שימוש בניהול אוטומטי של כתובות IP

טייס אוטומטי רגילה

במאמר הזה מוסבר איך להפעיל ניהול אוטומטי של כתובות IP ‏ (auto IPAM) באשכול Google Kubernetes Engine ‏ (GKE). כשמפעילים את התכונה 'ניהול אוטומטי של כתובות IP' (Auto IPAM),‏ GKE יוצר באופן אוטומטי רשתות משנה באשכול ומנהל את כתובות ה-IP של הצמתים וה-Pods. במקרה של שירותים, GKE מקצה כתובות IP מטווח שמנוהל על ידי GKE כברירת מחדל.

המאמר הזה מיועד לאנשי תפעול, למומחי Cloud Architect, למפתחים ולמהנדסי רשת שמקצים ומגדירים משאבי ענן, פורסים אפליקציות ושירותים ומנהלים את הרשת עבור פריסות הענן שלהם. מידע נוסף על תפקידים נפוצים ומשימות לדוגמה שמוזכרים בתוכן זמין במאמר תפקידים נפוצים של משתמשים ומשימות ב-GKE. Google Cloud

סקירה כללית

באופן מסורתי, כשיוצרים אשכול GKE, מגדירים ידנית רשת משנה עם טווח ראשי לכתובות ה-IP של הצמתים ושני טווחים משניים לכתובות ה-IP של ה-Pod והשירות. כשמגדירים באופן ידני את טווח כתובות ה-IP של ה-Pod, יכול להיות שיהיה קשה לדעת מה הגודל המדויק של טווח כתובות ה-IP שצריך להגדיר. אם לא מקצים מספיק כתובות IP, יכול להיות שתהיה הגבלה על שינוי קנה המידה של האשכול ועל יצירת Pods חדשים. לעומת זאת, אם תקצו יותר מדי כתובות IP, תסתכנו בבזבוז של מרחב כתובות IP יקר ערך שמשאבים אחרים יוכלו להשתמש בו.

התכונה 'ניהול אוטומטי של הקצאת כתובות IP' ב-GKE פותרת את הבעיה הזו, ויש לה את היתרונות הבאים:

פחות מורכבות: ניהול אוטומטי של כתובות IP מפחית את המורכבות של הקצאת כתובות IP על ידי יצירה אוטומטית של רשת משנה והקצאה של טווח כתובות IP מתאים לרשת המשנה הזו.

התאמה אוטומטית של טווחי כתובות IP: כשמפעילים את התכונה 'ניהול אוטומטי של כתובות IP',‏ GKE מתחיל עם טווח קטן יותר של כתובות IP לצמתים ול-Pods. כשהאשכול גדל או קטן, GKE מוסיף או מסיר באופן דינמי טווחים נוספים של כתובות IP באמצעות כמה טווחים של כתובות IP שלא חופפים ומוגדרים ברמת האשכול. הגישה האוטומטית הזו מייעלת את תקינות כתובות ה-IP ואת היעילות שלהן לאורך כל מחזור החיים של אשכול GKE.

ניהול פשוט יותר של כתובות IP: IPAM אוטומטי מצמצם את הצורך בתכנון קפדני של הקצאת כתובות IP לאשכולות GKE וניהול שלהן.

מערכת Auto IPAM לא מוסיפה או מסירה טווחים של כתובות IP שכבר הוקצו למאגרי צמתים קיימים כשמגדילים או מקטינים את מאגרי הצמתים האלה. כשיוצרים מאגרי צמתים חדשים עם מרחב כתובות IP לא מספיק באשכול, מערכת auto IPAM יוצרת רשתות משנה נוספות וטווחים של כתובות IP.

אפשר להפעיל את ניהול כתובות ה-IP באופן אוטומטי כשיוצרים אשכול חדש. אפשר גם להפעיל או להשבית את ניהול כתובות IP אוטומטי באשכולות קיימים.

לפני שמתחילים

לפני שמתחילים, חשוב לוודא שביצעתם את הפעולות הבאות:

• מפעילים את ממשק Google Kubernetes Engine API.
הפעלת Google Kubernetes Engine API
• כדי להשתמש ב-CLI של Google Cloud למשימה הזו, צריך להתקין ואז להפעיל את gcloud CLI. אם התקנתם בעבר את ה-CLI של gcloud, מריצים את הפקודה gcloud components update כדי לקבל את הגרסה העדכנית. יכול להיות שגרסאות קודמות של ה-CLI של gcloud לא יתמכו בהרצת הפקודות שמופיעות במסמך הזה.
  הערה: אם כבר התקנתם את ה-CLI של gcloud, הקפידו להגדיר את compute/region המאפיין. אם אתם משתמשים בעיקר באשכולות אזוריים, עליכם להגדיר את compute/zone במקום זאת. אם מגדירים מיקום ברירת מחדל, אפשר להימנע משגיאות ב-CLI של gcloud כמו השגיאה הבאה: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location. יכול להיות שתצטרכו לציין את המיקום בפקודות מסוימות אם המיקום של האשכול שונה מברירת המחדל שהגדרתם.

