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Istio API を使用したゲートウェイのインストールとアップグレード

Cloud Service Mesh では、サービスメッシュの一部としてゲートウェイをデプロイし、管理できます。ゲートウェイでは、メッシュのエッジで動作し、受信または送信 HTTP/TCP 接続を処理するロードバランサを記述します。ゲートウェイは、主に上り（内向き）トラフィックの管理に使用されますが、他の種類のトラフィックを管理するように構成することもできます。

Egress ゲートウェイ: Egress ゲートウェイを使用すると、メッシュから外部に送信されるトラフィック専用の Exit ノードを構成できます。これにより、外部ネットワークへのアクセスを許可するサービスを制限できます。また、下り（外向き）トラフィックを安全に制御し、メッシュのセキュリティを強化することもできます。
Ingress ゲートウェイ: Ingress ゲートウェイを使用すると、受信 HTTP/TCP 接続を受け取る専用のエントランスノードを構成できます。
East-West ゲートウェイ: East-West トラフィックのプロキシです。サービスワークロードが異なるネットワーク上のマルチプライマリメッシュのクラスタ境界を越えて通信できるようにします。デフォルトでは、このゲートウェイは、インターネットに公開されます。

このページでは、ゲートウェイプロキシをデプロイしてアップグレードするためのベストプラクティスと、独自の istio-ingressgateway および istio-egressgateway ゲートウェイプロキシを構成する例について説明します。

ゲートウェイはさまざまな方法でデプロイできます。また、同じクラスタ内で複数のトポロジを使用することもできます。このトポロジの詳細については、Istio ドキュメントのゲートウェイデプロイトポロジをご覧ください。

ゲートウェイのデプロイに関するベストプラクティス

ゲートウェイをデプロイするためのベストプラクティスは、マネージドデータプレーンと非マネージドデータプレーンのどちらを使用するかによって異なります。

マネージドデータプレーンのベストプラクティス

マネージドデータプレーンを有効にします。
マネージドリビジョンラベルを名前空間に追加します。
コントロールプレーンとゲートウェイを個別にデプロイして管理します。
セキュリティのベストプラクティスとして、ゲートウェイをコントロールプレーンとは異なる名前空間にデプロイすることをおすすめします。
自動サイドカーインジェクション（自動インジェクション）を使用して、サービスのサイドカープロキシを挿入する場合と同様にゲートウェイのプロキシ構成を挿入します。

ベストプラクティスは次のとおりです。

最新の強化機能とセキュリティアップデートを使用して、マネージドゲートウェイを常に最新の状態にします。
Cloud Service Mesh が管理するデータプレーンに、ゲートウェイインスタンスの管理とメンテナンスをオフロードします。

非マネージドデータプレーンのベストプラクティス

コントロールプレーンとゲートウェイを個別にデプロイして管理します。
セキュリティのベストプラクティスとして、ゲートウェイをコントロールプレーンとは異なる名前空間にデプロイすることをおすすめします。
自動サイドカーインジェクション（自動インジェクション）を使用して、サービスのサイドカープロキシを挿入する場合と同様にゲートウェイのプロキシ構成を挿入します。

ベストプラクティスは次のとおりです。

クラスタ全体に対する権限を持つように権限昇格を行わなくても、名前空間管理者がゲートウェイを管理できるようにします。
管理者が、Kubernetes アプリケーションの管理に使用しているデプロイツールやメカニズムを使用して、ゲートウェイのデプロイや管理を行えるようにします。
管理者にゲートウェイ Deployment に対するフルコントロールを許可し、操作を簡単に行えるようにします。新しいアップグレードが利用可能になるか、構成が変更されたときに、管理者が再起動を行うだけで、ゲートウェイ Pod が更新されるようにします。これにより、サービスでサイドカープロキシを運用する場合と同じ方法でゲートウェイ Deployment を運用できるようになります。

サンプルゲートウェイをデプロイする

既存のデプロイツールでユーザーをサポートするために、Cloud Service Mesh では、Istio と同じ方法（IstioOperator、Helm、Kubernetes YAML）でゲートウェイのデプロイを行うことができます。どの方法でも同じ結果になります。慣れている方法を選択することもできますが、Kubernetes YAML をおすすめします。こちらのほうが変更が簡単で、ソース制御にハイドレードされたマニフェストを保存できます。

