KubernetesノードのローカルDNSキャッシュとしてNetScaler CPXを展開する

Kubernetesクラスター内のアプリケーションポッドは、他のアプリケーションポッドと通信するためにDNSに依存しています。Kubernetesクラスター内のアプリケーションからのDNSリクエストは、Kubernetes DNS (kube-dns) によって処理されます。マイクロサービスアーキテクチャの普及により、Kubernetesクラスター内のDNSリクエストレートが増加しています。その結果、Kubernetes DNS (kube-dns) は過負荷になっています。NetScaler CPXを各KubernetesノードにローカルDNSキャッシュとして展開し、ノード内のアプリケーションポッドからのDNSリクエストをNetScaler CPXに転送できるようになりました。これにより、DNSリクエストをより迅速に解決し、Kubernetes DNSの負荷を大幅に軽減できます。

NetScaler CPXを展開するには、Kubernetes DaemonSetエンティティを使用して、Kubernetesクラスター内の各ノードにNetScaler CPXポッドをスケジュールします。Kubernetes DaemonSetは、クラスター内の各KubernetesノードにNetScaler CPXのインスタンスが存在することを保証します。 アプリケーションポッドがCPX DNSポッドにトラフィックを直接送信するようにするには、エンドポイントとしてNetScaler CPXポッドを持つKubernetesサービスを作成する必要があります。このサービスのクラスターIPは、アプリケーションポッドのDNSエンドポイントとして使用されます。アプリケーションポッドがDNS解決のためにNetScaler CPXサービスのクラスターIPアドレスを使用するようにするには、各ノードのkubelet構成ファイルをNetScaler CPXサービスのクラスターIPで更新する必要があります。

NetScaler CPXをNodeLocal DNSキャッシュとして展開することをサポートするために、以下の環境変数が導入されました。

• KUBE_DNS_SVC_IP: kube-dnsサービスのクラスターIPアドレスを指定します。これは、NetScaler CPXポッドで構成をトリガーするための必須引数です。NetScaler CPXキャッシュにDNSクエリ応答がない場合、NetScaler CPXポッドはこのIPアドレスにDNSクエリを送信します。

• CPX_DNS_SVC_IP: NetScaler CPXサービスのクラスターIPアドレスを指定します。CPX_DNS_SVC_IP環境変数は、ノード上のローカルDNSを構成するために使用されます。この変数を構成すると、アプリケーションポッドから発信されるDNSリクエストをノード内のローカルNetScaler CPXポッドに転送するためのiptablesルールが追加されます。

• NS_DNS_FORCE_TCP: この環境変数は、クエリがUDP経由で受信された場合でも、DNSリクエストにTCPの使用を強制します。

• NS_DNS_EXT_RESLV_IP: 特定のドメインのDNSリクエストを転送する外部ネームサーバーのIPアドレスを指定します。

• NS_DNS_MATCH_DOMAIN: クエリを外部ネームサーバーに転送するために照合する外部ドメイン文字列を指定します。

ノードにNetScaler CPXをDNSキャッシュとして展開する

KubernetesクラスターのローカルDNSキャッシュとしてNetScaler CPXを展開するには、以下のタスクが含まれます。

マスターノードで:

• エンドポイントとしてNetScaler CPXポッドを持つKubernetesサービスを作成する

• NetScaler CPXポッドの環境変数を定義するためのConfigMapを作成する

• Kubernetes DaemonSetを使用して、Kubernetesクラスター内の各ノードにNetScaler CPXポッドをスケジュールする。

ワーカーノードで:

• DNSリクエストをNetScaler CPXに転送するように、NetScaler CPXサービスのクラスターIPアドレスでkubelet設定ファイルを変更します。

Kubernetesマスターノードでの構成

ノードのローカルDNSキャッシュとしてNetScaler CPXをデプロイするには、Kubernetesマスターノードで次の手順を実行します。

1. cpx_dns_svc.yamlファイルを使用して、NetScaler CPXポッドをエンドポイントとするサービスを作成します。

   kubectl apply -f cpx_dns_svc.yaml
   

   cpx_dns_svc.yamlファイルは次のとおりです。

           apiVersion: v1
           kind: Service
           metadata:
             name: cpx-dns-svc
             labels:
               app: cpxd
           spec:
             ports:
             - protocol: UDP
               port: 53
               name: dns
             - protocol: TCP
               port: 53
               name: dns-tcp
             selector:
               app: cpx-daemon
   

