オンプレミスへの Anthos Service Mesh のインストール

このガイドでは、GKE on VMware に Anthos Service Mesh バージョン 1.8.6-asm.8 をクリーン インストールする方法について説明します。以前のバージョンの Anthos Service Mesh がインストールされている場合は、GKE on VMware での Anthos Service Mesh のアップグレードをご覧ください。インストールにより、クラスタでサポートされる機能が有効になります。このガイドではクラスタを cluster1 と表記していますが、この手順を繰り返して多数のクラスタを設定することもできます。

注: 現在、Anthos Service Mesh のマネージド コンポーネント、Anthos Service Mesh の認証局、メッシュ テレメトリーは GKE on VMware でサポートされていません。

コントロール プレーン コンポーネントの概要

GKE on VMware には、次の Istio コンポーネントがプリインストールされています。

• Anthos Service Mesh 認証局（Citadel）は、kube-system 名前空間にインストールされます。
• パイロットと Istio Ingress Gateway は gke-system 名前空間にインストールされます。

GKE on VMware では、これらのコンポーネントを使用して Ingress を有効にし、Google が管理するコンポーネント間のセキュア通信を実現しています。Ingress 機能のみが必要な場合は、OSS Istio または Anthos Service Mesh をインストールする必要はありません。Ingress の構成の詳細については、Ingress を有効にするをご覧ください。

Anthos Service Mesh をインストールすると、そのコンポーネントは istio-system 名前空間にインストールされます。Anthos Service Mesh コンポーネントは別の名前空間にあるため、GKE on VMware がプリインストールされた Istio コンポーネントと競合することはありません。

準備

次の要件を確認してから設定を開始してください。

要件

• Anthos のサブスクリプションが必要です。また、Google Cloud の GKE Enterprise の場合のみ、従量課金制の請求オプションを使用できます。詳細については、GKE Enterprise の料金ガイドをご覧ください。

• Anthos Service Mesh をインストールするユーザー クラスタには、少なくとも vCPU が 4 つ、メモリが 15 GB、ノードが 4 つあることを確認します。

• サービスポートには、name: protocol[-suffix] の構文を使用して名前を指定する必要があります。角かっこはオプションの接尾辞を示しており、この接尾辞は先頭をダッシュにする必要があります。詳細については、サービスポートの命名をご覧ください。

• クラスタ バージョンがサポートされる環境に含まれていることを確認します。クラスタのバージョンを確認するには、gkectl コマンドライン ツールを使用します。gkectl がインストールされていない場合は、GKE On-Prem のダウンロードをご覧ください。

  gkectl version

環境設定

インストール プロセスを管理するコンピュータには、次のツールが必要です。Anthos Service Mesh はユーザー クラスタにのみインストールできます。管理クラスタにはインストールできません。

• curl コマンドライン ツール
• Google Cloud CLI

Google Cloud CLI をインストールした後:

1. Google Cloud CLI で認証します。

   gcloud auth login
   

2. コンポーネントを更新します。

   gcloud components update
   

3. kubectl をインストールします。

   gcloud components install kubectl
   

4. Online Boutique のサンプル アプリケーションでインストールをデプロイしてテストする場合は、kpt をインストールします。

   gcloud components install kpt
   

環境変数の設定

1. このコマンドの出力の NAME 列にある値を使用して、クラスタのコンテキスト名を取得します。

   kubectl config get-contexts

2. 環境変数をクラスタ コンテキスト名に設定します。これは、このガイドの多くの手順で使用されます。

   export CTX_CLUSTER1=CLUSTER1_CONTEXT_NAME

クラスタ管理者権限の付与

1. ユーザー アカウント（Google Cloud ログイン メールアドレス）にクラスタ管理者の権限を付与します。この権限は、Anthos Service Mesh に必要なロールベースのアクセス制御（RBAC）ルールを作成するのに必要です。

   kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" create clusterrolebinding cluster-admin-binding \
     --clusterrole=cluster-admin \
     --user=USER_ACCOUNT