次の手順では、サンプルゲートウェイをデプロイする方法を示します。

ゲートウェイの名前空間をまだ作成していない場合は作成します。GATEWAY_NAMESPACE は、名前空間に置き換えます。
```
kubectl create namespace GATEWAY_NAMESPACE
```
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。
```
kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
    istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
```
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。
```
  kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
      istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
```
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: 上記のリストに 2 つのコントロールプレーンのリビジョンが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。
  kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \ istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite
クラスタ内
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。
```
  kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
      istio.io/rev- istio-injection=enabled --overwrite
```
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がサポートされています。 次の手順を使用します。
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 get deploy -n istio-system -l app=istiod -o \ jsonpath={.items[*].metadata.labels.'istio\.io\/rev'}'{"\n"}'
2. リビジョンラベルを名前空間に適用します。次のコマンドで、REVISION_LABEL は前の手順でメモした istiod リビジョンラベルの値です。
  kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \ istio-injection- istio.io/rev=REVISION_LABEL --overwrite
サンプルゲートウェイの構成ファイルを anthos-service-mesh リポジトリからコピーします。
ディレクトリを samples ディレクトリに変更します。正しいディレクトリにいることを確認するには、ls コマンドを実行してディレクトリの内容を一覧表示し、gateways ディレクトリ（次のステップでアクセスします）と online-boutique ディレクトリがあることを確認します。
Ingress または Egress ゲートウェイをデプロイします。これらは samples/gateways/ ディレクトリにそのままの状態であります。または必要に応じて変更します。
Ingress
```
kubectl apply -n GATEWAY_NAMESPACE -f samples/gateways/istio-ingressgateway
```
Egress
```
kubectl apply -n GATEWAY_NAMESPACE -f samples/gateways/istio-egressgateway
```

Deployment を作成したら、新しいサービスが正常に動作していることを確認します。

kubectl get pod,service -n GATEWAY_NAMESPACE

次のような内容が出力されていることを確認します。

NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/istio-ingressgateway-856b7c77-bdb77   1/1     Running   0          3s

NAME                           TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP      PORT(S)        AGE
service/istio-ingressgateway   LoadBalancer   10.24.5.129    34.82.157.6      80:31904/TCP   3s

ゲートウェイリソースは、他の Kubernetes アプリケーションと同様に管理します。anthos-service-mesh-packages リポジトリのサンプルは、ガイダンスとクイックスタート用です。必要に応じてカスタマイズします。

ゲートウェイセレクタ

istio-ingressgateway と istio-egressgateway のプロキシにゲートウェイ構成を適用して、メッシュの受信トラフィックと送信トラフィックを管理します。これにより、メッシュ内外に送受信されるトラフィックを指定できます。ゲートウェイ Deployment の Pod のラベルは、ゲートウェイの構成リソースで使用されるため、ゲートウェイセレクタがこれらのラベルと一致している必要があります。

たとえば、上記の Deployment では、ゲートウェイ Pod に istio=ingressgateway ラベルが設定されます。ゲートウェイ構成をこれらの Deployment に適用するには、同じラベルを選択する必要があります。

apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: gateway
spec:
  selector:
    istio: ingressgateway
...

ゲートウェイ構成と仮想サービスの例については、Online Boutique サンプルアプリケーションの frontend.yaml をご覧ください。

ゲートウェイをアップグレードする

インプレースアップグレード

ほとんどの場合、インプレースアップグレードパターンに従ってゲートウェイをアップグレードする必要があります。ゲートウェイは Pod インジェクションを利用するため、新しく作成されたゲートウェイ Pod は、バージョンを含む最新の構成で自動的に挿入されます。

ゲートウェイが使用するコントロールプレーンのリビジョンを変更する場合は、ゲートウェイの Deployment に istio.io/rev ラベルを設定できます。これにより、ローリング再起動もトリガーされます。

マネージドコントロールプレーン

マネージドコントロールプレーンのアップグレードは Google が管理しているため、ゲートウェイ Deployment を再起動するだけで、新しい Pod が最新の構成とバージョンで自動的に挿入されます。

kubectl rollout restart deployment istio-ingressgateway \
  -n GATEWAY_NAMESPACE

クラスタ内コントロールプレーン

クラスタ内コントロールプレーンがある場合に同じパターンをゲートウェイに適用するには、ゲートウェイで使用されているコントロールプレーンリビジョンを変更する必要があります。ローリング再起動をトリガーするゲートウェイ Deployment に istio.io/rev ラベルを設定します。必要な手順は、名前空間またはゲートウェイ Pod のリビジョンラベルを更新する必要があるかどうかによって異なります。

インジェクション用の名前空間にラベルを付けた場合は、名前空間の istio.io/rev ラベルに新しいリビジョン値を設定します。
```
  kubectl label namespace GATEWAY_NAMESPACE \
    istio-injection- istio.io/rev=REVISION \
    --overwrite
```

