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外部アプリケーションロードバランサ用の Ingress を構成する

Autopilot Standard

このページでは、Kubernetes Ingress オブジェクトを作成して外部アプリケーションロードバランサを構成する方法について説明します。

このページを読む前に、GKE ネットワーキングのコンセプトを理解しておく必要があります。

始める前に

作業を始める前に、次のことを確認してください。

Google Kubernetes Engine API を有効にする。

Google Kubernetes Engine API の有効化

このタスクに Google Cloud CLI を使用する場合は、gcloud CLI をインストールして初期化する。すでに gcloud CLI をインストールしている場合は、gcloud components update を実行して最新のバージョンを取得する。
注: gcloud CLI がすでにインストールされている場合には、必ず compute/region と compute/zone のプロパティを設定してください。デフォルトの場所を設定することで、gcloud CLI のエラー（One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location など）を防止できます。

`HttpLoadBalancing` アドオンの有効化

クラスタで HttpLoadBalancing アドオンが有効になっている必要があります。このアドオンはデフォルトで有効になっています。Autopilot クラスタでは、このアドオンを無効にできません。

HttpLoadBalancing アドオンは、Google Cloud コンソールか Google Cloud CLI を使用して有効にできます。

Console

Google Cloud コンソールで [Google Kubernetes Engine] ページに移動します。

Google Kubernetes Engine に移動
変更するクラスタの名前をクリックします。
[ネットワーキング] の [HTTP 負荷分散] フィールドで、[ HTTP 負荷分散の編集] をクリックします。
[HTTP 負荷分散を有効にする] チェックボックスをオンにします。
[変更を保存] をクリックします。

gcloud

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME --update-addons=HttpLoadBalancing=ENABLED

CLUSTER_NAME は、使用するクラスタの名前に置き換えます。

静的 IP アドレスを作成

外部アプリケーションロードバランサは、1 つ以上の Service にリクエストをルーティングするために使用できる安定した IP アドレスを 1 つ提供します。永続的な IP アドレスが必要な場合は、Ingress を作成する前にグローバル静的外部 IP アドレスを予約する必要があります。

エフェメラル IP アドレスではなく静的 IP アドレスを使用するように既存の Ingress を変更すると、GKE がロードバランサの転送ルールを再作成するときに、ロードバランサの IP アドレスが変更されることがあります。

外部アプリケーションロードバランサを作成する

この演習では、URL パスに応じてリクエストを異なるサービスに転送するように外部アプリケーションロードバランサを構成します。

このタスクを Google Cloud コンソールで直接行う際の順を追ったガイダンスについては、「ガイドを表示」をクリックしてください。

ガイドを表示

Deployment と Service を作成する

hello-world-1 と hello-world-2 という名前の Service を使用する 2 つの Deployment を作成します。

次のマニフェストを hello-world-deployment-1.yaml として保存します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-world-deployment-1
spec:
  selector:
    matchLabels:
      greeting: hello
      version: one
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        greeting: hello
        version: one
    spec:
      containers:
      - name: hello-app-1
        image: "us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:1.0"
        env:
        - name: "PORT"
          value: "50000"

このマニフェストでは、3 つのレプリカを含む Deployment のサンプルを記述しています。

マニフェストをクラスタに適用します。
```
kubectl apply -f hello-world-deployment-1.yaml
```
次のマニフェストを hello-world-service-1.yaml として保存します。
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hello-world-1
spec:
  type: NodePort
  selector:
    greeting: hello
    version: one
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 60000
    targetPort: 50000
```
このマニフェストでは、次のプロパティを持つサービスが記述されています。
- greeting: hello ラベルと version: one ラベルの両方を持つすべての Pod はこの Service のメンバーです。
- GKE は、TCP ポート 60000 で Service に送信されたリクエストを TCP ポート 50000 でメンバー Pod のいずれかひとつに転送します。
- サービスタイプは NodePort です。これは、コンテナネイティブの負荷分散を使用しない場合には必須です。コンテナネイティブの負荷分散を使用している場合は、サービスのタイプに制限はありません。type: ClusterIP の使用をお勧めします。
マニフェストをクラスタに適用します。
```
kubectl apply -f hello-world-service-1.yaml
```

次のマニフェストを hello-world-deployment-2.yaml として保存します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-world-deployment-2
spec:
  selector:
    matchLabels:
      greeting: hello
      version: two
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        greeting: hello
        version: two
    spec:
      containers:
      - name: hello-app-2
        image: "us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0"
        env:
        - name: "PORT"
          value: "8080"

このマニフェストでは、3 つのレプリカを含む Deployment のサンプルを記述しています。

マニフェストをクラスタに適用します。
```
kubectl apply -f hello-world-deployment-2.yaml
```
次のマニフェストを hello-world-service-2.yaml として保存します。
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hello-world-2
spec:
  type: NodePort
  selector:
    greeting: hello
    version: two
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
```
このマニフェストでは、次のプロパティを持つサービスが記述されています。
- greeting: hello ラベルと version: two ラベルの両方を持つすべての Pod はこの Service のメンバーです。
- GKE は、TCP ポート 80 で Service に送信されたリクエストを TCP ポート 8080 でメンバー Pod のいずれかに転送します。
マニフェストをクラスタに適用します。
```
kubectl apply -f hello-world-service-2.yaml
```

