Compute Engine VM 上にハイブリッド クラスタを作成する

このページでは、Compute Engine で実行されている仮想マシン（VM）を使用して、高可用性（HA）モードでハイブリッド クラスタを設定する方法について説明します。

重要: このデプロイは評価のみを目的としています。本番環境の Compute Engine VM で Google Distributed Cloud ソフトウェアのみを実行しないでください。本番環境では、クイックスタートの手順に沿って、ハードウェアに Google Distributed Cloud ソフトウェアのみをインストールします。

Google Distributed Cloud ソフトウェアのみは、ハードウェアを準備することなくすぐに試すことができます。このページの手順を完了すると、Compute Engine で実行されているテスト環境が機能するようになります。

Compute Engine VM で Google Distributed Cloud ソフトウェアのみを試すには、次の手順を行います。

1. Compute Engine で 6 つの VM を作成する
2. すべての VM 間に L2 接続で vxlan ネットワークを作成する
3. Google Distributed Cloud の前提条件をインストールする
4. ハイブリッド クラスタをデプロイする
5. クラスタを確認する

始める前に

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1. このページのスクリプトとコマンドで使用する環境変数を設定する際に必要となるため、プロジェクト ID をメモしておきます。既存のプロジェクトを選択した場合は、ご自身がプロジェクト オーナーまたはプロジェクト編集者であることを確認します。
2. Linux ワークステーションに、最新の Google Cloud CLI（ Google Cloudを操作するためのコマンドライン ツール）がインストールされていることを確認します。gcloud CLI がすでにインストールされている場合は、次のコマンドを実行してコンポーネントを更新します。

   gcloud components update

   gcloud CLI のインストール方法によっては、次のメッセージが表示されることがあります。

   "You cannot perform this action because the Google Cloud CLI component manager is disabled for this installation. You can run the following command to achieve the same result for this installation:"

   手順に沿ってコマンドをコピーして貼り付け、コンポーネントを更新します。

このガイドの手順は、anthos-samples リポジトリのインストール スクリプトから取ったものです。よくある質問セクションには、このスクリプトをカスタマイズして、一般的なバリエーションを処理する方法の詳細が記載されています。

Compute Engine で 6 つの VM を作成する

以下の VM を作成する手順は次のとおりです。

• 管理ワークステーション用の 1 つの VM。管理ワークステーションは、インストール中にクラスタをプロビジョニングするためのコマンドライン インターフェース（CLI）ツールと構成ファイルをホストします。また、インストール後に、プロビジョニングされたクラスタとやり取りするための CLI ツールもホストします。管理ワークステーションは、SSH を使用してクラスタ内の他のすべてのノードにアクセスできます。
• Google Distributed Cloud コントロール プレーンを実行するために必要な、3 つのコントロール プレーン ノード用の 3 つの VM。
• Google Distributed Cloud クラスタのワークロードを実行するために必要な、2 つのワーカーノード用の 2 つの VM。

1. 環境変数を設定します。

   export PROJECT_ID=PROJECT_ID
   export ZONE=ZONE
   export CLUSTER_NAME=CLUSTER_NAME
   export BMCTL_VERSION=1.32.200-gke.104
   

   ZONE については、us-central1-a または他の任意の Compute Engine ゾーンを使用できます。

2. 次のコマンドを実行して、Google アカウントでログインし、プロジェクトをデフォルトとして設定します。

   gcloud auth login
   gcloud config set project $PROJECT_ID
   gcloud config set compute/zone $ZONE
   

3. baremetal-gcr サービス アカウントとキーを作成します。

   gcloud iam service-accounts create baremetal-gcr
   
   gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
       --iam-account=baremetal-gcr@"${PROJECT_ID}".iam.gserviceaccount.com

   注: サービス アカウント キーが正しく管理されていない場合は、セキュリティ リスクが発生します。秘密鍵のセキュリティと、サービス アカウント キーを管理するためのベスト プラクティスで説明されているその他の操作は、ユーザーの責任で実施してください。サービス アカウント キーを作成できない場合は、組織でサービス アカウント キーの作成が無効になっている可能性があります。詳細については、デフォルトで安全な組織リソースの管理をご覧ください。

