第2章 マシンセットの作成

2.1. AWS でのマシンセットの作成

Amazon Web Services (AWS) で OpenShift Container Platform クラスターの特定の目的を果たすように異なるマシンセットを作成することができます。たとえば、インフラストラクチャーマシンセットおよび関連マシンを作成して、サポートするワークロードを新しいマシンに移動できます。

重要

このプロセスは、手動でプロビジョニングされたマシンを持つクラスターには適用されません。高度なマシン管理およびスケーリング機能は、マシン API が機能しているクラスターでのみ使用することができます。

2.1.1. マシン API の概要

マシン API は、アップストリームのクラスター API プロジェクトおよびカスタム OpenShift Container Platform リソースに基づく重要なリソースの組み合わせです。

OpenShift Container Platform 4.7 クラスターの場合、マシン API はクラスターインストールの終了後にすべてのノードホストのプロビジョニングの管理アクションを実行します。このシステムにより、OpenShift Container Platform 4.7 はパブリックまたはプライベートのクラウドインフラストラクチャーに加えて弾力性があり、動的なプロビジョニング方法を提供します。

以下の 2 つのリソースは重要なリソースになります。

Machines
ノードのホストを記述する基本的なユニットです。マシンには、複数の異なるクラウドプラットフォーム用に提供されるコンピュートノードのタイプを記述する providerSpec 仕様があります。たとえば、Amazon Web Services (AWS) 上のワーカーノードのマシンタイプは特定のマシンタイプおよび必要なメタデータを定義する場合があります。
マシンセット
MachineSet リソースはマシンのグループです。マシンセットとマシンの関係は、レプリカセットと Pod の関係と同様です。マシンを追加する必要がある場合や、マシンの数を縮小したりする必要がある場合、コンピューティングのニーズに応じてマシンセットの replicas フィールドを変更します。

以下のカスタムリソースは、クラスターに機能を追加します。

Machine Autoscaler
MachineAutoscaler リソースはマシンをクラウドで自動的にスケーリングします。ノードに対する最小および最大のスケーリングの境界を、指定されるマシンセットに設定でき、Machine Autoscaler はノードの該当範囲を維持します。MachineAutoscaler オブジェクトは ClusterAutoscaler オブジェクトの設定後に有効になります。ClusterAutoscaler および MachineAutoscaler リソースは、どちらも ClusterAutoscalerOperator オブジェクトによって利用可能にされます。
Cluster Autoscaler
このリソースはアップストリームの Cluster Autoscalerプロジェクトに基づいています。OpenShift Container Platform の実装では、これはマシンセット API を拡張することによってクラスター API に統合されます。コア、ノード、メモリー、および GPU などのリソースのクラスター全体でのスケーリング制限を設定できます。優先順位を設定することにより、重要度の低い Pod のために新規ノードがオンラインにならないようにクラスターで Pod の優先順位付けを実行できます。また、スケーリングポリシーを設定してノードをスケールダウンせずにスケールアップできるようにすることもできます。
マシンのヘルスチェック
MachineHealthCheck リソースはマシンの正常でない状態を検知し、マシンを削除し、サポートされているプラットフォームでは新規マシンを作成します。

OpenShift Container Platform バージョン 3.11 では、クラスターでマシンのプロビジョニングが管理されないためにマルチゾーンアーキテクチャーを容易に展開することができませんでした。しかし、OpenShift Container Platform バージョン 4.1 以降、このプロセスはより簡単になりました。それぞれのマシンセットのスコープが単一ゾーンに設定されるため、インストールプログラムはユーザーに代わって、アベイラビリティーゾーン全体にマシンセットを送信します。さらに、コンピューティングは動的に展開されるため、ゾーンに障害が発生した場合の、マシンのリバランスが必要な場合に使用するゾーンを常に確保できます。Autoscaler はクラスターの有効期間中にベストエフォートでバランシングを提供します。

2.1.2. AWS 上のマシンセットカスタムリソースのサンプル YAML

このサンプル YAML は us-east-1a Amazon Web Services (AWS) ゾーンで実行され、node-role.kubernetes.io/<role>:""というラベルが付けられたノードを作成するマシンセットを定義します。