ゲートウェイ Pod に対してのみインジェクションを有効にした場合は、Deployment の istio.io/rev ラベルに新しいリビジョン値を設定します。次の Kubernetes YAML ファイルはその一例です。

cat <<EOF > gateway-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: istio-ingressgateway
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  selector:
    matchLabels:
      istio: ingressgateway
  template:
    metadata:
      annotations:
        # This is required to tell Cloud Service Mesh to inject the gateway with the
        # required configuration.
        inject.istio.io/templates: gateway
      labels:
        istio: ingressgateway
        istio.io/rev: REVISION
    spec:
      containers:
      - name: istio-proxy
        image: auto # The image will automatically update each time the pod starts.
EOF

kubectl apply -f gateway-deployment.yaml

カナリアアップグレード（高度）

クラスタ内コントロールプレーンを使用していて、新しいコントロールプレーンリビジョンのロールアウトを段階的に行うには、カナリアアップグレードパターンを使用します。複数のバージョンのゲートウェイ Deployment を実行し、トラフィックのサブセットですべてが想定どおりに機能することを確認できます。たとえば、新しいリビジョンであるカナリアをロールアウトする場合は、ゲートウェイ Deployment のコピーを作成し、istio.io/rev=REVISION ラベルを新しいリビジョンと新しい名前に設定します（例: istio-ingressgateway-canary）。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: istio-ingressgateway-canary
  namespace: GATEWAY_NAMESPACE
spec:
  selector:
    matchLabels:
      istio: ingressgateway
  template:
    metadata:
      annotations:
        inject.istio.io/templates: gateway
      labels:
        istio: ingressgateway
        istio.io/rev: REVISION # Set to the control plane revision you want to deploy
    spec:
      containers:
      - name: istio-proxy
        image: auto

この Deployment が作成されると、同じ Service で選択された 2 つのバージョンのゲートウェイが作成されます。

kubectl get endpoints -o "custom-columns=NAME:.metadata.name,PODS:.subsets[*].addresses[*].targetRef.name"

NAME                   PODS
istio-ingressgateway   istio-ingressgateway-788854c955-8gv96,istio-ingressgateway-canary-b78944cbd-mq2qf

アプリケーションが期待どおりに機能していることを確認したら、次のコマンドを実行して、古い istio.io/rev ラベルが設定された Deployment を削除し、新しいバージョンに移行します。

kubectl delete deploy/istio-ingressgateway -n GATEWAY_NAMESPACE

新しいバージョンのゲートウェイでアプリケーションをテストするときに問題が発生した場合は、次のコマンドを実行して、新しい istio.io/rev ラベルが設定された Deployment を削除し、以前のバージョンに戻してください。

kubectl delete deploy/istio-ingressgateway-canary -n GATEWAY_NAMESPACE

詳細構成

ゲートウェイの最小 TLS バージョンを構成する

Cloud Service Mesh の場合、ゲートウェイサーバーのデフォルトの最小 TLS バージョンは 1.2 です。最小 TLS バージョンは、minProtocolVersion フィールドを使用して構成できます。詳細については、ServerTLSSettings をご覧ください。

サポートされていない機能

TRAFFIC_DIRECTOR コントロールプレーンの実装がある場合、Gateway の次のフィールドまたは値はサポートされていません。

AUTO_PASSTHROUGH 値の ServerTLSSettings.TLSmode
ServerTLSSettings.verifyCertificateSpki
ServerTLSSettings.verifyCertificateHash

ゲートウェイのトラブルシューティング

`auto` からゲートウェイイメージを更新できない

ゲートウェイをデプロイまたはアップグレードすると、Cloud Service Mesh が image フィールドにプレースホルダとして auto を挿入します。変更用 Webhook を呼び出すと、Cloud Service Mesh でこのプレースホルダが自動的に実際の Cloud Service Mesh プロキシイメージに置き換えられます。変更用 Webhook の呼び出しが失敗した場合、auto プレースホルダは残り、コンテナは検出されません。これは通常、名前空間ラベルが正しくないことが原因で発生します。正しい名前空間が構成されていることを確認してから、ゲートウェイを再度デプロイまたはアップグレードしてください。

Istio API を使用したゲートウェイのインストールとアップグレード

ゲートウェイのデプロイに関するベスト プラクティス

マネージド データプレーンのベスト プラクティス

非マネージド データプレーンのベスト プラクティス

サンプル ゲートウェイをデプロイする

マネージド（TD）

マネージド（Istiod）

クラスタ内

Ingress

Egress

ゲートウェイ セレクタ