get pods --all-namespaces
[2021-09-26 02:07:59+0000] Creating bootstrap cluster... OK
[2021-09-26 02:10:48+0000] Installing dependency components... OK
[2021-09-26 02:13:42+0000] Waiting for preflight check job to finish... OK
[2021-09-26 02:15:22+0000] - Validation Category: machines and network
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] node-network
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.11
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.11-gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.12
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.12-gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000] Flushing logs... OK
[2021-09-26 02:15:23+0000] Applying resources for new cluster
[2021-09-26 02:15:24+0000] Waiting for cluster to become ready OK
[2021-09-26 02:25:04+0000] Writing kubeconfig file
[2021-09-26 02:25:04+0000] kubeconfig of created cluster is at bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig, please run
[2021-09-26 02:25:04+0000] kubectl --kubeconfig bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig get nodes
[2021-09-26 02:25:04+0000] to get cluster node status.
[2021-09-26 02:25:04+0000] Please restrict access to this file as it contains authentication credentials of your cluster.
[2021-09-26 02:25:04+0000] Waiting for node pools to become ready OK
[2021-09-26 02:25:24+0000] Moving admin cluster resources to the created admin cluster
[2021-09-26 02:25:53+0000] Flushing logs... OK
[2021-09-26 02:25:53+0000] Deleting bootstrap cluster...

クラスタの確認と操作

abm-ws VM で、クラスタの kubeconfig ファイルは、bmctl-workspace ディレクトリ内にあります。デプロイを確認するには次の手順を行います。

KUBECONFIG 環境変数にクラスタの構成ファイルへのパスを設定し、クラスタで kubectl コマンドを実行します。

export KUBECONFIG=$HOME/bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig
kubectl get nodes

クラスタのノードが、次のように表示されます。

NAME      STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
abm-cp1   Ready    control-plane,master   5m24s   v1.20.5-gke.1301
abm-w1    Ready    <none>                 2m17s   v1.20.5-gke.1301

Google Cloud コンソールからクラスタにログインする

Google Cloud コンソールでワークロードをモニタリングするには、クラスタにログインする必要があります。クラスタへのログインの手順と詳細については、Google Cloud コンソールからクラスタにログインするをご覧ください。

クリーンアップ

管理ワークステーション（abm-ws）VM で次のコマンドを発行すると、クラスタをクリーンアップできます。

export KUBECONFIG=$HOME/bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig
bmctl reset --cluster CLUSTER_NAME

次のステップ

これで、Kubernetes 用の OpenStack クラウドプロバイダを構成するためのガイドに沿って、新しく作成された GKE on Bare Metal クラスタに OpenStack クラウドプロバイダをインストールできます。これにより、OpenStack の LBaaS を活用する LoadBalancer タイプのサービスを使用して、アプリケーションを公開できます。