Configuración de GKE de varios clústeres en Anthos Service Mesh

En esta guía, se explica cómo unir dos clústeres en una sola Anthos Service Mesh mediante la CA de Mesh o la CA de Istio, y habilitar el balanceo de cargas entre clústeres. Puedes ampliar con facilidad este proceso para incorporar cualquier cantidad de clústeres en la malla.

Usa configuración de Anthos Service Mesh de varios clústeres puede resolver varias situaciones empresariales fundamentales, como el escalamiento, la ubicación y el aislamiento. Para obtener más información, consulta Casos de uso de varios clústeres. Además, debes optimizar las aplicaciones para aprovechar la malla de servicios al máximo. Si deseas obtener más información, consulta Prepara una aplicación para Anthos Service Mesh.

Requisitos previos

En esta guía, se da por hecho que tienes dos o más clústeres de GKE de Google Cloud que cumplen los siguientes requisitos:

• Anthos Service Mesh versión 1.6.8 o posterior instalada en los clústeres.
  • Si tus clústeres están en el mismo proyecto, consulta Descripción general de la instalación a fin de instalar o actualizar los clústeres a la versión requerida.
  • Si tus clústeres están en proyectos diferentes, consulta Instalación y migración multiproyecto para instalar o actualizar tus clústeres a la versión requerida.
• Si unes clústeres que no están en el mismo proyecto, deben instalarse mediante el perfil asm-gcp-multiproject y deben estar juntos en una configuración de VPC compartida. en la misma red. Además, te recomendamos que tengas un proyecto para alojar la VPC compartida y dos proyectos de servicio a fin de crear clústeres. Para obtener más información, consulta Configura clústeres con VPC compartida.
• Si usas la CA de Istio, usa el mismo certificado raíz personalizado para ambos clústeres.
• Si Anthos Service Mesh está compilada en clústeres privados, te recomendamos crear una sola subred en la misma VPC, de lo contrario, debes asegurarte de lo siguiente:
  1. Los planos de control pueden alcanzar los planos de control del clúster privado remoto a través de las IP privadas del clúster.
  2. Puedes agregar los rangos de IP de los planos de control de llamadas a las redes autorizadas de los clústeres privados. Para obtener más información, consulta Configura el descubrimiento de extremos entre clústeres privados.

Configura variables de proyecto y clúster

1. Establece una carpeta de trabajo para mayor comodidad. Esta es la carpeta en la que descargaste y extrajiste los archivos de Anthos Service Mesh en el paso previo, Prepárate para instalar Anthos Service Mesh.

   export PROJECT_DIR=YOUR_WORKING_FOLDER

2. Crea las siguientes variables de entorno para el ID del proyecto, la zona o región del clúster, el nombre y el contexto del clúster.

   export PROJECT_1=PROJECT_ID_1
   export LOCATION_1=CLUSTER_LOCATION_1
   export CLUSTER_1=CLUSTER_NAME_1
   export CTX_1="gke_${PROJECT_1}_${LOCATION_1}_${CLUSTER_1}"
   
   export PROJECT_2=PROJECT_ID_2
   export LOCATION_2=CLUSTER_LOCATION_2
   export CLUSTER_2=CLUSTER_NAME_2
   export CTX_2="gke_${PROJECT_2}_${LOCATION_2}_${CLUSTER_2}"
   

3. Si estos clústeres son nuevos, asegúrate de recuperar las credenciales para cada uno con los siguientes comandos de gcloud. De lo contrario, su context asociado no estará disponible para su uso en los pasos siguientes de esta guía:

   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1}
   gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_2}
   

Crear regla de firewall

En algunos casos, debes crear una regla de firewall para permitir el tráfico entre clústeres. Por ejemplo, debes crear una regla de firewall si se cumple lo siguiente:

• Usas subredes diferentes para los clústeres de tu malla.
• Tus Pods abren puertos distintos de 443 y 15002.

