Memahami resource kustom ClusterCIDRConfig

Ringkasan

ClusterCIDRConfig adalah resource alokator CIDR kustom yang memungkinkan Anda mengalokasikan lebih banyak rentang alamat IP untuk Pod secara dinamis.

Pengelolaan Alamat IP (IPAM) memungkinkan penggunaan subnet IP yang efisien dan menghindari memiliki tumpang tindih dalam rentang alamat, yang mencegah konflik dan pemadaman jaringan. Kubernetes menetapkan CIDR Pod per node, yang digunakan sebagai alamat IP untuk Pod yang berjalan pada {i>node<i} tersebut.

NodeIPAM Kubernetes saat ini memiliki batasan berikut:

• Semua CIDR Pod dialokasikan dari satu CIDR cluster. Anda harus menentukan seluruh rentang alamat IP yang memperhitungkan klaster terbesar pada saat itu. pembuatan cluster. Keterbatasan ini dapat membuang-buang alamat IP.

• Jika Anda meningkatkan ukuran cluster, akan sulit untuk menambahkan lebih banyak alamat IP.

• CIDR cluster adalah satu rentang yang besar. Mungkin sulit untuk menemukan blok alamat IP yang berdekatan yang memenuhi kebutuhan cluster.

• Setiap node mendapatkan rentang IP berukuran tetap dalam sebuah cluster. Jika node berupa ukuran dan kapasitas berbeda, Anda tidak bisa mengalokasikan rentang Pod yang lebih besar ke node yang lebih kecil dengan kapasitas lebih besar dan rentang lebih kecil ke node dengan kapasitas. Ini membuang-buang banyak alamat IP. Untuk cluster besar dengan banyak node, limbah ini akan bertambah di semua node dalam cluster.

Dengan fungsi ClusterCIDRConfig, Anda dapat menghindari penetapan blok CIDR yang besar ke sebuah cluster, petakan ukuran cluster Anda dengan skala Pod Anda, sehingga mempertahankan alamat IP. Anda dapat menyimpan alamat IP menggunakan ClusterCIDRConfigs dengan kombinasi CIDR dan perNodeMaskSize yang berbeda. ClusterCIDRConfig resource mendukung hal berikut:

• Beberapa blok CIDR IP yang terputus untuk CIDR cluster tingkat

• Afinitas node blok CIDR

• Ukuran blok yang berbeda-beda dialokasikan ke node

Google Distributed Cloud menggunakan fungsi ClusterCIDRConfig dalam fitur berikut:

• Jaringan stack ganda IPv4/IPv6

• Mengimplementasikan model jaringan mode IPv4 datar

• Mengimplementasikan model jaringan mode datar dengan dukungan BGP

Cluster.spec.clusterNetwork.pods.cidrBlocks adalah kolom opsional dan bukan secara default. Anda harus menentukannya jika salah satu fitur dari belum ditentukan. Misalnya, diperlukan ketika cluster dibuat dalam mode pulau IPv4 dan harus ditentukan karena digunakan sebagai CIDR perutean.

Tabel berikut mencantumkan penggunaan clusterCIDRConfig Perilaku kolom Cluster.spec.clusterNetwork.pods.cidrBlocks untuk berbagai mode jaringan.

Mengonfigurasi resource alokator CIDR kustom ClusterCIDRConfig

ClusterCIDRConfig

Saat Anda mengonfigurasi resource alokator CIDR kustom ClusterCIDRConfig, pertimbangkan poin-poin berikut:

• Penetapan CIDR pod dari ClusterCIDRConfig tertentu ke node didasarkan pada pemilih label. Ini mirip dengan mekanisme {i>nodeSelector<i} yang digunakan untuk untuk menjadwalkan Pod pada node.

• Anda harus mengonfigurasi ClusterCIDRConfig selama proses pembuatan cluster dalam file YAML konfigurasi cluster. Setelah Anda menentukan ClusterCIDRConfigs, Anda tidak dapat mengubah nilainya di kemudian hari.

• Anda dapat menentukan beberapa ClusterCIDRConfig dengan CIDR yang tumpang-tindih.

• Jika tidak ada ClusterCIDRConfig yang cocok yang ditemukan untuk sebuah node, node akan tetap berada Status NotReady, hingga ClusterCIDRConfig dengan label yang cocok dibuat.

• Jika pencocokan terbaik, ClusterCIDRConfig tidak memiliki lebih banyak CIDR yang tersedia untuk tertentu, CIDR terbaik berikutnya akan dipilih dan CIDR Pod dialokasikan dari CIDR yang tersedia.

• Pada model dual-stack, jika Anda ingin menetapkan CIDR Pod dual-stack ke node, lakukan langkah berikut:

  • Mengonfigurasi CIDR IPv4 dan IPv6 di ClusterCIDRConfig.

  • Pastikan semua ClusterCIDRConfig memiliki CIDR DualStack, jika ada ClusterCIDRConfig dikonfigurasi.

  • Pastikan bahwa CIDR IPv4 dan IPv6 yang dikonfigurasi memiliki jumlah alamat IP yang sama yang dapat dialokasikan per node.

  Contoh, 32 - spec.IPv4.PerNodeMaskSize == 128 - spec.IPv6.PerNodeMaskSize

  spec.IPv4.PerNodeMaskSize = 24

  spec.IPv6.PerNodeMaskSize = 120

  Jadi, 32 - 24 == 128 - 120, karena selisihnya adalah 8.

• Beberapa ClusterCIDRConfig bisa mencocokkan label dari nodeSelector dengan label node.

