IP アドレス割り当ての最適化

このページでは、ノードで実行できるポッドの最大数を構成する方法について説明します。この値により、Google Kubernetes Engine 上のノードに割り当てられる IP アドレス範囲のサイズが決まります。ノードで実行されるポッドには、そのノードのポッドの CIDR 範囲から IP アドレスが割り当てられます。

概要

デフォルトでは、GKE は 110 個以下のポッドが実行されるようにノードを構成します。Kubernetes は、各ポッドに一意の IP アドレスが指定されように、各ノードに IP アドレスの範囲(CIDR ブロック)を割り当てます。CIDR ブロックのサイズは、ノードあたりの最大ポッド数に対応します。

デフォルトのノードあたり最大 110 個のポッドの場合、Kubernetes は各ノードに /24 CIDR ブロック(256 アドレス)を割り当てます。指定できるポッドの約 2 倍の数の利用可能な IP アドレスを指定すると、ポッドがノードに追加されたりノードから削除されたりするときに、Kubernetes によって IP アドレスの再利用が軽減されます。

ノードあたりの最大ポッド数をデフォルト値から減らすと、Kubernetes は、これに対応してそのノードにより小さい CIDR ブロックを割り当てます。ブロックには、ノードあたりの最大ポッド数の少なくとも 2 倍の数のアドレスが常に含まれています。 以下の表は、ノードあたりの最大ポッド数に基づいて Kubernetes が各ノードに割り当てる CIDR ブロックのサイズを示しています。

ノードあたりの最大ポッド数 ノードあたりの CIDR 範囲
8 /28
9~16 /27
17~32 /26
33~64 /25
65~110 /24

ノードあたりの最大ポッド数を構成すると、各クラスタノードに必要な IP アドレス空間の量が間接的に構成されます。たとえば、ノードあたりの最大ポッド数を 30 に設定した場合、上の表によると、/26 CIDR 範囲が使用され、各ノードに 64 個の IP アドレスが割り当てられます。ノードあたりの最大ポッド数を構成しない場合は、/24 CIDR 範囲が使用され、各ノードに 256 個の IP アドレスが割り当てられます。

ノードあたりの最大ポッド数を減らすと、IP アドレス空間全体の各ノードに必要な部分が少なくなるため、クラスタにより多くのノードを指定できます。 あるいは、クラスタの作成時にポッドにより小さい IP アドレス空間を指定すると、クラスタ内で同じ数のノードをサポートできます。

ノードあたりの最大ポッド数を減らすと、必要な IP アドレスが少ない、より小さなクラスタを作成することもできます。たとえば、ノードあたりのポッド数が 8 の場合、各ノードに /28 CIDR が付与されます。これらのポッド IP アドレス範囲とユーザー定義のサブネットおよびセカンダリ範囲によって、クラスタを正常に作成するために必要な IP アドレスの数が決まります。

クラスタの作成時およびノードプールの作成時にノードあたりの最大ポッド数を構成できます。

制限事項

  • VPC ネイティブ クラスタでのみ、ノードあたりの最大ポッド数を構成できます。
  • ノードの作成は、ポッドのアドレス範囲内の使用可能なアドレスの数に限定されます。ポッドのアドレス範囲のデフォルト サイズ、最小サイズ、最大サイズについては、この表をご覧ください。

ノードあたりの最大ポッド数の構成

クラスタまたはノードプールの作成時にノードあたりの最大ポッド数を構成できます。クラスタまたはノードプールの作成後に、この設定を変更することはできません。

gcloud や Google Cloud Platform Console を使用してクラスタを作成するときに、ポッドのアドレス範囲のサイズを設定できます。

ノードあたりの最大ポッド数が 110 のクラスタを作成するには:

gcloud

gcloud container clusters create \
 --enable-ip-alias --cluster-ipv4-cidr=10.0.0.0/21 \
 --create-subnetwork=name='my-cluster-subnet',range=10.4.32.0/27 \
 --services-ipv4-cidr=10.4.0.0/19 --default-max-pods-per-node=110 \
 --zone=[COMPUTE_ENGINE_ZONE] my-cluster

Console

  1. クラスタを作成したら [詳細オプション] セクションを展開し、[ネットワーキング] セクションで [VPC ネイティブを有効にする(エイリアス IP を使用)] を選択します。
  2. [ノードあたりの最大ポッド数] フィールドを設定します。GKE はこの値を使用して、ノードに割り当てられている IP アドレス範囲のサイズを調整します。

これにより、最大 8 つのノードを含めることができるクラスタが作成されます。ノードあたりの最大ポッド数に基づいて、Kubernetes は各ノードにノードのポッドで使用するための /24 CIDR 範囲を付与します。このクラスタは /21 CIDR 範囲(cluster-ipv4-cidr)からポッドの IP アドレスを割り当てるため、最大 8 つのノードが存在できます(24-21 = 3、23 = 8)。110 がデフォルト値であるため、default-max-pods-per-node オプションは省略できます。

ノードあたりの最大ポッド数が 8 のクラスタを作成するには:

gcloud

gcloud container clusters create \
  --enable-ip-alias --cluster-ipv4-cidr=10.0.0.0/21 \
  --create-subnetwork=name='my-cluster-subnet',range=10.4.32.0/21 \
  --services-ipv4-cidr=10.4.0.0/19 --default-max-pods-per-node=8 \
  --zone=[COMPUTE_ENGINE_ZONE] my-cluster

Console

  1. クラスタを作成したら [詳細オプション] セクションを展開し、[ネットワーキング] セクションで [VPC ネイティブを有効にする(エイリアス IP を使用)] を選択します。
  2. [ノードあたりの最大ポッド数] フィールドを設定します。GKE はこの値を使用して、ノードに割り当てられている IP アドレス範囲のサイズを調整します。

これにより、最大 128 個のノードを含めることができるクラスタが作成されます。ノードあたりの最大ポッド数に基づいて、Kubernetes は各ノードにノードのポッドで使用するための /28 CIDR 範囲を付与します。すべてのポッドに使用可能な範囲(cluster-ipv4-cidr)が /21 範囲であるため、最大 128 個のノードが存在できます(28-21 = 7、27 = 128)。

既存のクラスタにノードプールを作成するときに、ノードあたりの最大ポッド数を指定することもできます。新しいノードプールを作成すると、default-max-pods-per-node がクラスタレベルで構成されていない既存のクラスタでも、IP アドレスの割り当てを最適化できます。

gcloud

gcloud container node-pools create \
  my-pool --cluster=my-cluster \
  --max-pods-per-node=30

Console

  1. クラスタの編集ページで [ノードプールを追加] をクリックします。
  2. [ノードあたりの最大ポッド数] フィールドを設定します。GKE はこの値を使用して、ノードに割り当てられている IP アドレス範囲のサイズを調整します。

この値は、クラスタレベルで適用される default-max-pods-per-node オプションをオーバーライドします。ノードプールを作成するときに max-pods-per-node オプションを省略すると、クラスタレベルのデフォルト構成が使用されます。

次のステップ

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