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マネージド Cloud Service Mesh でマルチクラスタメッシュを設定する

このガイドでは、Mesh CA または Certificate Authority Service を使用して 2 つのクラスタを単一の Cloud Service Mesh に追加し、クラスタ間でロードバランシングを行う方法について説明します。このプロセスを拡張することで、任意の数のクラスタをメッシュに組み込むことができます。

マルチクラスタの Cloud Service Mesh 構成を使用すると、大規模な組織で重要な課題（スケール、ロケーション、分離など）を解決できます。詳細については、マルチクラスタのユースケースをご覧ください。

前提条件

このガイドでは、次の要件を満たす Google Cloud GKE クラスタが 2 つ以上存在することを前提としています。

クラスタにインストールされている Cloud Service Mesh。asmcli、istioctl ツール、--output_dir で指定したディレクトリに asmcli がダウンロードするサンプルが必要です。
Cloud Service Mesh を構成する前に、メッシュ内のクラスタがすべての Pod に接続する必要があります。また、異なるプロジェクトのクラスタを追加する場合は、同じフリートホストプロジェクトにクラスタを登録する必要があります。また、共有 VPC 構成でクラスタを同じネットワークに接続する必要があります。1 つのプロジェクトに共有 VPC をホストし、2 つのサービスプロジェクトでクラスタを作成することをおすすめします。詳細については、共有 VPC を使用したクラスタの設定をご覧ください。
Certificate Authority Service を使用する場合、すべてのクラスタに同じルート CA プールの下位 CA プールチェーンが必要です。それ以外の場合、すべてのクラスタに同じ CA プールを使用する必要があります。

プロジェクトとクラスタ変数を設定する

プロジェクト ID、クラスタゾーンまたはリージョン、クラスタ名、コンテキストのために、次の環境変数を作成します。

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}"

新しく作成されたクラスタの場合は、次の gcloud コマンドを使用して、各クラスタの認証情報を取得する必要があります。そうしないと、関連する context をこのガイドの次のステップで使用できません。

これらのコマンドは、クラスタのタイプ（リージョンまたはゾーン）によって異なります。
リージョン
```
gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1} --region ${LOCATION_1}
gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_2} --region ${LOCATION_2}
```
ゾーン
```
gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1} --zone ${LOCATION_1}
gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_2} --zone ${LOCATION_2}
```

ファイアウォールルールを作成

場合によっては、クラスタ間トラフィックを許可するファイアウォールルールを作成する必要があります。たとえば、次のような場合にファイアウォールルールを作成する必要があります。

メッシュ内のクラスタに異なるサブネットを使用している。
Pod が 443 と 15002 以外のポートを開く。

GKE は、同じサブネット内のトラフィックを許可するファイアウォールルールを各ノードに自動的に追加します。メッシュに複数のサブネットが含まれている場合は、サブネット間トラフィックを許可するようにファイアウォールルールを明示的に設定する必要があります。送信元 IP CIDR ブロックを許可し、すべての受信トラフィックのポートをターゲットにできるように、サブネットごとに新しいファイアウォールルールを追加する必要があります。

次の手順では、プロジェクト内のすべてのクラスタ間、または $CLUSTER_1 と $CLUSTER_2 間の通信のみを許可します。

クラスタのネットワークに関する情報を収集します。

すべてのプロジェクトクラスタ

クラスタが同じプロジェクト内にある場合は、次のコマンドを使用して、プロジェクト内のすべてのクラスタ間の通信を許可できます。公開したくないクラスタがプロジェクトにある場合は、[特定のクラスタ] タブでコマンドを使用します。

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}"))

特定のクラスタ

次のコマンドを使用すると、$CLUSTER_1 と $CLUSTER_2 間の通信を許可します。プロジェクト内の他のクラスタは公開されません。

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}"))

ファイアウォールルールを作成します。

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

エンドポイントディスカバリを構成する

宣言型 API を使用して一般公開または限定公開のクラスタ間のエンドポイントディスカバリを有効にします

Fleet API でマネージド Cloud Service Mesh を有効にすると、このクラスタのエンドポイント検出が有効になります。別のツールでマネージド Cloud Service Mesh をプロビジョニングした場合は、asm-options configmap で構成 "multicluster_mode":"connected" を適用して、フリート内の一般公開クラスタまたは限定公開クラスタ間でエンドポイントディスカバリを手動で有効にできます。この構成を同じフリートで有効にした場合、クラスタ間でクラスタ間サービスディスカバリが自動的に有効になります。

これは、マネージド（TD）のコントロールプレーンの実装を使用している場合にマルチクラスタエンドポイントの検出を構成する唯一の方法であり、マネージド（Istiod）を実装を使用している場合に推奨される設定方法です。

続行する前に、ファイアウォールルールを作成しておく必要があります。

有効にする

クラスタに asm-options configmap がすでに存在する場合は、クラスタのエンドポイントディスカバリを有効にします。

      kubectl patch configmap/asm-options -n istio-system --type merge -p '{"data":{"multicluster_mode":"connected"}}'

クラスタに asm-options configmap がまだ存在しない場合は、関連データを使用して作成し、クラスタのエンドポイントディスカバリを有効にします。

      kubectl --context ${CTX_1} create configmap asm-options -n istio-system --from-file <(echo '{"data":{"multicluster_mode":"connected"}}')