הגבלות ומגבלות

כשמשתמשים בניהול כתובות IP אוטומטי באשכול GKE, חשוב להבין את ההגבלות והמגבלות הבאות:

• האשכול צריך להיות אשכול שמותאם ל-VPC. אשכולות מבוססי-נתיבים לא תומכים ב-IPAM אוטומטי.
• אי אפשר להשתמש ב-Auto IPAM באשכול עם VPC משותף.
• הקצאת כתובות IP אוטומטית לא תפעל כשיוצרים מאגר צמתים חדש עם ממשקי רשת מרובים. כדי להשתמש ב-IPAM אוטומטי, צריך להשבית את היכולות של ריבוי רשתות במאגר הצמתים.
• אי אפשר להשתמש ב-IPAM אוטומטי כדי ליצור רשת משנה חדשה באשכול עם רשת מסוג IPv4/IPv6 dual-stack. אפשר להשתמש ב-IPAM אוטומטי עם רשת משנה קיימת עם פרוטוקול כפול, אבל IPAM אוטומטי יקצה וינהל רק את כתובות ה-IPv4 באשכול.
• כשמפעילים את התכונה 'ניהול כתובות IP אוטומטי', גודל הצומת המקסימלי שמוגדר כברירת מחדל לכל מאגר צמתים, כולל מאגר הצמתים שמוגדר כברירת מחדל, הוא 252 צמתים עם בלוק CIDR של ‎ /24.
• כברירת מחדל, GKE מאפשר עד 48 Pods לכל צומת באשכול עם IPAM אוטומטי.
• אי אפשר להקצות יתר על המידה טווח CIDR של Pod באשכולות שמשתמשים ב-IPAM אוטומטי.

זהירות: אל תשתמשו ברשתות משנה שנוצרו באמצעות IPAM אוטומטי (מזוהות באמצעות הקידומת gke-auto) עבור משאבים שלא מנוהלים על ידי GKE. ‫GKE מוחק וממחזר אוטומטית את רשתות המשנה האלה כשהן לא בשימוש יותר באשכול GKE, מה שעלול לגרום לשיבושים לא צפויים בשירות. בנוסף, לא תוכלו למחוק את אשכול GKE או את מאגר הצמתים אם gke-autoרשת המשנה נמצאת בשימוש של משאבים אחרים

.

יצירת אשכול עם ניהול כתובות IP אוטומטי

כשיוצרים אשכול חדש ומפעילים את ניהול כתובות ה-IP האוטומטי, אפשר לאפשר ל-GKE ליצור רשת משנה חדשה, או לציין רשת משנה קיימת לשימוש.

הפעלת IPAM אוטומטי עם תת-רשת חדשה

כדי ליצור אשכול עם IPAM אוטומטי ולגרום ל-GKE ליצור רשת משנה חדשה, משתמשים במסוף Google Cloud או ב-CLI של gcloud. כשיוצרים אשכול ומפעילים את ניהול כתובות ה-IP האוטומטי, לא צריך לציין טווחי כתובות IP.

המסוף

במקרה של אשכולות Autopilot, צריך להשתמש ב-CLI של gcloud. במקרה של אשכולות רגילים, מבצעים את השלבים הבאים:

1. נכנסים לדף Create a Kubernetes cluster במסוף Google Cloud .

   מעבר אל יצירת אשכול Kubernetes

2. בחלונית הניווט, בקטע Cluster, לוחצים על Networking.
3. בקטע Cluster networking, מתחת ל-VPC, מרחיבים את הרשימה הנפתחת Network ובוחרים ב-VPC.
4. בקטע IP Management (ניהול כתובות IP), בקטע Auto-IPAM (ניהול אוטומטי של כתובות IP), לוחצים על Enabled (מופעל).
5. מגדירים את שאר ההגדרות לפי הצורך.
6. לוחצים על יצירה.

gcloud

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
    --enable-auto-ipam

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

• ‫CLUSTER_NAME: שם לאשכול.
• ‫CONTROL_PLANE_LOCATION: האזור או האזור של מישור הבקרה של האשכול, למשל us-central1 או us-central1-a.

מערכת GKE מבצעת את הפעולות הבאות:

• יצירת רשת משנה חדשה לאשכול.
• הפקודה מגדירה הקצאה ראשונית של כתובות IP לאשכול, ומקצה באופן אוטומטי כתובות IP חדשות של צמתים ו-Pod למאגר הצמתים החדש.
• עוקב אחרי השימוש ברשתות משנה ובטווחים של כתובות IP משניות.

הפעלת IPAM אוטומטי עם תת-רשת משלכם

כשיוצרים אשכול ומציינים תת-רשת קיימת, צריך לוודא שיש מספיק טווחי כתובות IP משניות שזמינים לאשכול.

המסוף

במקרה של אשכולות Autopilot, צריך להשתמש ב-CLI של gcloud. במקרה של אשכולות רגילים, מבצעים את השלבים הבאים:

1. נכנסים לדף Create a Kubernetes cluster במסוף Google Cloud .