Ingress を作成する

リクエストの URL パスに応じて、リクエストをルーティングするためのルールを指定する Ingress を作成します。Ingress を作成すると、GKE Ingress コントローラによって外部アプリケーションロードバランサが作成され、構成されます。

次のマニフェストを my-ingress.yaml として保存します。
```
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
  annotations:
    # If the class annotation is not specified it defaults to "gce".
    kubernetes.io/ingress.class: "gce"
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /*
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: hello-world-1
            port:
              number: 60000
      - path: /v2
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: hello-world-2
            port:
              number: 80
```
このマニフェストでは、次のプロパティを持つ Ingress を記述しています。
- GKE Ingress クラスは 2 つあります。Ingress クラスを指定するには、kubernetes.io/ingress.class アノテーションを使用する必要があります。spec.ingressClassName を使用して GKE Ingress を指定することはできません。
- gce クラスは、外部アプリケーションロードバランサをデプロイします。
- gce-internal クラスは、内部アプリケーションロードバランサをデプロイします。
- アノテーション spec.ingressClassName と kubernetes.io/ingress.class のない Ingress リソースをデプロイすると、GKE によって外部アプリケーションロードバランサが作成されます。これは、kubernetes.io/ingress.class: gce アノテーションを指定した場合と同じ動作です。詳細については、GKE Ingress コントローラの動作をご覧ください。
- GKE は、backend.service ごとに Google Cloud バックエンドサービスを作成します。各バックエンドサービスは Kubernetes Service に対応し、各バックエンドサービスは Google Cloud ヘルスチェックを参照する必要があります。このヘルスチェックはクラスタの外部で実装されるため、Kubernetes の liveness プローブまたは readiness プローブとは異なります。詳細については、ヘルスチェックをご覧ください。
- クライアントが URL パス / を使用してロードバランサにリクエストを送信すると、GKE はポート 60000 でリクエストを hello-world-1 Service に転送します。クライアントが URL パス /v2 を使用してロードバランサにリクエストを送信すると、GKE はポート 80 でリクエストを hello-world-2 Service に転送します。path プロパティと pathType プロパティの詳細については、URL パスをご覧ください。
マニフェストをクラスタに適用します。
```
kubectl apply -f my-ingress.yaml
```

外部アプリケーションロードバランサをテストする

ロードバランサが構成されるまで 5 分ほど待ちます。構成されたら、外部アプリケーションロードバランサをテストします。

Ingress を確認します。
```
kubectl get ingress my-ingress --output yaml
```
出力には、外部アプリケーションロードバランサの IP アドレスが表示されます。
```
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 203.0.113.1
```
/ パスをテストします。
```
curl LOAD_BALANCER_IP_ADDRESS/
```
LOAD_BALANCER_IP_ADDRESS は、ロードバランサの外部 IP アドレスに置き換えます。

出力は次のようになります。
```
Hello, world!
Version: 1.0.0
Hostname: ...
```
出力に 404 エラーが含まれている場合は、数分待ちます。
/v2 パスをテストします。
```
curl load-balancer-ip/v2
```
出力は次のようになります。
```
Hello, world!
Version: 2.0.0
Hostname: ...
```

外部ロードバランシング向け Ingress の仕組み

外部アプリケーションロードバランサは、クライアントとアプリケーションの間のプロキシとして機能します。クライアントからの HTTPS リクエストを受け入れるには、ロードバランサは証明書を持っていなければなりません。これにより、適切な送信先であることをクライアントに示すことができます。さらに、ロードバランサには、HTTPS handshake を完了するための秘密鍵も必要です。詳細情報

URL パス

Ingress の path フィールドでサポートされているワイルドカード文字は「*」のみです。「*」はスラッシュ（「/」）の直後に置かれる必要があり、パターンの最後の文字でなければなりません。たとえば、/*、/foo/*、/foo/bar/* は有効なパターンですが、*、/foo/bar*、/foo/*/bar は有効ではありません。

より具体的なパターンのほうが、そうでないものよりも優先されます。/foo/* と /foo/bar/* の両方を使用すると、/foo/bar/bat が /foo/bar/* と比較されます。パスの制限とパターンマッチングの詳細については、URL マップのドキュメントをご覧ください。

1.21.3-gke.1600 より前のバージョンを実行している GKE クラスタの場合、pathType フィールドでサポートされている値は ImplementationSpecific のみです。バージョン 1.21.3-gke.1600 以降を実行しているクラスタの場合、pathType には Prefix と Exact の値もサポートされています。

HTTP の無効化

クライアントとロードバランサ間のすべてのトラフィックで HTTPS を使用する場合は、HTTP を無効にできます。詳しくは、HTTP の無効化をご覧ください。

ロードバランサとアプリケーション間の HTTPS

GKE Pod で実行しているアプリケーションが HTTPS リクエストを受信できる場合は、ロードバランサがリクエストをアプリケーションに転送するときに HTTPS を使用するようにロードバランサを構成できます。詳しくは、ロードバランサとアプリケーション間の HTTPS（TLS）をご覧ください。