Aturan penetapan ClusterCIDRConfig

Guna menentukan ClusterCIDRConfig yang digunakan untuk menetapkan CIDR Pod ke {i>node<i}, gunakan aturan pemecahan masalah berikut. Terapkan aturan-aturan ini dalam pesanan. Terapkan aturan berikutnya hanya jika nilai yang sama tidak terputus dengan aturan sebelumnya aturan.

1. Pilih ClusterCIDRConfig yang NodeSelector-nya cocok dengan label paling banyak pada Node. Misalnya, {'node.kubernetes.io/instance-type':'medium', 'rack': 'rack1'} (Match Count: 2) dipilih sebelum {'node.kubernetes.io/instance-type': 'medium'}. (Match Count: 1).

2. Pilih ClusterCIDRConfig dengan CIDR Pod yang dapat dialokasikan paling sedikit. Sebagai misalnya, {CIDR: "10.0.0.0/16", PerNodeMaskSize: "16"} (1 possible Pod CIDR) dipilih sebelum {CIDR: "192.168.0.0/20", PerNodeMaskSize: "22"} (4 possible Pod CIDRs).

3. Pilih ClusterCIDRConfig yang PerNodeMaskSize memiliki alamat IP paling sedikit. Misalnya, 27 (2^(32-27)= 32 alamat IP) diambil sebelumnya 25 (2^(32-25)=128 alamat IP).

4. Pilih ClusterCIDRConfig yang label NodeSelector yang cocok memiliki nilai lebih rendah nilai alfanumerik. Misalnya, {'kubernetes.io/hostname': 'node-1'} adalah dipilih lebih dari {'node.kubernetes.io/instance-type':'medium'}.

5. Pilih ClusterCIDRConfig yang IP CIDR-nya memiliki nilai lebih rendah. Terlepas dari apakah konfigurasinya adalah konfigurasi IPv4 atau konfigurasi DualStack, hanya CIDR dibandingkan. Misalnya, {CIDR: "10.0.0.0/16"} is picked over {CIDR: "192.168.0.0/16"}.

Contoh konfigurasi

Bagian ini mencantumkan contoh konfigurasi untuk Cluster dan ClusterCIDRConfig untuk semua mode jaringan.

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
    kind: Cluster
    metadata:
      name: bm-cluster
      namespace: cluster-default
    spec:
    ...
      clusterNetwork:
        # Pods specify the IP ranges from which pod networks are allocated.
        pods:
          cidrBlocks:
          - 192.168.0.0/16
        services:
          cidrBlocks:
          - 10.96.0.0/12

      ... (other cluster config omitted)
  

  apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
  kind: Cluster
  metadata:
    name: bm-cluster
    namespace: cluster-default
  spec:
  ...
    clusterNetwork:
      flatIPv4: true
      services:
        cidrBlocks:
        - 10.96.0.0/12

    ... (other cluster config omitted)
  

    ---
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node1
      namespace: cluster-default    # Cluster namespace
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.0.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-1
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node2
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.1.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-2
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node3
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.2.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-3

  

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: nodepool-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.2.0.0/18"
        perNodeMaskSize: 24
      nodeSelector:
        matchLabels:
          baremetal.cluster.gke.io/node-pool: workers
  

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: cluster-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.3.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
  

  apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
  kind: Cluster
  metadata:
    name: bm-cluster
    namespace: cluster-default
  spec:
  ...
    clusterNetwork:
      # Pods specify the IP ranges from which pod networks are allocated.
      pods:
        cidrBlocks:
        - 192.168.0.0/16
      services:
        cidrBlocks:
        - 10.96.0.0/12
        # Additional IPv6 cidrBlock, determines if the cluster is DualStack
        - 2620:0:1000:2630:5:2::/112

    ... (other cluster config omitted)
  

    ---
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node1
      namespace: cluster-default    # Cluster namespace
    spec:
      ipv4:
        cidr: "192.168.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:1::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-1
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node2
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "192.168.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:2::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-2
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node3
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "192.168.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-3
    

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: nodepool-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "192.168.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/112"
        perNodeMaskSize: 118
      nodeSelector:
        matchLabels:
          baremetal.cluster.gke.io/node-pool: workers
    

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: cluster-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "192.168.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/112"
        perNodeMaskSize: 120
    

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
    kind: Cluster
    metadata:
      name: bm-cluster
      namespace: cluster-default
    spec:
    ...
      clusterNetwork:
        flatIPv4: true
        services:
          cidrBlocks:
          - 10.96.0.0/12
          # Additional IPv6 cidrBlock, determines if the cluster is DualStack
          - 2620:0:1000:2630:5:2::/112

      ... (other cluster config omitted)
  

    ---
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node1
      namespace: cluster-default    # Cluster namespace
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.0.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:1::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-1
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node2
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.1.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:2::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-2
    —
    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: range-node3
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.1.2.0/24"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/120"
        perNodeMaskSize: 120
      nodeSelector:
        matchLabels:
          kubernetes.io/hostname: node-3
    

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: nodepool-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.2.0.0/18"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/112"
        perNodeMaskSize: 118
      nodeSelector:
        matchLabels:
          baremetal.cluster.gke.io/node-pool: workers
    

    apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
    kind: ClusterCIDRConfig
    metadata:
      name: cluster-wide-1
      namespace: cluster-default
    spec:
      ipv4:
        cidr: "222.3.0.0/16"
        perNodeMaskSize: 24
      ipv6:
        cidr: "2222:3::/112"
        perNodeMaskSize: 120