OpenStack に GKE on Bare Metal クラスタをデプロイする

このガイドでは、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）に GKE on Bare Metal をデプロイする例について説明します。このデプロイでは、スクリプトを使用して OpenStack VM へのハイブリッドクラスタのインストールを簡素化します。また、サービスとしてのロードバランシング（LBaaS）を有効にする方法の一つについても説明します。GKE on Bare Metal で OpenStack LBaaS と Kubernetes OpenStack クラウドプロバイダを使用すると、Kubernetes サービスを OpenStack クラスタの外部に公開できます。

GKE on Bare Metal は、OpenStack 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。

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 を使用しますが、GKE on Bare Metal に OpenStack の特定のバージョンに対する要件はありません。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がある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 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。

OpenStack にインストールされた GKE on Bare Metal。

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	IP アドレス	Purpose
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: GKE on Bare Metal 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: このホストは、Kubernetes コントロールプレーンとロードバランサを実行します。
abm-w1	10.200.0.12	GKE 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
クラスタの作成

必要なツールをインストールする

abm-ws VM のパブリックフローティング 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 を使用して 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。
SSH を使用して他のノードに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'
```
前述のコマンドに対して想定されるレスポンスは次のとおりです。
```
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。

これらの認証情報は、後続の gcloud コマンドで使用されます。
```
gcloud auth login
```
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 \
    anthosaudit.googleapis.com \
    anthosgke.googleapis.com \
    cloudresourcemanager.googleapis.com \
    connectgateway.googleapis.com \
    container.googleapis.com \
    gkeconnect.googleapis.com \
    gkehub.googleapis.com \
    gkeonprem.googleapis.com \
    iam.googleapis.com \
    logging.googleapis.com \
    monitoring.googleapis.com \
    opsconfigmonitoring.googleapis.com \
    serviceusage.googleapis.com \
    stackdriver.googleapis.com \
    storage.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/1.29.0-gke.1449/linux-amd64/bmctl .
chmod a+x bmctl
sudo mv bmctl /usr/local/sbin/

クラスタの 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: 1.29.0-gke.1449
  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

クラスタを作成する

クラスタを作成します。
```
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

クラスタ kubeconfig ファイルは、abm-ws VM の 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を操作するをご覧ください。

クリーンアップ

クラスタは、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

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するには、Kubernetes 用の OpenStack Cloud プロバイダを構成するガイドに沿って操作してください。