クライアントとロードバランサ間の HTTP/2

クライアントは HTTP/2 を使用してロードバランサにリクエストを送信できます。構成は不要です。

ロードバランサとアプリケーション間の HTTP/2

GKE Pod で実行しているアプリケーションが HTTP/2 リクエストを受信できる場合は、ロードバランサがリクエストをアプリケーションに転送するときに HTTP/2 を使用するようにロードバランサを構成できます。詳しくは、Ingress での HTTP/2 を使用した負荷分散をご覧ください。

ネットワークエンドポイントグループ

クラスタがコンテナネイティブの負荷分散をサポートしている場合は、ネットワークエンドポイントグループ（NEG）を使用することをおすすめします。GKE クラスタ 1.17 以降と一定の条件下では、コンテナネイティブの負荷分散がデフォルトであり、明示的な cloud.google.com/neg: '{"ingress": true}' Service のアノテーションは必要ありません。

共有 VPC

Ingress リソースをデプロイする GKE クラスタがサービスプロジェクトにあり、GKE コントロールプレーンでホストプロジェクトのファイアウォールリソースを管理する場合、サービスプロジェクトの GKE サービスアカウントは、共有 VPC を使用したクラスタのファイアウォールリソースの管理のとおり、ホストプロジェクトの適切な IAM 権限が付与される必要があります。これにより、Ingress コントローラでは、上り（内向き）トラフィックと Google Cloud ヘルスチェックのトラフィックの両方を許可するファイアウォールルールを作成できます。

下に、Ingress リソースログに存在する可能性があるイベントの例を示します。このエラーは、権限が正しく構成されていないときに、Ingress コントローラが Google Cloud ヘルスチェックの上り（内向き）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できない場合に発生します。

Firewall change required by security admin: `gcloud compute firewall-rules update <RULE_NAME> --description "GCE L7 firewall rule" --allow tcp:<PORT> --source-ranges 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 --target-tags <TARGET_TAG> --project <HOST_PROJECT>

ホストプロジェクトからファイアウォールルールを手動でプロビジョニングする場合は、Ingress リソースに networking.gke.io/suppress-firewall-xpn-error: "true" アノテーションを追加することで firewallXPNError イベントをミュートできます。

外部 Ingress アノテーションの概要

Ingress アノテーション

アノテーション	説明
kubernetes.io/ingress.allow-http	クライアントと HTTP(S) ロードバランサ間の HTTP トラフィックを許可するかどうかを指定します。有効な値は true と false です。デフォルトは "true" です。HTTP の無効化をご覧ください。
ingress.gcp.kubernetes.io/pre-shared-cert	このアノテーションを使用して、証明書リソースを GKE Ingress リソースに関連付けます。詳細については、外部アプリケーションロードバランサでの複数の SSL 証明書の使用をご覧ください。
kubernetes.io/ingress.global-static-ip-name	このアノテーションを使用して、以前に作成した静的外部 IP アドレスをロードバランサが使用するように指定します。HTTP(S) ロードバランサの静的 IP アドレスをご覧ください。
networking.gke.io/v1beta1.FrontendConfig	このアノテーションを使用して、ロードバランサのクライアント向け構成をカスタマイズします。詳細については、Ingress の構成をご覧ください。
networking.gke.io/suppress-firewall-xpn-error	Ingress ロードバランサの場合、権限が不十分なために Kubernetes でファイアウォールルールを変更できない場合は、数分ごとに `firewallXPNError` イベントが作成されます。GLBC 1.4 以降では、Ingress リソースに `networking.gke.io/suppress-firewall-xpn-error: "true"` アノテーションを追加することで `firewallXPNError` イベントをミュートできます。ミュートは、このアノテーションを削除することで解除できます。有効な値は `true` と `false` です。デフォルト値は `false` です。

Ingress に関連する Service アノテーション

アノテーション	説明
cloud.google.com/app-protocols	このアノテーションを使用して、ロードバランサとアプリケーション間の通信用のプロトコルを設定します。有効なプロトコルは HTTP、HTTPS、HTTP2 です。ロードバランサとアプリケーション間の HTTPS と Ingress による HTTP/2 を使用したロードバランサをご覧ください。
cloud.google.com/backend-config	このアノテーションを使用して、サービスに関連付けられるバックエンドサービスを構成します。詳細については、Ingress の構成をご覧ください。
cloud.google.com/neg	このアノテーションを使用して、ロードバランサがネットワークエンドポイントグループを使用するように指定します。コンテナネイティブのロードバランサの使用をご覧ください。

次のステップ

GKE での外部アプリケーションロードバランサ用 Ingress のコンセプトを確認する。

Ingress で外部アプリケーションロードバランサを設定するチュートリアルを行う。

GKE における Service のコンセプトの概要を確認する。
基本的な外部 Ingress を実装する。