概要

Cloud Service Mesh は、高度なトラフィック管理、オブザーバビリティ、セキュリティなどのサービスネットワーキング機能をアプリケーションに提供します。ただし、サービスメッシュの構成と運用は複雑なタスクです。このページでは、Kubernetes Gateway API を使用して Cloud Service Mesh を構成する方法について説明します。これらの API は、メッシュ構成の全体的な作業を省力化し、改善するように設計されています。

メッシュ用 Kubernetes Gateway API を使用すると、プロキシレス gRPC と Envoy プロキシの両方のデプロイ用に Cloud Service Mesh を構成できます。メッシュ用 Gateway API のモデルには、いくつかの主な利点があります。

Gateway API は、Kubernetes クラスタ内の Ingress（南北）トラフィックとサービスメッシュ（東西）トラフィックの両方を管理するための単一の一貫したインターフェースを提供します。
サービスメッシュを使用すると、高度なトラフィックルーティングパターンを実現できます。Gateway API を使用すると、複雑なルーティングルールを設計して管理できます。
Gateway API を使用すると、デベロッパーは基盤となるサービスメッシュの実装について深く理解する必要がないため、マイクロサービスへの高レベルのルーティングルールとポリシーの定義に集中できます。
この API は拡張可能な設計となっているため、将来の拡張や新しいプロトコルとユースケースのサポートが可能です。
Gateway API には強力なコミュニティの支援があり、拡大するサービスメッシュプロバイダとツールのエコシステムによってサポートされています。

サービスメッシュのユースケースをサポートする GAMMA イニシアチブは、v1.1.0 以降、Standard チャンネルの一部であり、一般提供と見なされます。

仕様は、アプリケーションオーナーが、parentRef として Kubernetes Service リソースを使用して Route resource（xRoute とも呼ばれます）を構成することにより、メッシュサービスのトラフィックルールを構成することを推奨しています。このアプローチは、GEP-1324: Gateway API のサービスメッシュで定義されている Kubernetes Service の「フロントエンド」ロールと「バックエンド」ロールによって異なります。ここでは、「フロントエンド」ロールが parentRef として使用され、Service の「バックエンド」ロールが backendRef として使用されます。準拠実装では、Service 名を使用して、トラフィックと正規 IP アドレスの backendRef エンドポイントを照合します。

メッシュ用 Gateway API

Kubernetes プロジェクトである Gateway API は、Kubernetes 内のレイヤ 4 と 7 のルーティングに重点を置いています。これは、Ingress、ロードバランシング、サービスメッシュ API の後継となります。汎用性があり、説明的、かつロール中心となるように設計されており、その構成は主にルーティングレイヤにあります。 HTTPRoute や GRPCRoute などのプロトコル固有のリソースを使用すると、高度な上り（内向き）ルーティングとメッシュルーティングを可能にします。

GAMMA イニシアチブ（サービスメッシュ用 Gateway API）は、同じクラスタ内のサービス間またはEast/West トラフィックに Gateway API を使用する方法を定義します。GAMMA は、Gateway API のロール指向の性質を維持しながら、Gateway API への変更を最小限にとどめながらサービスメッシュを構成するように Gateway API を使用する方法を確立することを目的としています。GAMMA では、基盤となるテクノロジーやプロキシに関係なく、Gateway API のさまざまなサービスメッシュ実装間で整合性を促進することの重要性も強調しています。

GAMMA は Gateway API 仕様の既存の拡張ポイントを利用するため、API の変更や新しいリソースは必要ありません。これは、サービスメッシュのユースケースを通知するようにルートリソースの定義（Gateway API の GRPCRoute または HTTPRoute）を拡張することで行われます。具体的には、サービスメッシュ用の Gateway API で説明されているように、ルートリソースを Service リソースに関連付けます。

次の例は、HTTPRoute の使用におけるメッシュのユースケースを示しています。

apiVersion:  gateway.networking.k8s.io
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: echo-route
spec:
  parentRefs:
  - kind: Service
    group: ""
    name: echo-service
  rules:
  - backendRefs:
    - name: echo-v1
      port: 80
      weight: 9
  - backendRefs:
    - name: echo-v2
      port: 80
      weight: 1

HTTPRoute の図

HTTPRoute は Service を parentRef として参照します。これは、HTTPRoute ルートがサービスメッシュのユースケース用に構成されていることを示します。上の例では、echo-service Service が parentRef として指定されています。これは、HTTPRoute が echo-service のフロントエンドに接続されていることを意味します。クライアントから echo-service に送信されるトラフィックは、HTTPRoute echo-route に従ってルーティングされます。

GRPCRoute はまた別の Kubernetes Gateway API リソースであり、gRPC トラフィックを Kubernetes サービスに転送するために使用されます。ユーザーは、gRPC トラフィックを明示的にルーティングし、gRPC メソッドとサービスマッチングなど、gRPC 向けに調整された機能を利用する場合は、HTTPRoute ではなく GRPCRoute を使用します。

次の例は、GRPCRoute の使用方法を示しています。

apiVersion:  gateway.networking.k8s.io
kind: GRPCRoute
metadata:
  name: echo-route
spec:
  parentRefs:
  - kind: Service
    group: ""
    name: echo-service
  rules:
   - matches:
    - method:
        service:echo_basic.grpcecho.GrpcEcho
        method: Echo
    backendRefs:
    - name: grpc-infra-backend-v1
      port: 8080
  - matches:
    - method:
        service:echo_basic.grpcecho.GrpcEcho
        method: EchoTwo
    backendRefs:
    - name: grpc-infra-backend-v2
      port: 8080

GRPCRoute の図

HTTPRoute の例と同様に、この GRPCRoute はサービスメッシュのユースケース用に構成されています。プロキシレス gRPC クライアントによって xds:///echo-service.default.svc.cluster.local:8080 に送信されたトラフィックは、GRPCRoute echo-route に従ってルーティングされます。この例のルートルールは gRPC メソッドと一致し、トラフィックを特定の backendRef に転送します。GRPCRoutes は、xds:/// 接頭辞がドロップされたときに、Envoy などのサイドカーインジェクションを使用してプロキシされたクライアントからのリクエストをルーティングするためにも使用できます。

単一クラスタのメッシュ図

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メッシュ用 Gateway API

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