   外部ソースからサービス アカウント キーを取得した場合は、使用前に検証する必要があります。詳細については、外部ソースの認証情報のセキュリティ要件をご覧ください。

4. Google Cloud API とサービスを有効にする

   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 \
       serviceusage.googleapis.com \
       stackdriver.googleapis.com \
       monitoring.googleapis.com \
       logging.googleapis.com \
       opsconfigmonitoring.googleapis.com \
       compute.googleapis.com \
       gkeonprem.googleapis.com \
       iam.googleapis.com \
       kubernetesmetadata.googleapis.com

5. 複数の API とサービスに複数のサービス アカウントが必要とならないように、baremetal-gcr サービス アカウントに追加の権限を付与します。

   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/gkehub.connect" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/gkehub.admin" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/logging.logWriter" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/monitoring.metricWriter" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/monitoring.dashboardEditor" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/stackdriver.resourceMetadata.writer" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/opsconfigmonitoring.resourceMetadata.writer" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
       --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
       --role="roles/kubernetesmetadata.publisher" \
       --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/monitoring.viewer" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/serviceusage.serviceUsageViewer" \
     --no-user-output-enabled

6. このページのすべてのコマンドに必要な変数と配列を作成します。

   MACHINE_TYPE=n1-standard-8
   VM_PREFIX=abm
   VM_WS=$VM_PREFIX-ws
   VM_CP1=$VM_PREFIX-cp1
   VM_CP2=$VM_PREFIX-cp2
   VM_CP3=$VM_PREFIX-cp3
   VM_W1=$VM_PREFIX-w1
   VM_W2=$VM_PREFIX-w2
   declare -a VMs=("$VM_WS" "$VM_CP1" "$VM_CP2" "$VM_CP3" "$VM_W1" "$VM_W2")
   declare -a IPs=()

7. 次のループを使用して 6 つの VM を作成します。

   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       gcloud compute instances create "$vm" \
         --image-family=ubuntu-2004-lts --image-project=ubuntu-os-cloud \
         --zone="${ZONE}" \
         --boot-disk-size 200G \
         --boot-disk-type pd-ssd \
         --can-ip-forward \
         --network default \
         --tags http-server,https-server \
         --min-cpu-platform "Intel Haswell" \
         --enable-nested-virtualization \
         --scopes cloud-platform \
         --machine-type "$MACHINE_TYPE" \
         --metadata "cluster_id=${CLUSTER_NAME},bmctl_version=${BMCTL_VERSION}"
       IP=$(gcloud compute instances describe "$vm" --zone "${ZONE}" \
            --format='get(networkInterfaces[0].networkIP)')
       IPs+=("$IP")
   done

   このコマンドは、次の名前の VM インスタンスを作成します。

   • abm-ws: 管理ワークステーション用の VM。
   • abm-cp1、abm-cp2、abm-cp3: コントロール プレーン ノード用の VM。
   • abm-w1、abm-w2: ワークロードを実行するノード用の VM。

8. 次のループを使用して、すべての VM で SSH を使用できることを確認します。

   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       while ! gcloud compute ssh root@"$vm" --zone "${ZONE}" --command "printf 'SSH to $vm succeeded\n'"
       do
           printf "Trying to SSH into %s failed. Sleeping for 5 seconds. zzzZZzzZZ" "$vm"
           sleep  5
       done
   done

VM 間の L2 接続を使用して vxlan ネットワークを作成する

Linux の標準 vxlan 機能を使用して、L2 接続ですべての VM を接続するネットワークを作成します。

以下のコマンドには、次のアクションを行う 2 つのループが含まれています。

1. SSH を使用して各 VM にアクセスします。
2. 必要なパッケージの更新とインストール。

3. 必要なコマンドを実行して、vxlan でネットワークを構成します。

   i=2 # We start from 10.200.0.2/24
   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       gcloud compute ssh root@"$vm" --zone "${ZONE}" << EOF
           apt-get -qq update > /dev/null
           apt-get -qq install -y jq > /dev/null
           set -x
           ip link add vxlan0 type vxlan id 42 dev ens4 dstport 0
           current_ip=\$(ip --json a show dev ens4 | jq '.[0].addr_info[0].local' -r)
           printf "VM IP address is: \$current_ip"
           for ip in ${IPs[@]}; do
               if [ "\$ip" != "\$current_ip" ]; then
                   bridge fdb append to 00:00:00:00:00:00 dst \$ip dev vxlan0
               fi
           done
           ip addr add 10.200.0.$i/24 dev vxlan0
           ip link set up dev vxlan0
   
