マルチクラスタ ゲートウェイを有効にする

Autopilot Standard

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このページでは、Google にホストされ、外部ロードバランサと内部ロードバランサをプロビジョニングするコントローラであるマルチクラスタ GKE Gateway Controller を GKE クラスタに対して有効にする方法について説明します。コンテナのロード バランシングに Gateway リソースを使用する方法については、Gateways のデプロイまたはマルチクラスタ Gateways のデプロイをご覧ください。

マルチクラスタ GKE Gateway Controller は、次のマルチクラスタ GatewayClass をクラスタにインストールします。

• gke-l7-global-external-managed-mc（グローバル外部マルチクラスタ ゲートウェイ用）
• gke-l7-regional-external-managed-mc（リージョン外部マルチクラスタ ゲートウェイ用）
• gke-l7-rilb-mc（リージョン内部マルチクラスタ ゲートウェイ用）
• gke-l7-gxlb-mc（従来のグローバル外部マルチクラスタ ゲートウェイ用）

さまざまな GKE の GatewayClass の機能について詳細を確認してください。

料金

Gateway コントローラを介してデプロイされたすべての Compute Engine リソースは、GKE クラスタが存在するプロジェクトに対して課金されます。リージョン Gateway コントローラは、GKE Standard と Autopilot の一部として追加料金なしで提供されます。マルチクラスタ Gateway の料金については、マルチクラスタ Ingress と Gateway の料金ページをご覧ください。

始める前に

作業を始める前に、次のことを確認してください。

• Google Kubernetes Engine API を有効にします。
Google Kubernetes Engine API の有効化
• このタスクに Google Cloud CLI を使用する場合は、gcloud CLI をインストールして初期化します。すでに gcloud CLI をインストールしている場合は、gcloud components update を実行して最新のバージョンを取得します。
  注: gcloud CLI がすでにインストールされている場合には、必ず compute/region と compute/zone のプロパティを設定してください。デフォルトのロケーションを設定することで、gcloud CLI のエラー（One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location など）を防ぐことができます。

GKE Gateway Controller の要件

• Standard の場合は GKE バージョン 1.24 以降。

• Autopilot の場合は GKE バージョン 1.26 以降。
• Google Cloud CLI バージョン 407.0.0 以降。
• Gateway API は、VPC ネイティブ クラスタでのみサポートされます。
• 内部 GatewayClass を使用している場合は、プロキシ専用サブネットを有効にする必要があります。
• クラスタで HttpLoadBalancing アドオンが有効になっている必要があります。
• Istio を使用している場合は、Istio を次のいずれかのバージョンにアップグレードする必要があります。
  • 1.15.2 以降
  • 1.14.5 以降
  • 1.13.9 以降
• 共有 VPC を使用している場合は、ホスト プロジェクトで、サービス プロジェクトの GKE サービス アカウントに Compute Network User ロールを割り当てる必要があります。

マルチクラスタ Gateway の要件

マルチクラスタ Gateway のデプロイでは、GKE Gateway Controller の要件に加えて、次のタスクが完了していることを確認してください。

• 構成クラスタで Gateway API を有効にする。
• クラスタで GKE 用 Workload Identity 連携を有効にする。
• クラスタ登録のフリートの一般的な前提条件を満たしている。

• プロジェクトで、次のマルチクラスタ Gateway に必要な API を有効にする。

  • Traffic Director API
  • マルチクラスタ Services API
  • マルチクラスタ Ingress API

  必要な API が有効になっていない場合は、次のコマンドを実行して有効にします。

  gcloud services enable \
    trafficdirector.googleapis.com \
    multiclusterservicediscovery.googleapis.com \
    multiclusteringress.googleapis.com \
    --project=PROJECT_ID
  

  PROJECT_ID は、GKE クラスタが実行されているプロジェクト ID に置き換えます。

注: Traffic Director は、マルチクラスタ Service のエンドポイントを伝播させるためのバックエンド インフラストラクチャとして使用されます。ただし、MCS は GKE の費用に含まれるため、MCS コントローラによって作成された Traffic Director リソースはプロジェクトに対して課金されません。

制限事項

単一クラスタ Gateway と同じ制限事項と既知の問題がマルチクラスタ Gateway にも適用されます。

単一クラスタ Gateway の制限に加えて、マルチクラスタ Gateway には次の制限が適用されます。

• リージョン内部 GatewayClass gke-l7-rilb-mc では、異なるリージョンのバックエンドへのロード バランシングはサポートされていません。GatewayClass でサポートされている機能の詳細については、GatewayClass の機能をご覧ください。