無効にする

クラスタのエンドポイントディスカバリを無効にします。

      kubectl patch configmap/asm-options -n istio-system --type merge -p '{"data":{"multicluster_mode":"manual"}}'

エンドポイントディスカバリを無効にせずにフリートからクラスタの登録を解除した場合、シークレットがクラスタに残る場合があります。残りのシークレットは手動でクリーンアップする必要があります。

クリーンアップが必要なシークレットを確認するには、次のコマンドを実行します。
```
kubectl get secrets -n istio-system -l istio.io/owned-by=mesh.googleapis.com,istio/multiCluster=true
```
各シークレットを削除します。
```
kubectl delete secret SECRET_NAME
```
残りのシークレットごとに、この手順を繰り返します。

マルチクラスタ接続を確認する

このセクションでは、サンプルの HelloWorld サービスと Sleep サービスをマルチクラスタ環境にデプロイして、クラスタ間でのロードバランシングが機能することを確認する方法について説明します。

サンプルディレクトリの変数を設定する

asmcli がダウンロードされた場所に移動し、次のコマンドを実行して ASM_VERSION を設定します。
```
export ASM_VERSION="$(./asmcli --version)"
```
作業フォルダを、クラスタ間のロードバランシングが正常に機能することを確認するために使用するサンプルに設定します。サンプルは、asmcli install コマンドで指定した --output_dir ディレクトリのサブディレクトリにあります。次のコマンドで、OUTPUT_DIR を、--output_dir で指定したディレクトリに変更します。
```
export SAMPLES_DIR=OUTPUT_DIR/istio-${ASM_VERSION%+*}
```

サイドカーインジェクションを有効にする

各クラスタにサンプルの名前空間を作成します。

for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
do
    kubectl create --context=${CTX} namespace sample
done

インジェクションの名前空間を有効にします。手順は、コントロールプレーンの実装によって異なります。
マネージド（TD）
1. デフォルトのインジェクションラベルを名前空間に適用します。
```
for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
do
   kubectl label --context=${CTX} namespace sample
      istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
done
```
マネージド（Istiod）
推奨: 次のコマンドを実行して、デフォルトのインジェクションラベルを名前空間に適用します。
```
 for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
 do
    kubectl label --context=${CTX} namespace sample \
       istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
 done
```
マネージド Istiod コントロールプレーンを使用している既存のユーザーの場合: デフォルトのインジェクションを使用することをおすすめしますが、リビジョンベースのインジェクションもサポートされています。次の手順を行います。
1. 利用可能なリリースチャンネルを探すには、次のコマンドを実行します。
  kubectl -n istio-system get controlplanerevision
  出力は次のようになります。
  NAME AGE asm-managed-rapid 6d7h
  注: 上記のリストで、コントロールプレーンのリビジョンが 2 つ表示されている場合は、1 つを削除します。クラスタに複数のコントロールプレーンチャネルを配置することはできません。
  
  出力で、NAME 列の値は、Cloud Service Mesh バージョンで使用可能なリリースチャンネルに対応するリビジョンラベルです。
2. リビジョンラベルを名前空間に適用します。
  for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2} do kubectl label --context=${CTX} namespace sample \ istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite done

HelloWorld サービスをインストールする

両方のクラスタに HelloWorld サービスを作成します。

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

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

各クラスタに HelloWorld v1 と v2 をデプロイする

HelloWorld v1 を CLUSTER_1 にデプロイし、v2 を CLUSTER_2 にデプロイします。これは、後でクラスタ間のロードバランシングを確認する際に役立ちます。

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

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

次のコマンドを使用して、HelloWorld v1 と v2 が実行されていることを確認します。次のような出力が表示されていることを確認します。

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

スリープサービスをデプロイする

両方のクラスタに Sleep サービスをデプロイします。この Pod は、デモ用の人為的なネットワークトラフィックを生成します。
```
for CTX in ${CTX_1} ${CTX_2}
do
    kubectl apply --context=${CTX} \
        -f ${SAMPLES_DIR}/samples/sleep/sleep.yaml -n sample
done
```

各クラスタで Sleep サービスが起動するまで待ちます。次のような出力が表示されていることを確認します。

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

クラスタ間のロードバランシングを確認する

HelloWorld サービスを数回呼び出し、出力をチェックして v1 と v2 からの交互の返信を確認します。

HelloWorld サービスを呼び出します。

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}')" \
    -- /bin/sh -c 'for i in $(seq 1 20); do curl -sS helloworld.sample:5000/hello; done'

出力は次のようになります。

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

HelloWorld サービスを再度呼び出します。

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}')" \
    -- /bin/sh -c 'for i in $(seq 1 20); do curl -sS helloworld.sample:5000/hello; done'

出力は次のようになります。

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

負荷分散されたマルチクラスタの Cloud Service Mesh の検証はこれで完了です。

HelloWorld サービスをクリーンアップする

ロードバランシングの確認が完了したら、クラスタから HelloWorld サービスと Sleep サービスを削除します。

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

マネージド Cloud Service Mesh でマルチクラスタ メッシュを設定する

前提条件

プロジェクトとクラスタ変数を設定する

リージョン

ゾーン

ファイアウォール ルールを作成

すべてのプロジェクト クラスタ

特定のクラスタ

GKE

Autopilot

エンドポイント ディスカバリを構成する

宣言型 API を使用して一般公開または限定公開のクラスタ間のエンドポイント ディスカバリを有効にします