   EOF
       i=$((i+1))
   done

これで、10.200.0.0/24 ネットワーク内に L2 接続が確立されました。VM には次の IP アドレスが割り振られます。

• 管理ワークステーション VM: 10.200.0.2
• コントロール プレーン ノードを実行する VM:
  • 10.200.0.3
  • 10.200.0.4
  • 10.200.0.5
• ワーカーノードを実行する VM:
  • 10.200.0.6
  • 10.200.0.7

Google Distributed Cloud の前提条件をインストールする

Google Distributed Cloud をインストールする前に、管理ワークステーションに次のツールをインストールする必要があります。

• bmctl
• kubectl
• Docker

ツールをインストールして Google Distributed Cloud のインストールの準備をするには:

1. 次のコマンドを実行して、管理ワークステーションにサービス アカウント キーをダウンロードし、必要なツールをインストールします。

   gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" << EOF
   set -x
   
   export PROJECT_ID=\$(gcloud config get-value project)
   BMCTL_VERSION=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/bmctl_version -H "Metadata-Flavor: Google")
   export BMCTL_VERSION
   
   gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
     --iam-account=baremetal-gcr@\${PROJECT_ID}.iam.gserviceaccount.com
   
   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
   mv kubectl /usr/local/sbin/
   mkdir baremetal && cd baremetal
   gsutil cp gs://anthos-baremetal-release/bmctl/$BMCTL_VERSION/linux-amd64/bmctl .
   chmod a+x bmctl
   mv bmctl /usr/local/sbin/
   
   cd ~
   printf "Installing docker"
   curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
   sh get-docker.sh
   EOF

2. 次のコマンドを実行して、root@10.200.0.x が動作することを確認します。このコマンドは、以下のタスクを実行します。

   1. 管理マシンで新しい SSH 認証鍵を生成します。
   2. デプロイメント内の他のすべての VM に公開鍵を追加します。
   gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" << EOF
   set -x
   ssh-keygen -t rsa -N "" -f /root/.ssh/id_rsa
   sed 's/ssh-rsa/root:ssh-rsa/' ~/.ssh/id_rsa.pub > ssh-metadata
   for vm in ${VMs[@]}
   do
       gcloud compute instances add-metadata \$vm --zone ${ZONE} --metadata-from-file ssh-keys=ssh-metadata
   done
   EOF

ハイブリッド クラスタをデプロイする

次のコードブロックには、次のタスクを完了するために必要なすべてのコマンドと構成が含まれています。

1. 必要なハイブリッド クラスタ用の構成ファイルを作成します。
2. プリフライト チェックを実行します。
3. クラスタをデプロイします。
gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" <<EOF
set -x
export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)
CLUSTER_NAME=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/cluster_id -H "Metadata-Flavor: Google")
BMCTL_VERSION=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/bmctl_version -H "Metadata-Flavor: Google")
export CLUSTER_NAME
export BMCTL_VERSION
bmctl create config -c \$CLUSTER_NAME
cat > bmctl-workspace/\$CLUSTER_NAME/\$CLUSTER_NAME.yaml << EOB
---
gcrKeyPath: /root/bm-gcr.json
sshPrivateKeyPath: /root/.ssh/id_rsa
gkeConnectAgentServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
gkeConnectRegisterServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
cloudOperationsServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: cluster-\$CLUSTER_NAME
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: \$CLUSTER_NAME
  namespace: cluster-\$CLUSTER_NAME
spec:
  type: hybrid
  anthosBareMetalVersion: \$BMCTL_VERSION
  gkeConnect:
    projectID: \$PROJECT_ID
  controlPlane:
    nodePoolSpec:
      clusterName: \$CLUSTER_NAME
      nodes:
      - address: 10.200.0.3
      - address: 10.200.0.4
      - address: 10.200.0.5
  clusterNetwork:
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 172.26.232.0/24
  loadBalancer:
    mode: bundled
    ports:
      controlPlaneLBPort: 443
    vips:
      controlPlaneVIP: 10.200.0.49
      ingressVIP: 10.200.0.50
    addressPools:
    - name: pool1
      addresses:
      - 10.200.0.50-10.200.0.70
  clusterOperations:
    # might need to be this location
    location: us-central1
    projectID: \$PROJECT_ID
  storage:
    lvpNodeMounts:
      path: /mnt/localpv-disk
      storageClassName: node-disk
    lvpShare:
      numPVUnderSharedPath: 5
      path: /mnt/localpv-share
      storageClassName: local-shared
  nodeConfig:
    podDensity:
      maxPodsPerNode: 250
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: node-pool-1
  namespace: cluster-\$CLUSTER_NAME
spec:
  clusterName: \$CLUSTER_NAME
  nodes:
  - address: 10.200.0.6
  - address: 10.200.0.7
EOB

bmctl create cluster -c \$CLUSTER_NAME
EOF

クラスタを確認する

管理ワークステーションにあるクラスタの kubeconfig ファイルは、root アカウントの bmctl-workspace ディレクトリにあります。デプロイを確認するには次の手順を行います。