このサンプルでは、<infrastructure_id> はクラスターのプロビジョニング時に設定したクラスター ID に基づくインフラストラクチャー ID であり、<role> は追加するノードラベルです。

apiVersion: machine.openshift.io/v1beta1
kind: MachineSet
metadata:
  labels:
    machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 1
  name: <infrastructure_id>-<role>-<zone> 2
  namespace: openshift-machine-api
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 3
      machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-<role>-<zone> 4
  template:
    metadata:
      labels:
        machine.openshift.io/cluster-api-cluster: <infrastructure_id> 5
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: <role> 6
        machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: <role> 7
        machine.openshift.io/cluster-api-machineset: <infrastructure_id>-<role>-<zone> 8
    spec:
      metadata:
        labels:
          node-role.kubernetes.io/<role>: "" 9
      providerSpec:
        value:
          ami:
            id: ami-046fe691f52a953f9 10
          apiVersion: awsproviderconfig.openshift.io/v1beta1
          blockDevices:
            - ebs:
                iops: 0
                volumeSize: 120
                volumeType: gp2
          credentialsSecret:
            name: aws-cloud-credentials
          deviceIndex: 0
          iamInstanceProfile:
            id: <infrastructure_id>-worker-profile 11
          instanceType: m4.large
          kind: AWSMachineProviderConfig
          placement:
            availabilityZone: us-east-1a
            region: us-east-1
          securityGroups:
            - filters:
                - name: tag:Name
                  values:
                    - <infrastructure_id>-worker-sg 12
          subnet:
            filters:
              - name: tag:Name
                values:
                  - <infrastructure_id>-private-us-east-1a 13
          tags:
            - name: kubernetes.io/cluster/<infrastructure_id> 14
              value: owned
          userDataSecret:
            name: worker-user-data
1 3 5 11 12 13 14
クラスターのプロビジョニング時に設定したクラスター ID を基にするインフラストラクチャー ID を指定します。OpenShift CLI がインストールされている場合は、以下のコマンドを実行してインフラストラクチャー ID を取得できます。
$ oc -n openshift-machine-api \
    -o jsonpath='{.spec.template.spec.providerSpec.value.ami.id}{"\n"}' \
    get machineset/<infrastructure_id>-worker-us-east-1a
2 4 8
インフラストラクチャー ID、ノードラベル、およびゾーンを指定します。
6 7 9
追加するノードラベルを指定します。
10
OpenShift Container Platform ノードの AWS ゾーンに有効な Red Hat Enterprise Linux CoreOS (RHCOS) AMI を指定します。

2.1.3. マシンセットの作成

インストールプログラムによって作成されるものに加え、独自のマシンセットを作成して、選択する特定のワークロードに対するマシンのコンピュートリソースを動的に管理することができます。

前提条件

  • OpenShift Container Platform クラスターをデプロイすること。
  • OpenShift CLI (oc) をインストールすること。
  • cluster-admin パーミッションを持つユーザーとして、oc にログインすること。

手順

  1. 説明されているようにマシンセット カスタムリソース (CR) サンプルを含む新規 YAML ファイルを作成し、そのファイルに <file_name>.yaml という名前を付けます。

    <clusterID> および <role> パラメーターの値を設定していることを確認します。

    1. 特定のフィールドに設定する値が不明な場合は、クラスターから既存のマシンセットを確認できます。

      $ oc get machinesets -n openshift-machine-api

      出力例

      NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
      agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    2. 特定のマシンセットの値を確認します。

      $ oc get machineset <machineset_name> -n \
           openshift-machine-api -o yaml

      出力例

      ...
      template:
          metadata:
            labels:
              machine.openshift.io/cluster-api-cluster: agl030519-vplxk 1
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-role: worker 2
              machine.openshift.io/cluster-api-machine-type: worker
              machine.openshift.io/cluster-api-machineset: agl030519-vplxk-worker-us-east-1a

      1
      クラスター ID。
      2
      デフォルトのノードラベル。
  2. 新規 MachineSet CR を作成します。

    $ oc create -f <file_name>.yaml
  3. マシンセットの一覧を表示します。

    $ oc get machineset -n openshift-machine-api

    出力例

    NAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AVAILABLE   AGE
    agl030519-vplxk-infra-us-east-1a    1         1         1       1           11m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1a   1         1         1       1           55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1b   1         1         1       1           55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1c   1         1         1       1           55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1d   0         0                             55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1e   0         0                             55m
    agl030519-vplxk-worker-us-east-1f   0         0                             55m