GKE agrega automáticamente reglas de firewall a cada nodo para permitir el tráfico dentro de la misma subred. Si tu malla contiene varias subredes, debes configurar explícitamente las reglas de firewall para permitir el tráfico entre subredes. Debes agregar una regla de firewall nueva para cada subred a fin de permitir los bloques CIDR de IP de destino y los puertos de destino de todo el tráfico entrante.

Las siguientes instrucciones permiten la comunicación entre todos los clústeres de tu proyecto o solo entre $CLUSTER_1 y $CLUSTER_2.

1. Recopila información sobre la red de tus clústeres.

   Todos los clústeres del proyecto

   Si los clústeres están en el mismo proyecto, puedes usar el siguiente comando para permitir la comunicación entre todos los clústeres del proyecto. Si hay clústeres en tu proyecto que no deseas exponer, usa el comando en la pestaña Clústeres específicos.

   function join_by { local IFS="$1"; shift; echo "$*"; }
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(gcloud container clusters list --project $PROJECT_1 --format='value(clusterIpv4Cidr)' | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_CIDRS}"))
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(gcloud compute instances list --project $PROJECT_1 --format='value(tags.items.[0])' | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_NETTAGS}"))
   

   Clústeres específicos

   El siguiente comando permite la comunicación entre $CLUSTER_1 y $CLUSTER_2, y no expone otros clústeres en tu proyecto.

   function join_by { local IFS="$1"; shift; echo "$*"; }
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(for P in $PROJECT_1 $PROJECT_2; do gcloud --project $P container clusters list --filter="name:($CLUSTER_1,$CLUSTER_2)" --format='value(clusterIpv4Cidr)'; done | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_CIDRS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_CIDRS}"))
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(for P in $PROJECT_1 $PROJECT_2; do gcloud --project $P compute instances list  --filter="name:($CLUSTER_1,$CLUSTER_2)" --format='value(tags.items.[0])' ; done | sort | uniq)
   ALL_CLUSTER_NETTAGS=$(join_by , $(echo "${ALL_CLUSTER_NETTAGS}"))
   

2. Crea la regla de firewall.

   GKE

   gcloud compute firewall-rules create istio-multicluster-pods \
       --allow=tcp,udp,icmp,esp,ah,sctp \
       --direction=INGRESS \
       --priority=900 \
       --source-ranges="${ALL_CLUSTER_CIDRS}" \
       --target-tags="${ALL_CLUSTER_NETTAGS}" --quiet \
       --network=YOUR_NETWORK
   

   Autopilot

   TAGS=""
   for CLUSTER in ${CLUSTER_1} ${CLUSTER_2}
   do
       TAGS+=$(gcloud compute firewall-rules list --filter="Name:$CLUSTER*" --format="value(targetTags)" | uniq) && TAGS+=","
   done
   TAGS=${TAGS::-1}
   echo "Network tags for pod ranges are $TAGS"
   
   gcloud compute firewall-rules create asm-multicluster-pods \
       --allow=tcp,udp,icmp,esp,ah,sctp \
       --network=gke-cluster-vpc \
       --direction=INGRESS \
       --priority=900 --network=VPC_NAME \
       --source-ranges="${ALL_CLUSTER_CIDRS}" \
       --target-tags=$TAGS
   

Configura la detección de extremos entre clústeres

Nota: Si operas en clústeres privados, consulta Configura el descubrimiento de extremos entre clústeres privados.

Configura el descubrimiento de extremos para el balanceo de cargas entre clústeres mediante los siguientes comandos. En este paso, se realizan las siguientes tareas:

• El comando istioctl crea un secreto que otorga acceso al servidor de la API de Kube a un clúster.
• El comando kubectl aplica el secreto a otro clúster para que el segundo clúster pueda leer los extremos del servicio del primero.