1. SSH を使用して、root として管理ワークステーションにアクセスします。

   gcloud compute ssh root@abm-ws --zone ${ZONE}
   

   VM の更新に関するメッセージを無視して、このチュートリアルを完了して問題ありません。VM をテスト環境として維持する場合は、Ubuntu のドキュメントに記載されているように、OS を更新するか次のリリースにアップグレードすることをおすすめします。

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

3. 現在のコンテキストを環境変数に設定します。

   export CONTEXT="$(kubectl config current-context)"
   

4. 次の gcloud CLI コマンドを実行します。このコマンドは以下を行います。

   • ユーザー アカウントにクラスタに対する Kubernetes clusterrole/cluster-admin ロールを付与します。
   • 管理ワークステーションに SSH 接続せずにローカル コンピュータで kubectl コマンドを実行できるようにクラスタを構成します。

   GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL は、 Google Cloud アカウントに関連付けられているメールアドレスに置き換えます。例: --users=[e-mail]。

   gcloud container fleet memberships generate-gateway-rbac  \
       --membership=CLUSTER_NAME \
       --role=clusterrole/cluster-admin \
       --users=GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL \
       --project=PROJECT_ID \
       --kubeconfig=$KUBECONFIG \
       --context=$CONTEXT\
       --apply
   

   このコマンドの出力は次のようになります（読みやすくするために省略しています）。

   Validating input arguments.
   Specified Cluster Role is: clusterrole/cluster-admin
   Generated RBAC policy is:
   --------------------------------------------
   ...
   
   Applying the generate RBAC policy to cluster with kubeconfig: /root/bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig, context: CLUSTER_NAME-admin@CLUSTER_NAME
   Writing RBAC policy for user: GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL to cluster.
   Successfully applied the RBAC policy to cluster.
   

5. 完了したら、「exit」と入力して管理ワークステーションからログアウトします。

6. Connect ゲートウェイを介して、クラスタにアクセスできる kubeconfig エントリを取得します。

   gcloud container fleet memberships get-credentials CLUSTER_NAME
   

   出力は次のようになります。

   Starting to build Gateway kubeconfig...
   Current project_id: PROJECT_ID
   A new kubeconfig entry "connectgateway_PROJECT_ID_global_CLUSTER_NAME" has been generated and set as the current context.
   

7. これで、Connect Gateway を介して kubectl コマンドを実行できるようになりました。

   kubectl get nodes
   kubectl get namespaces
   

Google Cloud コンソールからクラスタにログインする

Google Cloud コンソールでクラスタのワークロードを確認するには、クラスタにログインする必要があります。コンソールに初めてログインする前に、認証方法を構成する必要があります。構成する最も簡単な認証方法は、Google ID です。この認証方法では、Google Cloud アカウントに関連付けられているメールアドレスを使用してログインできます。

前のセクションで実行した gcloud container fleet memberships generate-gateway-rbac コマンドは、Google ID でログインできるようにクラスタを構成します。

1. Google Cloud コンソールで、[GKE クラスタ] ページに移動します。

   GKE クラスタに移動

2. 登録済みクラスタの横にある [アクション] をクリックし、[ログイン] をクリックします。

3. [Google ID を使用してログインします] を選択します。

4. [ログイン] をクリックします。

クリーンアップ

1. 管理ワークステーションに接続して、クラスタ VM をインストール前の状態にリセットし、 Google Cloudプロジェクトからクラスタの登録を解除します。

   gcloud compute ssh root@abm-ws --zone ${ZONE} << EOF
   set -x
   export clusterid=CLUSTER_NAME
   bmctl reset -c \$clusterid
   EOF
   

2. 名前に abm を含むすべての VM を一覧表示します。

   gcloud compute instances list | grep 'abm'
   

3. 名前に abm を含むすべての VM を削除しても問題がないことを確認します。

   確認後、次のコマンドを実行して abm VM を削除できます。

   gcloud compute instances list --format="value(name)" | grep 'abm'  | xargs gcloud \
       --quiet compute instances delete