インストール ファイルのダウンロード

Linux

Anthos Service Mesh インストール ファイルを現在の作業ディレクトリにダウンロードします。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-linux-amd64.tar.gz

署名ファイルをダウンロードし、openssl を使用して署名を検証します。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-linux-amd64.tar.gz.1.sig
openssl dgst -verify /dev/stdin -signature istio-1.8.6-asm.8-linux-amd64.tar.gz.1.sig istio-1.8.6-asm.8-linux-amd64.tar.gz <<'EOF'
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEWZrGCUaJJr1H8a36sG4UUoXvlXvZ
wQfk16sxprI2gOJ2vFFggdq3ixF2h4qNBt0kI7ciDhgpwS8t+/960IsIgw==
-----END PUBLIC KEY-----
EOF

想定される出力は Verified OK です。

ファイル システム上の任意の場所にファイルの内容を抽出します。たとえば、現在の作業ディレクトリにコンテンツを抽出するには、次のコマンドを実行します。

tar xzf istio-1.8.6-asm.8-linux-amd64.tar.gz

このコマンドにより、現在の作業ディレクトリに istio-1.8.6-asm.8 という名前のインストール ディレクトリが作成されます。このディレクトリには、次のものが含まれます。

• samples ディレクトリにあるサンプル アプリケーション
• Anthos Service Mesh のインストールに使用する istioctl コマンドライン ツールは、bin ディレクトリにあります。
• Anthos Service Mesh 構成プロファイルは manifests/profiles ディレクトリにあります。

Anthos Service Mesh インストールのルート ディレクトリに移動していることを確認します。

cd istio-1.8.6-asm.8

Mac OS

Anthos Service Mesh インストール ファイルを現在の作業ディレクトリにダウンロードします。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-osx.tar.gz

署名ファイルをダウンロードし、openssl を使用して署名を検証します。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-osx.tar.gz.1.sig
openssl dgst -sha256 -verify /dev/stdin -signature istio-1.8.6-asm.8-osx.tar.gz.1.sig istio-1.8.6-asm.8-osx.tar.gz <<'EOF'
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEWZrGCUaJJr1H8a36sG4UUoXvlXvZ
wQfk16sxprI2gOJ2vFFggdq3ixF2h4qNBt0kI7ciDhgpwS8t+/960IsIgw==
-----END PUBLIC KEY-----
EOF

想定される出力は Verified OK です。

ファイル システム上の任意の場所にファイルの内容を抽出します。たとえば、現在の作業ディレクトリにコンテンツを抽出するには、次のコマンドを実行します。

tar xzf istio-1.8.6-asm.8-osx.tar.gz

このコマンドにより、現在の作業ディレクトリに istio-1.8.6-asm.8 という名前のインストール ディレクトリが作成されます。このディレクトリには、次のものが含まれます。

• samples ディレクトリにあるサンプル アプリケーション
• Anthos Service Mesh のインストールに使用する istioctl コマンドライン ツールは、bin ディレクトリにあります。
• Anthos Service Mesh 構成プロファイルは manifests/profiles ディレクトリにあります。

Anthos Service Mesh インストールのルート ディレクトリに移動していることを確認します。

cd istio-1.8.6-asm.8

Windows

Anthos Service Mesh インストール ファイルを現在の作業ディレクトリにダウンロードします。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-win.zip

署名ファイルをダウンロードし、openssl を使用して署名を検証します。

curl -LO https://storage.googleapis.com/gke-release/asm/istio-1.8.6-asm.8-win.zip.1.sig
openssl dgst -verify - -signature istio-1.8.6-asm.8-win.zip.1.sig istio-1.8.6-asm.8-win.zip <<'EOF'
-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEWZrGCUaJJr1H8a36sG4UUoXvlXvZ
wQfk16sxprI2gOJ2vFFggdq3ixF2h4qNBt0kI7ciDhgpwS8t+/960IsIgw==
-----END PUBLIC KEY-----
EOF