• Service は、マルチクラスタ Gateway の backendRefs としてサポートされていません。マルチクラスタ Gateway は、有効な backendRefs として ServiceImport のみをサポートします。

• プロジェクト間のロード バランシングはサポートされていません。同じマルチクラスタ Gateway に接続されているすべてのクラスタ（構成クラスタとターゲット クラスタ）は、同じ共有 VPC ホスト プロジェクトまたはサービス プロジェクトにデプロイする必要があります。マルチクラスタ Gateway でサポートされている共有 VPC トポロジの詳細については、共有 VPC でマルチクラスタ Gateway を使用するをご覧ください。

• マルチクラスタ Gateway は、クラスタ間のサービス ディスカバリの処理を MCS に依存しています。そのため、マルチクラスタ Gateway が公開するサービスには、マルチクラスタ Service の要件がすべて適用されます。

割り当て

GKE Gateway は、Cloud Load Balancing の割り当てを使用して、GKE クラスタにルーティングされる上り（内向き）トラフィックを管理するために Gateway コントローラが作成できるリソースの数を制限します。

マルチクラスタ Gateway の環境を設定する

マルチクラスタ Gateways のデプロイの例を完成させるには、複数の GKE クラスタが必要です。すべてのクラスタが同じフリートに登録されているため、マルチクラスタ Gateway と Service がクラスタ間で動作できるようになります。

次の手順では、プロジェクト内の 2 つの異なるリージョンに 3 つの GKE クラスタをデプロイします。

• us-west1-a/gke-west-1
• us-west1-a/gke-west-2
• us-east1-b/gke-east-1

これにより、次のクラスタ トポロジが作成されます。

これらの GKE クラスタは、外部ゲートウェイと内部ゲートウェイを使用したマルチリージョン負荷分散と Blue/Green マルチクラスタ トラフィック分割の実証のために使用されます。

クラスタをデプロイする

この手順では、3 つの GKE クラスタを us-east1 と us-west1 のリージョンにデプロイします。

1. us-west1 に gke-west-1 という名前の GKE クラスタを作成します。

   gcloud container clusters create gke-west-1 \
       --gateway-api=standard \
       --zone=us-west1-a \
       --workload-pool=PROJECT_ID.svc.id.goog \
       --cluster-version=VERSION \
       --project=PROJECT_ID
   

   次のように置き換えます。

   • PROJECT_ID: GKE クラスタが実行されているプロジェクト ID。
   • VERSION: GKE バージョン 1.24 以降。

2. us-west1（または前のクラスタと同じリージョン）に、gke-west-2 という名前の別の GKE クラスタを作成します。

   gcloud container clusters create gke-west-2 \
       --gateway-api=standard \
       --zone=us-west1-a \
       --workload-pool=PROJECT_ID.svc.id.goog \
       --cluster-version=VERSION \
       --project=PROJECT_ID
   

3. us-east1（または前のリージョンとは異なるリージョン）に gke-east-1 という名前の GKE クラスタを作成します。

   gcloud container clusters create gke-east-1 \
       --gateway-api=standard \
       --zone=us-east1-b \
       --workload-pool=PROJECT_ID.svc.id.goog \
       --cluster-version=VERSION \
       --project=PROJECT_ID
   

注: 既存のクラスタを使用している場合は、既存のクラスタで Gateway API を有効にするをご覧ください。

クラスタ認証情報を構成する

このステップでは、覚えやすい名前を使用してクラスタ認証情報を構成します。これにより、複数のクラスタにリソースをデプロイするときに、クラスタの切り替えが容易になります。

1. クラスタ gke-west-1、gke-west-2、gke-east-1 の認証情報を取得します。

   gcloud container clusters get-credentials gke-west-1 --zone=us-west1-a --project=PROJECT_ID
   gcloud container clusters get-credentials gke-west-2 --zone=us-west1-a --project=PROJECT_ID
   gcloud container clusters get-credentials gke-east-1 --zone=us-east1-b --project=PROJECT_ID
   

   これにより、認証情報がローカルに保存されるので、kubectl クライアントを使用してクラスタ API サーバーにアクセスできるようになります。デフォルトでは、認証情報に自動生成された名前が使用されます。

2. 後で参照しやすくするために、クラスタのコンテキスト名を変更します。

   kubectl config rename-context gke_PROJECT_ID_us-west1-a_gke-west-1 gke-west-1
   kubectl config rename-context gke_PROJECT_ID_us-west1-a_gke-west-2 gke-west-2
   kubectl config rename-context gke_PROJECT_ID_us-east1-b_gke-east-1 gke-east-1
   