Nota: Estos pasos requieren la herramienta de línea de comandos de istioctl. Consulta Descarga el archivo de instalación para instalarla.

istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_1} --name=${CLUSTER_1_NAME} | \
  kubectl apply -f - --context=${CTX_2}

istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_2} --name=${CLUSTER_2_NAME} | \
  kubectl apply -f - --context=${CTX_1}

Nota: Puedes agregar más clústeres si continúas extendiendo el patrón que se muestra en este procedimiento. Por ejemplo, crea más contextos (uno por clúster) y, luego, crea y aplica más secretos, lo que garantiza que haya un secreto entre cada clúster.

Configura el descubrimiento de extremos entre clústeres privados

Cuando usas clústeres privados, debes configurar las IP privadas de los clústeres remotos en lugar de las IP públicas, ya que las IP públicas no son accesibles.

Nota: Estos pasos requieren la herramienta de línea de comandos de istioctl. Consulta Descarga el archivo de instalación para instalarla.

1. Escribe los secretos con IP públicas en archivos temporales:

   istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_1} --name=${CLUSTER_1_NAME} > ${CTX_1}.secret
   

   istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_2} --name=${CLUSTER_2_NAME} > ${CTX_2}.secret
   

2. Recupera las IP privadas de los clústeres privados y reemplaza las IP públicas con ellas en los Secrets de los archivos temporales:

   PRIV_IP=`gcloud container clusters describe "${CLUSTER_1}" --project "${PROJECT_1}" \
    --zone "${LOCATION_1}" --format "value(privateClusterConfig.privateEndpoint)"`
   
   ./istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_1} --name=${CLUSTER_1} --server=https://${PRIV_IP} > ${CTX_1}.secret
   

   PRIV_IP=`gcloud container clusters describe "${CLUSTER_2}" --project "${PROJECT_2}" \
    --zone "${LOCATION_2}" --format "value(privateClusterConfig.privateEndpoint)"`
   
   ./istioctl x create-remote-secret --context=${CTX_2} --name=${CLUSTER_2} --server=https://${PRIV_IP} > ${CTX_2}.secret
   

3. Aplica los Secrets nuevos en los clústeres:

   kubectl apply -f ${CTX_1}.secret --context=${CTX_2}
   

   kubectl apply -f ${CTX_2}.secret --context=${CTX_1}
   

Configura redes autorizadas para clústeres privados

Sigue esta sección solo si se cumplen todas las siguientes condiciones en la malla:

• Usas clústeres privados.
• Los clústeres no pertenecen a la misma subred.
• Los clústeres habilitaron redes autorizadas.

Cuando se implementan varios clústeres en Anthos Service Mesh, el Istio de cada clúster necesita llamar al plano de control de GKE de los clústeres remotos. Para permitir el tráfico, debes agregar el rango de direcciones del Pod en el clúster que realiza la llamada a las redes autorizadas de los clústeres remotos.

1. Obtén el bloque CIDR de IP del Pod para cada clúster:

   POD_IP_CIDR_1=`gcloud container clusters describe ${CLUSTER_1} --project ${PROJECT_1} --zone ${LOCATION_1} \
     --format "value(ipAllocationPolicy.clusterIpv4CidrBlock)"`
   

   POD_IP_CIDR_2=`gcloud container clusters describe ${CLUSTER_2} --project ${PROJECT_2} --zone ${LOCATION_2} \
     --format "value(ipAllocationPolicy.clusterIpv4CidrBlock)"`
   

2. Agrega los bloques CIDR de IP del Pod de clúster de Kubernetes a los clústeres remotos:

   EXISTING_CIDR_1=`gcloud container clusters describe ${CLUSTER_1} --project ${PROJECT_1} --zone ${LOCATION_1} \
    --format "value(masterAuthorizedNetworksConfig.cidrBlocks.cidrBlock)"`
   gcloud container clusters update ${CLUSTER_1} --project ${PROJECT_1} --zone ${LOCATION_1} \
   --enable-master-authorized-networks \
   --master-authorized-networks ${POD_IP_CIDR_2},${EXISTING_CIDR_1//;/,}
   