想定される出力は Verified OK です。

ファイル システム上の任意の場所にファイルの内容を抽出します。たとえば、現在の作業ディレクトリにコンテンツを抽出するには、次のコマンドを実行します。

tar xzf istio-1.8.6-asm.8-win.zip

このコマンドにより、現在の作業ディレクトリに istio-1.8.6-asm.8 という名前のインストール ディレクトリが作成されます。このディレクトリには、次のものが含まれます。

• samples ディレクトリにあるサンプル アプリケーション
• Anthos Service Mesh のインストールに使用する istioctl コマンドライン ツールは、bin ディレクトリにあります。
• Anthos Service Mesh 構成プロファイルは manifests/profiles ディレクトリにあります。

Anthos Service Mesh インストールのルート ディレクトリに移動していることを確認します。

cd istio-1.8.6-asm.8

認証局の構成

このセクションでは、Anthos Service Mesh オンプレミスがワークロードの署名に使用する証明書と鍵を生成する方法について説明します。

最高レベルのセキュリティを確保するには、オフラインのルート CA を維持し、下位 CA を使用して各クラスタの CA を発行することを強くおすすめします。詳しくは、CA 証明書のプラグインをご覧ください。この構成では、サービス メッシュ内のすべてのワークロードは同じルート認証局（CA）を使用します。各 Anthos Service Mesh CA は、ルート CA によって署名された中間 CA 署名鍵と証明書を使用します。メッシュ内に複数の CA が存在する場合、CA 間の信頼の階層を確立します。この手順を繰り返して、任意の数の認証局の証明書と鍵をプロビジョニングできます。

重要: この手順では、説明用の例として make コマンドで証明書と鍵を作成します。最高レベルのセキュリティを確保するには、オフラインの安全なコンピュータと本番環境用ツールを使用します。たとえば、HashiCorp Vault を使用して、CA 署名鍵を安全に生成して保護します。

1. 証明書と鍵のディレクトリを作成します。

   mkdir -p certs && \
   pushd certs

2. ルート証明書と鍵を生成します。

   make -f ../tools/certs/Makefile.selfsigned.mk root-ca
   

   これにより、次のファイルが生成されます。

   • root-cert.pem: ルート証明書
   • root-key.pem: ルート鍵
   • root-ca.conf: ルート証明書を生成するための openssl の構成
   • root-cert.csr: ルート証明書の CSR

3. 中間証明書と鍵を生成します。

   make -f ../tools/certs/Makefile.selfsigned.mk cluster1-cacerts

   これにより、cluster1 という名前のディレクトリにファイルが生成されます。

   • ca-cert.pem: 中間証明書
   • ca-key.pem: 中間鍵
   • cert-chain.pem: istiod が使用する証明書チェーン
   • root-cert.pem: ルート証明書
   注: cluster1 は別の名前に置き換えることができます。たとえば、make mycluster-cacerts は mycluster という名前のディレクトリを作成します。

   オフラインのコンピュータを使用してこれらの手順を行う場合は、生成されたディレクトリを、クラスタにアクセスできるコンピュータにコピーします。

4. すべての入力ファイル ca-cert.pem、ca- key.pem、root-cert.pem、cert-chain.pem を含むシークレット cacerts を作成します。

   kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" create namespace istio-system
   kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" create secret generic cacerts -n istio-system \
     --from-file=cluster1/ca-cert.pem \
     --from-file=cluster1/ca-key.pem \
     --from-file=cluster1/root-cert.pem \
     --from-file=cluster1/cert-chain.pem

   Anthos Service Mesh オンプレミスは、これらの証明書と鍵の存在を検出し、後のインストール プロセスで使用します。

5. 前のディレクトリに戻ります。

   popd

Anthos Service Mesh のインストール

1. プロジェクト ID の環境変数を作成します。

   export PROJECT_ID=YOUR_PROJECT_ID

2. プロジェクト番号の環境変数を作成します。

   export PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe ${PROJECT_ID} --format="value(projectNumber)")

3. メッシュ ID の環境変数を作成します。任意の文字列を使用できますが、クラスタ間で一貫した形式にする必要があります。

   export MESH_ID="proj-${PROJECT_NUMBER}"