   PROJECT_ID は、クラスタがデプロイされているプロジェクト ID に置き換えます。

クラスタをフリートに登録する

1. 3 つのクラスタがすべて正常に作成されたら、これらのクラスタをプロジェクトのフリートに登録する必要があります。GKE クラスタをフリートにグループ化すると、マルチクラスタ ゲートウェイの対象にできます。

   gcloud container fleet memberships register gke-west-1 \
        --gke-cluster us-west1-a/gke-west-1 \
        --enable-workload-identity \
        --project=PROJECT_ID
   
   gcloud container fleet memberships register gke-west-2 \
        --gke-cluster us-west1-a/gke-west-2 \
        --enable-workload-identity \
        --project=PROJECT_ID
   
   gcloud container fleet memberships register gke-east-1 \
        --gke-cluster us-east1-b/gke-east-1 \
        --enable-workload-identity \
        --project=PROJECT_ID
   

2. クラスタがフリートに正常に登録されたことを確認します。

   gcloud container fleet memberships list --project=PROJECT_ID
   

   出力は次のようになります。

   NAME        EXTERNAL_ID                           LOCATION
   gke-east-1  45a80b37-4b00-49aa-a68b-b430fce1e3f0  us-east1
   gke-west-2  ac7087a5-f5ee-401e-b430-57f3af141239  us-west1
   gke-west-1  549efe3a-b18e-4eb9-8796-e50b7967cde2  us-west1
   

フリートでマルチクラスタ Service を有効にする

1. 登録済みクラスタのフリートでマルチクラスタ Service を有効にします。これにより、フリートに登録されている 3 つのクラスタの MCS コントローラが有効になり、Service のリッスンとエクスポートを開始できます。

   gcloud container fleet multi-cluster-services enable \
       --project PROJECT_ID
   

2. MCS コントローラに必要な Identity and Access Management（IAM）権限を付与します。

   gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
       --member "serviceAccount:PROJECT_ID.svc.id.goog[gke-mcs/gke-mcs-importer]" \
       --role "roles/compute.networkViewer" \
       --project=PROJECT_ID
   

   PROJECT_ID は、クラスタがデプロイされているプロジェクト ID に置き換えます。

3. 登録済みクラスタで MCS が有効になっていることを確認します。登録された 3 つのクラスタのメンバーシップが表示されます。すべてのクラスタが表示されるまでに数分かかることがあります。

   gcloud container fleet multi-cluster-services describe --project=PROJECT_ID
   

   出力は次のようになります。

   createTime: '2023-10-12T06:14:33.466903587Z'
   membershipStates:
     projects/441323991697/locations/us-east1/memberships/gke-east-1:
       state:
         code: OK
         description: Firewall successfully updated
         updateTime: '2023-10-12T06:15:28.395318091Z'
     projects/441323991697/locations/us-west1/memberships/gke-west-1:
       state:
         code: OK
         description: Firewall successfully updated
         updateTime: '2023-10-12T06:15:30.534594027Z'
     projects/441323991697/locations/us-west1/memberships/gke-west-2:
       state:
         code: OK
         description: Firewall successfully updated
         updateTime: '2023-10-12T06:15:29.110582109Z'
   name: projects/pierre-louis-playground/locations/global/features/multiclusterservicediscovery
   resourceState:
     state: ACTIVE
   spec: {}
   updateTime: '2023-10-12T06:15:31.027276757Z'
   

フリートでマルチクラスタ Gateway を有効にする

マルチクラスタ GKE Gateway Controller は、マルチクラスタ Gateway のデプロイを管理します。

注: マルチクラスタ Gateway コントローラは MulticlusterIngress リソースの計測も行います。

マルチクラスタ Gateway コントローラを有効にする場合は、構成クラスタを選択する必要があります。構成クラスタは、Gateway リソース（Gateway、Route、Policy）がデプロイされる GKE クラスタです。これは、クラスタ間のルーティングを一元的に制御する場所です。構成クラスタとして選択するクラスタを決定する方法については、構成クラスタの設計をご覧ください。

1. マルチクラスタ Gateway を有効にして、フリート内の構成クラスタを指定します。構成クラスタは後からいつでも更新できます。この例では、マルチクラスタ Gateway のリソースをホストする構成クラスタとして gke-west-1 を指定しています。

   gcloud container fleet ingress enable \
       --config-membership=projects/PROJECT_ID/locations/us-west1-a/memberships/gke-west-1 \
       --project=PROJECT_ID
   

2. マルチクラスタ Gateway コントローラに必要な Identity and Access Management（IAM）権限を付与します。

   gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
       --member "serviceAccount:[e-mail]" \
       --role "roles/container.admin" \
       --project=PROJECT_ID
   