   EXISTING_CIDR_2=`gcloud container clusters describe ${CLUSTER_2} --project ${PROJECT_2} --zone ${LOCATION_2} \
    --format "value(masterAuthorizedNetworksConfig.cidrBlocks.cidrBlock)"`
   gcloud container clusters update ${CLUSTER_2} --project ${PROJECT_2} --zone ${LOCATION_2} \
   --enable-master-authorized-networks \
   --master-authorized-networks ${POD_IP_CIDR_1},${EXISTING_CIDR_2//;/,}
   

   Para obtener más información, consulta Crea un clúster con redes autorizadas.

3. Verifica que las redes autorizadas estén actualizadas:

   gcloud container clusters describe ${CLUSTER_1} --project ${PROJECT_1} --zone ${LOCATION_1} \
    --format "value(masterAuthorizedNetworksConfig.cidrBlocks.cidrBlock)"
   

   gcloud container clusters describe ${CLUSTER_2} --project ${PROJECT_2} --zone ${LOCATION_2} \
    --format "value(masterAuthorizedNetworksConfig.cidrBlocks.cidrBlock)"
   

Habilita el acceso global al plano de control

Sigue esta sección solo si se cumplen todas las siguientes condiciones en la malla:

• Usas clústeres privados.
• Usas subredes diferentes para los clústeres de tu malla.

Debes habilitar el acceso global al plano de control para permitir que istiod en cada clúster llame al plano de control de GKE de los clústeres remotos.

1. Habilita el acceso global al plano de control

   gcloud container clusters update ${CLUSTER_1} --project ${PROJECT_1} --zone ${LOCATION_1} \
    --enable-master-global-access
   

   gcloud container clusters update ${CLUSTER_2} --project ${PROJECT_2} --zone ${LOCATION_2} \
    --enable-master-global-access
   

2. Verifica que el acceso global al plano de control esté habilitado:

   gcloud container clusters describe ${CLUSTER_1} --zone ${LOCATION_1}
   

   gcloud container clusters describe ${CLUSTER_2} --zone ${LOCATION_2}
   

   La sección privateClusterConfig en el resultado muestra el estado de masterGlobalAccessConfig.

Verifique su implementación

En esta sección, se explica cómo implementar un servicio HelloWorld de muestra en el entorno de varios clústeres para verificar que funcione el balanceo de cargas entre clústeres.

Habilita la inserción de sidecar

1. Usa el siguiente comando para localizar el valor de la etiqueta de revisión del servicio istiod, que usarás en pasos posteriores.

   Nota: Si tus clústeres tienen diferentes versiones de Anthos Service Mesh, debes ejecutar el siguiente comando para cada clúster.

   kubectl -n istio-system get pods -l app=istiod --show-labels

   El resultado es similar al siguiente:

   NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
   istiod-asm-173-3-5788d57586-bljj4   1/1     Running   0          23h   app=istiod,istio.io/rev=asm-173-3,istio=istiod,pod-template-hash=5788d57586
   istiod-asm-173-3-5788d57586-vsklm   1/1     Running   1          23h   app=istiod,istio.io/rev=asm-173-3,istio=istiod,pod-template-hash=5788d57586
   

   En el resultado, en la columna LABELS, observa el valor de la etiqueta de revisión istiod, que está después del prefijo istio.io/rev=. En este ejemplo, el valor es asm-173-3. Use el valor de revisión en los pasos de la siguiente sección.

Instala el servicio HelloWorld

Crea el espacio de nombres de muestra y la definición del servicio en cada clúster. En el siguiente comando, sustituye REVISION por la etiqueta de revisión istiod que anotaste del paso anterior.