4. クラスタのコントロール プレーンの構成を作成します。これにより、asm-multicloud プロファイルを使用して Anthos Service Mesh がインストールされます。サポートされているオプション機能を有効にするには、コマンドラインで -f と YAML のファイル名を指定します。詳細については、オプション機能の有効化をご覧ください。

   次の例では、前の手順で定義した MESH_ID を使用します。

   cat <<EOF > cluster.yaml
   apiVersion: install.istio.io/v1alpha1
   kind: IstioOperator
   spec:
     profile: asm-multicloud
     revision: asm-186-8
     values:
       global:
         meshID: MESH_ID
         multiCluster:
           clusterName: CLUSTER_NAME
         network: NETWORK_ID
   EOF
   

   注: revision 値により、asm-186-8 形式のリビジョン ラベルが istiod に追加されます。自動サイドカー インジェクタの Webhook では、リビジョン ラベルを使用して、挿入されたサイドカーを特定の istiod リビジョンに関連付けます。名前空間のサイドカー自動挿入を有効にするには、istiod のラベルと一致するリビジョンのラベルを付ける必要があります。

5. 必要に応じて、istio-1.8.6-asm.8 ディレクトリに移動します。istioctl クライアントはバージョンに依存します。istio-1.8.6-asm.8/bin ディレクトリにあるバージョンを使用してください。

6. 構成をクラスタに適用します。

   bin/istioctl install --context="${CTX_CLUSTER1}" -f cluster.yaml
   

デフォルト ネットワークの設定

1. istio-system 名前空間でデフォルト ネットワークを設定します。

   次の例の NETWORK_ID は、クラスタのネットワークを識別する任意の文字列にできます。このオンプレミス構成では、すべてのクラスタが独自のネットワーク上に存在するため、各クラスタに異なる値を指定する必要があります。NETWORK_ID には、構文と文字セットで説明される Kubernetes ラベルと同じ文字列制限があります。

    kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" label \
   namespace istio-system topology.istio.io/network=NETWORK_ID

検証 Webhook の構成

Anthos Service Mesh をインストールするときに、istiod にリビジョン ラベルを設定します。検証 Webhook に同じリビジョンを設定する必要があります。

1. 次の YAML を istiod-service.yaml という名前のファイルにコピーします。

   cat <<EOF > istiod-service.yaml
   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
    name: istiod
    namespace: istio-system
    labels:
      istio.io/rev: asm-186-8
      app: istiod
      istio: pilot
      release: istio
   spec:
    ports:
      - port: 15010
        name: grpc-xds # plaintext
        protocol: TCP
      - port: 15012
        name: https-dns # mTLS with k8s-signed cert
        protocol: TCP
      - port: 443
        name: https-webhook # validation and injection
        targetPort: 15017
        protocol: TCP
      - port: 15014
        name: http-monitoring # prometheus stats
        protocol: TCP
    selector:
      app: istiod
      istio.io/rev: asm-186-8
   EOF
   

2. 検証 Webhook を構成して、リビジョン ラベルで istiod サービスを検出できるようにします。

   kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" apply -f istiod-service.yaml
   

   このコマンドは、構成の適用前に検証 Webhook が構成を自動的にチェックするサービス エントリを作成します。

自動相互 TLS（自動 mTLS）はデフォルトで有効になっています。自動 mTLS の場合、クライアント サイドカー プロキシがサーバーにサイドカーがあるかどうかを自動的に検出します。クライアント サイドカーは、サイドカーを含むワークロードに mTLS を送信し、サイドカーなしでワークロードに書式なしテキストのトラフィックを送信します。

注意: サービス メッシュを保護するには、トランスポート セキュリティの構成に記載されているとおり、サービスを mTLS STRICT モードに移行することをおすすめします。