   מעבר אל יצירת אשכול Kubernetes

2. בחלונית הניווט, בקטע Cluster, לוחצים על Networking.
3. בקטע Cluster networking, מתחת ל-VPC, מרחיבים את הרשימה הנפתחת Network ובוחרים ב-VPC.
4. בקטע IP Management (ניהול כתובות IP), בקטע Auto-IPAM (ניהול אוטומטי של כתובות IP), לוחצים על Enabled (מופעל).
5. בקטע VPC, מרחיבים את הרשימה הנפתחת Node subnet ובוחרים את רשת המשנה שרוצים להשתמש בה.
6. קובעים את שאר ההגדרות לפי הצורך, ואז לוחצים על יצירה.

gcloud

כדי ליצור אשכול עם ניהול אוטומטי של כתובות IP ולציין רשת משנה משלכם, פועלים לפי ההוראות שבקטע יצירת אשכול ברשת משנה קיימת ומשתמשים בדגל --enable-auto-ipam בפקודה. לדוגמה:

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
   --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
   --enable-auto-ipam \
   --network=NETWORK \
   --subnetwork=SUBNET_NAME

מחליפים את הערכים הבאים:

• ‫CLUSTER_NAME: שם לאשכול.
• ‫CONTROL_PLANE_LOCATION: האזור או האזור של מישור הבקרה של האשכול, למשל us-central1 או us-central1-a.
• ‫NETWORK: השם של רשת ה-VPC של האשכול.
• ‫SUBNET_NAME: השם של תת-רשת קיימת.

טווח כתובות ה-IP הראשי של תת-הרשת משמש לצמתים. רשת המשנה צריכה להיות באותו אזור שבו נמצא האשכול.

עדכון של אשכול קיים

אפשר להפעיל או להשבית את ניהול כתובות ה-IP האוטומטי באשכול קיים.

הפעלת ניהול אוטומטי של כתובות IP

כדי להפעיל IPAM אוטומטי באשכול קיים, משתמשים במסוףGoogle Cloud או ב-CLI של gcloud.

המסוף

במקרה של אשכולות Autopilot, צריך להשתמש ב-CLI של gcloud. במקרה של אשכולות רגילים, מבצעים את השלבים הבאים:

1. נכנסים לדף Kubernetes clusters במסוף Google Cloud .

   מעבר אל Kubernetes clusters

2. לצד האשכול שרוצים לערוך, לוחצים על פעולות ואז על עריכה.

3. בדף Cluster details, לוחצים על הכרטיסייה Details.

4. בקטע Cluster Networking לוחצים על Edit Auto-IPAM.

5. בתיבת הדו-שיח עריכת ניהול כתובות IP אוטומטי, בוחרים באפשרות מופעל.

6. לוחצים על שמירת השינויים.

gcloud

מריצים את הפקודה הבאה:

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
    --enable-auto-ipam

אחרי שמעדכנים את האשכול, כשיוצרים מאגר צמתים חדש ללא מספיק מרחב של כתובות IP, ‏ GKE יוצר ומנהל טווח חדש של כתובות IP באשכול.

השבתת ניהול כתובות IP אוטומטי

כדי להשבית את ניהול כתובות IP אוטומטי באשכול קיים, משתמשים במסוףGoogle Cloud או ב-CLI של gcloud.

המסוף

במקרה של אשכולות Autopilot, צריך להשתמש ב-CLI של gcloud. במקרה של אשכולות רגילים, מבצעים את השלבים הבאים:

1. נכנסים לדף Kubernetes clusters במסוף Google Cloud .

   מעבר אל Kubernetes clusters

2. לצד האשכול שרוצים לערוך, לוחצים על פעולות ואז על עריכה.

3. בדף Cluster details, לוחצים על הכרטיסייה Details.

4. בקטע Cluster Networking לוחצים על Edit Auto-IPAM.

5. בתיבת הדו-שיח עריכת ניהול כתובות IP אוטומטי, בוחרים באפשרות מושבת.

6. לוחצים על שמירת השינויים.

gcloud

מריצים את הפקודה הבאה:

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
    --disable-auto-ipam

מחליפים את מה שכתוב בשדות הבאים:

• ‫CLUSTER_NAME: השם של האשכול.
• ‫CONTROL_PLANE_LOCATION: האזור או האזור של מישור הבקרה של האשכול, למשל us-central1 או us-central1-a.

אחרי שמשביתים את ניהול כתובות ה-IP האוטומטי באשכול:

• מערכת GKE תשמור על הבעלות על כל רשתות המשנה ועל טווחי כתובות ה-IP המשניות שנוצרו באמצעות ניהול כתובות IP אוטומטי. המשאבים האלה נמחקים כשמוחקים את אשכול GKE.
• כשיוצרים מאגרי צמתים חדשים, מערכת GKE מקצה באופן אוטומטי את רשת המשנה שמוגדרת כברירת מחדל ואת טווח כתובות ה-IP המשני שמשויך אליה.

המאמרים הבאים

• מידע נוסף על הקצאת כתובות IP ב-GKE
• איך יוצרים אשכולות מקוריים של VPC