    新規のマシンセットが利用可能な場合、 DESIRED および CURRENT の値は一致します。マシンセットが利用可能でない場合、数分待機してからコマンドを再度実行します。

次のステップ

他のアベイラビリティーゾーンでマシンセットが必要な場合、このプロセスを繰り返して追加のマシンセットを作成します。

2.1.4. マシンを Spot インスタンスとしてデプロイするマシンセット

マシンを保証されていない Spot インスタンスとしてデプロイする AWS で実行されるマシンセットを作成して、コストを節約できます。Spot インスタンスは未使用の AWS EC2 容量を使用し、On-Demand インスタンスよりもコストが低くなります。Spot インスタンスは、バッチやステートレス、水平的に拡張可能なワークロードなどの割り込みを許容できるワークロードに使用することができます。

重要

インスタンスが終了される可能性が高まるため、コントロールプレーンマシンが Spot インスタンスで作成されないようにすることが強く推奨されます。終了したコントロールプレーンノードを置き換えるには、手動による介入が必要です。

AWS EC2 は Spot インスタンスをいつでも終了できます。AWS は、中断の発生時にユーザーに警告を 2 分間表示します。OpenShift Container Platform は、AWS が終了についての警告を発行する際に影響を受けるインスタンスからワークロードを削除し始めます。

以下の理由により、Spot インスタンスを使用すると中断が生じる可能性があります。

  • インスタンス価格は最大価格を超えます。
  • Spot インスタンスの需要は増大します。
  • Spot インスタンスの供給は減少します。

AWS がインスタンスを終了すると、Spot インスタンスノードで実行される終了ハンドラーによりマシンリソースが削除されます。マシンセットの replicas の量を満たすために、マシンセットは Spot インスタンスを要求するマシンを作成します。

2.1.5. マシンセットの使用による Spot インスタンスの作成

spotMarketOptions をマシンセットの YAML ファイルに追加して、AWS で Spot インスタンスを起動できます。

手順

  • providerSpec フィールドの下に以下の行を追加します。

    providerSpec:
      value:
        spotMarketOptions: {}

    オプションで、Spot インスタンスのコストを制限するために、spotMarketOptions.maxPrice フィールドを設定できます。たとえば、maxPrice: '2.50' を設定できます。

    maxPrice が設定されている場合、この値は毎時の最大 Spot 価格として使用されます。これを設定しないと、デフォルトで最大価格として On-Demand インスタンス価格までチャージされます。

    注記

    デフォルトの On-Demand 価格を maxPrice 値として使用し、Spot インスタンスの最大価格を設定しないことが強く推奨されます。

2.1.6. マシンを専有インスタンス (Dedicated Instance) としてデプロイするマシンセット

マシンを専有インスタンス (Dedicated Instance) としてデプロイする AWS で実行されるマシンセットを作成できます。専有インスタンス (Dedicated Instance) は、単一のお客様専用のハードウェア上の仮想プライベートクラウド (VPC) で実行されます。これらの Amazon EC2 インスタンスは、ホストのハードウェアレベルで物理的に分離されます。インスタンスが単一つの有料アカウントにリンクされている別の AWS アカウントに属する場合でも、専有インスタンス (Dedicated Instance) の分離が生じます。ただし、専用ではない他のインスタンスは、それらが同じ AWS アカウントに属する場合は、ハードウェアを専有インスタンス (Dedicated Instance) と共有できます。

パブリックまたは専用テナンシーのいずれかを持つインスタンスは、マシン API によってサポートされます。パブリックテナンシーを持つインスタンスは、共有ハードウェア上で実行されます。パブリックテナンシーはデフォルトのテナンシーです。専用のテナンシーを持つインスタンスは、単一テナントのハードウェアで実行されます。

2.1.7. マシンセットの使用による専有インスタンス (Dedicated Instance) の作成

マシン API 統合を使用して、専有インスタンス (Dedicated Instance) によってサポートされるマシンを実行できます。マシンセット YAML ファイルの tenancy フィールドを設定し、AWS で専有インスタンス (Dedicated Instance) を起動します。

手順

  • providerSpec フィールドに専用テナンシーを指定します。

    providerSpec:
      placement:
        tenancy: dedicated