   PROJECT_ID と PROJECT_NUMBER は、クラスタがデプロイされているプロジェクト ID とプロジェクト番号に置き換えます。

3. フリートで GKE Gateway Controller が有効になっていることを確認します。

   gcloud container fleet ingress describe --project=PROJECT_ID
   

   出力は次のようになります。

   createTime: '2023-10-12T06:23:06.732858524Z'
   membershipStates:
     projects/441323991697/locations/us-east1/memberships/gke-east-1:
       state:
         code: OK
         updateTime: '2023-10-12T06:30:08.815839024Z'
     projects/441323991697/locations/us-west1/memberships/gke-west-1:
       state:
         code: OK
         updateTime: '2023-10-12T06:30:08.815837031Z'
     projects/441323991697/locations/us-west1/memberships/gke-west-2:
       state:
         code: OK
         updateTime: '2023-10-12T06:30:08.815840985Z'
   name: projects/pierre-louis-playground/locations/global/features/multiclusteringress
   resourceState:
     state: ACTIVE
   spec:
     multiclusteringress:
       configMembership: projects/pierre-louis-playground/locations/us-west1/memberships/gke-west-1
   state:
     state:
       code: OK
       description: Ready to use
       updateTime: '2023-10-12T06:23:51.317464415Z'
   updateTime: '2023-10-12T06:30:09.439319551Z'
   

4. GatewayClass が構成クラスタに存在することを確認します。

   kubectl get gatewayclasses --context=gke-west-1
   

   出力は次のようになります。

   NAME                                  CONTROLLER                  ACCEPTED   AGE
   gke-l7-global-external-managed        networking.gke.io/gateway   True       78m
   gke-l7-global-external-managed-mc     networking.gke.io/gateway   True       4m22s
   gke-l7-gxlb                           networking.gke.io/gateway   True       78m
   gke-l7-gxlb-mc                        networking.gke.io/gateway   True       4m23s
   gke-l7-regional-external-managed      networking.gke.io/gateway   True       78m
   gke-l7-regional-external-managed-mc   networking.gke.io/gateway   True       4m22s
   gke-l7-rilb                           networking.gke.io/gateway   True       78m
   gke-l7-rilb-mc                        networking.gke.io/gateway   True       4m22s
   

   この出力には、外部マルチクラスタ Gateway 用の GatewayClass gke-l7-global-external-managed-mc、gke-l7-regional-external-managed-mc、gke-l7-gxlb-mc と、内部マルチクラスタ Gateway 用の GatewayClass gke-l7-rilb-mc が含まれます。

5. kubectl のコンテキストを構成クラスタに切り替えます。

   kubectl config use-context gke-west-1
   

これで、構成クラスタにマルチクラスタ Gateway をデプロイする準備が整いました。

トラブルシューティング

このセクションでは、マルチクラスタ Gateway コントローラの有効化に関連する問題を解決する方法について説明します。

GatewayClass が構成クラスタで使用できない

kubectl get gatewayclasses コマンドを実行すると、次のエラーが発生する場合があります。

error: the server doesn't have a resource type "gatewayclasses"

この問題を解決するには、クラスタに Gateway API をインストールします。

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --gateway-api=standard \
    --region=COMPUTE_REGION

次のように置き換えます。

• CLUSTER_NAME: クラスタの名前。
• COMPUTE_REGION: クラスタの Compute Engine のリージョン。ゾーンクラスタの場合は、--zone=COMPUTE_ZONE を使用します。

既知の問題

• マルチクラスタ Gateway コントローラで起動に失敗する既知の問題があります。この問題を回避するには、Fleet Ingress 機能が有効になる前に、構成クラスタで Gateway API を有効にして CRD を含めます。
• マルチクラスタ Gateway は、次のシナリオでロードバランサのリソースをリークする可能性があります。
  • Fleet Ingress 機能が新しい構成クラスタで更新されます。新しい構成クラスタには、現在の構成クラスタに存在するすべての Gateway リソースがありません。
  • マルチクラスタ GatewayClass を参照する Gateway リソースが構成クラスタに存在する間、Fleet Ingress 機能は無効になります。
• マルチクラスタ Gateway はグローバル サービスとして実行されます。マルチクラスタ Gateway コントローラでリージョンの Fleet コントロール プレーン障害が発生した場合は、静的障害として、リージョンがサービスに復帰するまでそれ以上ロードバランサの変更を行わないことで対応します。

次のステップ

• マルチクラスタ負荷分散をデプロイするには、マルチクラスタ ゲートウェイのデプロイをご覧ください。
• ゲートウェイ コントローラの詳細については、ゲートウェイをご覧ください。