hitsumabushi845の日記

心理的安全性の保たれた空間に書く適当なメモ

『Kubernetes Certified Administrator (CKA) with Practice Tests』記録 - セクション10~12

Kubernetes

引き続き、『Kubernetes Certified Administrator (CKA) with Practice Tests』を進めていく。
今回は Section 10: Design and Install a Kubernetes Cluster と Section 11: Install "Kubernetes the kubeadm way"。

Section 10: Design and Install a Kubernetes Cluster

  • Design a Kubernetes Cluster
    • どういうクラスタを作るのか
    • 目的: 勉強用？開発用？本番用？
      • 勉強用なら minikube とか、小さめのクラスタをクラウドで作るとか
      • 開発用なら 1-Master, n-Worker
      • 本番用だと HA 構成がいるよね（multi-master nodeとか）
    • プラットフォーム: クラウド？オンプレ？
      • オンプレなら kubeadm
      • GCP なら GKE, AWS なら Kops, Azure なら AKS
    • ワークロード: どれくらいの規模のアプリケーションが動くのか？アプリケーションの内容は？CPU, メモリの利用は？トラフィックは？
  • Choosing Kubernetes Infrastructure
    • クラスタをどこにホストするか
    • 手元のマシンなら minikube とか、kubeadm とか
    • プライベートなサーバにセットアップするなら、OpenShift, VMware Cloud PKS, Vagrant とかで
    • クラウド使うなら GKE, AKS, EKS とか
  • Configure High Availability
    • Control plane が 1 台のみで構成されていると、そのマシンが壊れたときに困るので、HA 構成を取ろう
    • HA 構成の Control plane では、複数の Master Node がそれぞれ同じコンポーネントを持つ
    • API Server もそれぞれに居るため、API call を振り分けるため前段に LB を配置することが望ましい（nginx, HA proxy, etc...など）
    • Controller Manager, Scheduler も同様だが、こちらは各 Node で走っていると意図しない Pod の作成などが行われてしまうので、1 つだけ Active にし、他は Standby にする。
      • これは leader-election process によって制御される
      • kube-controller-manager/kube-scheduler の引数に --leader-elect true を指定すると、kube-controller-manager Endpoint のリース取得有無でリーダーが選出される
      • --leader-elect-lease-duration duration: リース期間
      • --leader-elect-renew-deadline duration: リース更新にかかる時間の最大値
      • --leader-elect-retry-period duration: リーダーシップの獲得を試みる間隔
      • https://speakerdeck.com/daikurosawa/leader-election-in-kubernetes-number-k8sjp
    • ETCD
      • ETCD の HA 構成は2種類ある
        • Stacked Topology: Master Node 内に ETCD を構築する
          • pros: Node が少なくすむ、管理が楽
          • cons: Node のトラブル時に etcd も影響を受ける
        • External ETCD Topology: 異なるノードに ETCD を分離して、独立に構築する
          • pros: リスクを低減する
          • cons: セットアップがつらい、Node が増える
          • kube-apiserver が見に行く etcd のエンドポイントは --etcd-servers で指定できる
  • ETCD in HA
    • ETCD について
      • 分散型KVS
      • 分散
        • クラスタ構成をとれる
        • いかなるノードへのR/Wでもクラスタ全体での一貫性が保たれる
        • leader election が行われており、Write は常に leader から全ノードに対して行われる
      • leader election - RAFT
        • etcd のリーダー選出は RAFT というアルゴリズムで行われている
        • 最初に各ノードはランダムタイマーをもっていて、最初にタイマーが終わったノードが他のノードにリーダー選出をリクエストする
        • あとは投票みたいな感じでリーダーが選ばれる
      • 書き込まれているデータは過半数優先（過半数に記録されているデータが正）
        • "過半数" なので、クラスタは3-nodes以上で構成することが望ましい（2-nodes以下だとノードが落ちたら終了する）
        • さらに 奇数-nodes が望ましい（クラスタが分断されたときにどこかは必ず生きる）
    • etcdctl
      • etcdctl put <key> <name>
      • etcdctl get <key>
  • Important Update: Kubernetes the Hard Way
    • Hard Way もやるといいよ的な話。

Section 11: Install "Kubernetes the kubeadm way"

  • Introduction to Deployment with Kubeadm
    • kubeadm での k8s クラスタ構築の概観
    • ステップ
      1. セットアップ対象のマシン/VMを用意する
      2. マシン/VM にコンテナランタイムをインストールする
      3. マシン/VM に kubeadm をインストールする
      4. Master Node を作成する
      5. Pod Network を作成する
      6. Worker Node をクラスタに参加させる
  • Deploy with Kubeadm - Provision VMs with Vagrant
  • Demo - Deployment with Kubeadm
  • Practice Test - Deploy a Kubernetes Cluster using Kubeadm
    • 手順としては以前やった通りだが、1.22 での挙動でちょっと詰まったり、Practice Test 用の環境が 1.22 に即してなかったりでいろいろ詰まった。
    • このへんの Cgroup Driver のミスマッチなど。

Section 12: End to End Tests on a Kubernetes Cluster

この範囲は CKA の範囲から外されたので講座はなし。