クラスター内のDNSサービスのオートスケール

このページでは、KubernetesクラスターでDNSサービスのオートスケールを有効にし、設定する方法を説明します。

始める前に

  • Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。 このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。 まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、 以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

    バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

  • このガイドでは、ノードがAMD64またはIntel 64のCPUアーキテクチャを使用していることを前提としています。

  • Kubernetes DNSが有効になっていることを確認してください。

DNS水平オートスケールがすでに有効になっているかどうかの確認

kube-system名前空間内のクラスターのDeploymentを一覧表示します:

kubectl get deployment --namespace=kube-system

出力は次のようになります:

NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
kube-dns-autoscaler    1/1     1            1           ...
...

出力に「kube-dns-autoscaler」が表示されている場合、DNS水平オートスケールはすでに有効になっています。 オートスケーリングパラメーターの調整にスキップしても問題ありません。

DNS Deploymentの名前を取得する

kube-system名前空間内のクラスターのDNS Deploymentを一覧表示します:

kubectl get deployment -l k8s-app=kube-dns --namespace=kube-system

出力は次のようになります:

NAME      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
coredns   2/2     2            2           ...
...

DNSサービスのDeploymentが表示されない場合は、名前で検索することもできます:

kubectl get deployment --namespace=kube-system

そして、corednsまたはkube-dnsという名前のDeploymentを探します。

スケール対象は

Deployment/<your-deployment-name>

となります。 ここで、<your-deployment-name>はDNS Deploymentの名前です。 たとえば、DNS Deploymentの名前がcorednsの場合、スケール対象はDeployment/corednsになります。

DNS水平オートスケールを有効にする

このセクションでは、新しいDeploymentを作成します。 Deployment内のPodは、cluster-proportional-autoscaler-amd64イメージに基づくコンテナを実行します。

次の内容でdns-horizontal-autoscaler.yamlという名前のファイルを作成します:

kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["replicationcontrollers/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
  - apiGroups: ["apps"]
    resources: ["deployments/scale", "replicasets/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
# Remove the configmaps rule once below issue is fixed:
# kubernetes-incubator/cluster-proportional-autoscaler#16
  - apiGroups: [""]
    resources: ["configmaps"]
    verbs: ["get", "create"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: kube-dns-autoscaler
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-dns-autoscaler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns-autoscaler
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns-autoscaler
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns-autoscaler
    spec:
      priorityClassName: system-cluster-critical
      securityContext:
        seccompProfile:
          type: RuntimeDefault
        supplementalGroups: [ 65534 ]
        fsGroup: 65534
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux
      containers:
      - name: autoscaler
        image: registry.k8s.io/cpa/cluster-proportional-autoscaler:1.8.4
        resources:
            requests:
                cpu: "20m"
                memory: "10Mi"
        command:
          - /cluster-proportional-autoscaler
          - --namespace=kube-system
          - --configmap=kube-dns-autoscaler
          # Should keep target in sync with cluster/addons/dns/kube-dns.yaml.base
          - --target=<SCALE_TARGET>
          # When cluster is using large nodes(with more cores), "coresPerReplica" should dominate.
          # If using small nodes, "nodesPerReplica" should dominate.
          - --default-params={"linear":{"coresPerReplica":256,"nodesPerReplica":16,"preventSinglePointFailure":true,"includeUnschedulableNodes":true}}
          - --logtostderr=true
          - --v=2
      tolerations:
      - key: "CriticalAddonsOnly"
        operator: "Exists"
      serviceAccountName: kube-dns-autoscaler

ファイル内で、<SCALE_TARGET>をスケール対象に置き換えます。

設定ファイルがあるディレクトリに移動し、次のコマンドを入力してDeploymentを作成します:

kubectl apply -f dns-horizontal-autoscaler.yaml

コマンドが成功した場合の出力は次のようになります:

deployment.apps/kube-dns-autoscaler created

DNS水平オートスケールが有効になりました。

DNSオートスケーリングパラメーターを調整する

kube-dns-autoscaler ConfigMapが存在することを確認します:

kubectl get configmap --namespace=kube-system

出力は次のようになります:

NAME                  DATA      AGE
...
kube-dns-autoscaler   1         ...
...

ConfigMap内のデータを変更します:

kubectl edit configmap kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

次の行を探します:

linear: '{"coresPerReplica":256,"min":1,"nodesPerReplica":16}'

ニーズに応じてフィールドを変更します。 「min」フィールドは、DNSバックエンドの最小数を示します。 実際のバックエンド数は次の式を使用して計算されます:

replicas = max( ceil( cores × 1/coresPerReplica ) , ceil( nodes × 1/nodesPerReplica ) )

coresPerReplicanodesPerReplicaの値はどちらも浮動小数点数であることに注意してください。

クラスターで多くのコアを持つノードが使用されている場合はcoresPerReplicaが支配的になります。 クラスターでコアが少ないノードが使用されている場合はnodesPerReplicaが支配的になります。

他にもサポートされているスケーリングパターンがあります。 詳細は、cluster-proportional-autoscalerを参照してください。

DNS水平オートスケールを無効にする

DNS水平オートスケールを調整するためのオプションはいくつかあります。 どのオプションを使用するかは、さまざまな条件によって異なります。

オプション1: kube-dns-autoscaler Deploymentを0レプリカにスケールダウンする

このオプションはすべての状況で機能します。 次のコマンドを入力します:

kubectl scale deployment --replicas=0 kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

出力は次のようになります:

deployment.apps/kube-dns-autoscaler scaled

レプリカ数がゼロであることを確認します:

kubectl get rs --namespace=kube-system

出力のDESIRED列とCURRENT列に0が表示されます:

NAME                                  DESIRED   CURRENT   READY   AGE
...
kube-dns-autoscaler-6b59789fc8        0         0         0       ...
...

オプション2: kube-dns-autoscaler Deploymentを削除する

このオプションは、kube-dns-autoscalerが自身の管理下にある場合、つまり誰も再作成しない場合に機能します:

kubectl delete deployment kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

出力は次のようになります:

deployment.apps "kube-dns-autoscaler" deleted

オプション3: マスターノードからkube-dns-autoscalerマニフェストファイルを削除する

このオプションは、kube-dns-autoscalerが(非推奨の)Addon Managerの管理下にあり、マスターノードへの書き込みアクセス権がある場合に機能します。

マスターノードにサインインし、対応するマニフェストファイルを削除します。 このkube-dns-autoscalerの一般的なパスは次のとおりです:

/etc/kubernetes/addons/dns-horizontal-autoscaler/dns-horizontal-autoscaler.yaml

マニフェストファイルが削除されると、Addon Managerはkube-dns-autoscaler Deploymentを削除します。

DNS水平オートスケールの仕組みを理解する

  • cluster-proportional-autoscalerアプリケーションは、DNSサービスとは別にデプロイされます。

  • オートスケーラーPodは、クラスター内のノード数とコア数についてKubernetes APIサーバーをポーリングするクライアントを実行します。

  • 現在のスケジュール可能なノードとコア、および指定されたスケーリングパラメーターに基づいて、必要なレプリカ数が計算され、DNSバックエンドに適用されます。

  • スケーリングパラメーターとデータポイントはConfigMapを介してオートスケーラーに提供され、最新の目的のスケーリングパラメーターで最新の状態を維持するために、ポーリング間隔ごとにパラメーターテーブルを更新します。

  • スケーリングパラメーターへの変更は、オートスケーラーPodを再構築または再起動することなく許可されます。

  • オートスケーラーは、linearladderの2つの制御パターンをサポートするコントローラーインターフェースを提供します。

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