Importante: Si usas el plano de control administrado de Anthos Service Mesh, reemplaza REVISION por asm-managed en los siguientes pasos.

for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
  do
    kubectl create --context=${CTX} namespace sample
    kubectl label --context=${CTX} namespace sample \
      istio-injection- istio.io/rev=REVISION --overwrite
  done
    

En el ejemplo anterior, REVISION es la etiqueta de revisión istiod que anotaste antes.

El resultado es el siguiente:

   label "istio-injection" not found.
   namespace/sample labeled
   

Puedes ignorar a label "istio-injection" not found. de forma segura

1. Crea el servicio HelloWorld en ambos clústeres:

   kubectl create --context=${CTX_1} \
       -f ${PROJECT_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
       -l service=helloworld -n sample
   

   kubectl create --context=${CTX_2} \
       -f ${PROJECT_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
       -l service=helloworld -n sample
   

Implementa HelloWorld v1 y v2 en cada clúster

1. Implementa HelloWorld v1 en CLUSTER_1 y v2 en CLUSTER_2, lo que más adelante ayudará a verificar el balanceo de cargas entre clústeres:

   kubectl create --context=${CTX_1} \
     -f ${PROJECT_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
     -l version=v1 -n sample

   kubectl create --context=${CTX_2} \
     -f ${PROJECT_DIR}/samples/helloworld/helloworld.yaml \
     -l version=v2 -n sample

2. Ejecuta los siguientes comandos para verificar que HelloWorld v1 y v2 se estén ejecutando. Verifica que el resultado sea similar al siguiente:

   kubectl get pod --context=${CTX_1} -n sample

   NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv  2/2       Running   0          40s

   kubectl get pod --context=${CTX_2} -n sample

   NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
   helloworld-v2-758dd55874-6x4t8  2/2       Running   0          40s

Implementa el servicio de suspensión

1. Implementa el servicio Sleep en ambos clústeres. En este Pod, se genera tráfico de red artificial con fines de demostración:

   for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
     do
       kubectl apply --context=${CTX} \
         -f ${PROJECT_DIR}/samples/sleep/sleep.yaml -n sample
     done

2. Espera a que se inicie el servicio Sleep en cada clúster. Verifica que el resultado sea similar al siguiente:

   kubectl get pod --context=${CTX_1} -n sample -l app=sleep

   NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   sleep-754684654f-n6bzf           2/2     Running   0          5s

   kubectl get pod --context=${CTX_2} -n sample -l app=sleep

   NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   sleep-754684654f-dzl9j           2/2     Running   0          5s

Verifica el balanceo de cargas entre clústeres

Llama al servicio HelloWorld varias veces y observa el resultado para verificar respuestas alternativas de v1 y v2:

1. Llama al servicio HelloWorld:

   kubectl exec --context="${CTX_1}" -n sample -c sleep \
       "$(kubectl get pod --context="${CTX_1}" -n sample -l \
       app=sleep -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" \
       -- curl -sS helloworld.sample:5000/hello
   

   El resultado es similar al que se muestra:

   Hello version: v2, instance: helloworld-v2-758dd55874-6x4t8
   Hello version: v1, instance: helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv
   ...

2. Vuelve a llamar al servicio HelloWorld:

   kubectl exec --context="${CTX_2}" -n sample -c sleep \
       "$(kubectl get pod --context="${CTX_2}" -n sample -l \
       app=sleep -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')" \
       -- curl -sS helloworld.sample:5000/hello
   

   El resultado es similar al que se muestra:

   Hello version: v2, instance: helloworld-v2-758dd55874-6x4t8
   Hello version: v1, instance: helloworld-v1-86f77cd7bd-cpxhv
   ...

Felicitaciones, ya verificaste el funcionamiento de Anthos Service Mesh de varios clústeres con balanceo de cargas.

Limpia el servicio HelloWorld

Cuando termines de verificar el balanceo de cargas, quita los servicios HelloWorld y Sleep del clúster.

kubectl delete ns sample --context ${CTX_1}
kubectl delete ns sample --context ${CTX_2}