コントロール プレーン コンポーネントの確認

istio-system のコントロール プレーン Pod が稼働していることを確認します。

kubectl --context="${CTX_CLUSTER1}" get pod -n istio-system

予想される出力は次のようになります。

NAME                                      READY   STATUS      RESTARTS   AGE
istio-ingressgateway-74cc894bfd-786rg     1/1     Running     0          7m19s
istiod-78cdbbbdb-d7tps                    1/1     Running     0          7m36s
promsd-576b8db4d6-lqf64                   2/2     Running     1          7m19s

サイドカー プロキシの挿入

Anthos Service Mesh は、サイドカー プロキシを使用してネットワークのセキュリティ、信頼性、オブザーバビリティを強化します。Anthos Service Mesh では、これらの機能がアプリケーションのプライマリ コンテナから抽出され、同じ Pod 内の個別のコンテナとして提供される共通のプロセス外プロキシに実装されます。

インストールは、自動サイドカー プロキシ挿入（自動挿入）を有効化して、Anthos Service Mesh をインストールする前にクラスタで実行していたワークロードの Pod を再起動するまで完了しません。

自動挿入を有効にするには、Anthos Service Mesh をインストールしたときに istiod に設定したリビジョン ラベルで名前空間にラベルを付けます。リビジョン ラベルは、サイドカー インジェクタ Webhook によって使用され、挿入されたサイドカーを特定の istiod リビジョンに関連付けます。ラベルを追加したら、サイドカーを挿入できるように、名前空間内の既存の Pod を再起動する必要があります。

新しいワークロードを新しい名前空間にデプロイする前に、Anthos Service Mesh がトラフィックのモニタリングと保護を行えるように自動挿入を構成してください。

自動インジェクションを有効にするには:

1. 次のコマンドを使用して、istiod のリビジョン ラベルを探します。

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

   出力は次のようになります。

   NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
   istiod-asm-186-8-5788d57586-bljj4   1/1     Running   0          23h   app=istiod,istio.io/rev=asm-186-8,istio=istiod,pod-template-hash=5788d57586
   istiod-asm-186-8-5788d57586-vsklm   1/1     Running   1          23h   app=istiod,istio.io/rev=asm-186-8,istio=istiod,pod-template-hash=5788d57586

   出力の LABELS 列で、接頭辞 istio.io/rev= に続く istiod リビジョン ラベルの値をメモします。この例での値は asm-186-8 です。

2. リビジョン ラベルを適用し、存在する場合は istio-injection ラベルを削除します。次のコマンドで、NAMESPACE は自動インジェクションを有効にする名前空間の名前で、REVISION は前の手順でメモしたリビジョン ラベルです。

   kubectl label namespace NAMESPACE istio-injection- istio.io/rev=REVISION --overwrite
   

   出力中のメッセージ "istio-injection not found" は無視して構いません。これは、今までは名前空間に istio-injection ラベルが付いていなかったことを意味します。Anthos Service Mesh の新規インストールや新規デプロイでは、こうなって当然です。名前空間に istio-injection とリビジョン ラベルの両方があると自動インジェクションが失敗するため、Anthos Service Mesh ドキュメント内のすべての kubectl label コマンドには istio-injection ラベルの削除が含まれています。

3. Anthos Service Mesh をインストールする前にクラスタでワークロードが実行されていた場合は、Pod を再起動して再インジェクションをトリガーします。

   Pod を再起動する方法は、アプリケーションとクラスタが属する環境によって異なります。たとえば、ステージング環境では、すべての Pod を削除するのみの場合がありますが、それによって Pod が再起動されます。ただし、本番環境では、Blue/Green デプロイを実装するプロセスにより、トラフィックが中断しないように Pod を安全に再起動できます。

   kubectl を使用すると、ローリングの再起動を実行できます。

   kubectl rollout restart deployment -n NAMESPACE
   

4. Pod が新しいバージョンの istiod を指すように構成されていることを確認します。

   kubectl get pods -n NAMESPACE -l istio.io/rev=REVISION
   

次のステップ

オンプレミス サービス メッシュに複数のクラスタを使用する場合は、複数のクラスタとネットワークへの Anthos Service Mesh オンプレミスのインストールをご覧ください。

それ以外の場合、次のステップでは外部 IP アドレスの構成を行います。