2. NetScaler CPXサービスのIPアドレスを取得します。

   kubectl get svc cpx-dns-svc
   

3. Kube DNSサービスのIPアドレスを取得します。

   kubectl get svc -n kube-system
   

4. NetScaler CPXポッドの環境変数を定義するためのConfigMapを作成します。これらの環境変数は、NetScaler CPXサービスとKube DNSサービスのIPアドレスを渡すために使用されます。このステップでは、ファイル内でデータ（キーと値のペア）として指定された環境変数を使用して、サンプルConfigMap cpx-dns-cacheが作成されます。

   kubectl create configmap cpx-dns-cache --from-file <path-to-file>
   

   環境変数をキーと値のペアとして含むサンプルファイルは次のとおりです。

     CPX_DNS_SVC_IP: 10.111.95.145
     EULA: "yes"
     KUBE_DNS_SVC_IP: 10.96.0.10
     NS_CPX_LITE: "1"
     NS_DNS_EXT_RESLV_IP: 10.102.217.142
     NS_DNS_MATCH_DOMAIN: citrix.com
     PLATFORM: CP1000
   

   サンプルConfigMapは次のとおりです。

   apiVersion: v1
   data:
     CPX_DNS_SVC_IP: 10.111.95.145
     EULA: "yes"
     KUBE_DNS_SVC_IP: 10.96.0.10
     NS_CPX_LITE: "1"
     NS_DNS_EXT_RESLV_IP: 10.102.217.142
     NS_DNS_MATCH_DOMAIN: citrix.com
     PLATFORM: CP1000
   kind: ConfigMap
   metadata:
     creationTimestamp: "2019-10-15T07:45:54Z"
     name: cpx-dns-cache
     namespace: default
     resourceVersion: "8026537"
     selfLink: /api/v1/namespaces/default/configmaps/cpx-dns-cache
     uid: 8d06f6ee-133b-4e1a-913c-9963cbf4f48
   

5. マスターノードにNetScaler CPX用のKubernetes DaemonSetを作成します。

   kubectl apply -f cpx_daemonset.yaml
   

   cpx_daemonset.yamlファイルは次のとおりです。

   apiVersion: apps/v1
   kind: DaemonSet
   metadata:
     name: cpx-daemon
     labels:
           app: cpxd
   spec:
      selector:
           matchLabels:
             app: cpx-daemon
   template:
      metadata:
           labels:
             app: cpx-daemon
      spec:
          containers:
          - name: cpxd
           imagePullPolicy: IfNotPresent
           image: localhost:5000/dev/cpx
           volumeMounts:
            - mountPath: /netns/default/
           name: test-vol
           ports:
           - containerPort: 53
      envFrom:
          - configMapRef:
          name: cpx-dns-cache
      securityContext:
      privileged: true
      allowPrivilegeEscalation: true
      capabilities:
       add: ["NET_ADMIN"]
      volumes:
         -  name: test-vol
         hostPath:
         path: /proc/1/ns
         type: Directory
   

Kubernetesクラスター内のワーカーノードでの構成

マスターノードでの構成が完了したら、ワーカーノードで次の手順を実行します。

1. kubelet 設定ファイルを変更して、アプリケーションポッドが以下のいずれかの手順を使用して DNS 解決に NetScaler CPX サービスクラスター IP を使用できるようにします。

   • ノードの kubelet を再構成する の手順に従い、--cluster-dns 引数の値を次の形式で変更します。

          --cluster-dns=<CPX_DNS_SVC_IP>,<KUBE_DNS_SVC_IP>
     

     または

   • /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf ファイルを編集し、次の手順を使用して --cluster-dns 引数を変更します。

     1. kubelet 設定を編集し、NetScaler CPX サービスのクラスター IP アドレスと kube-dns サービス IP アドレスを --cluster-dns 引数に指定します。

         root@node:~# cat /etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf | grep KUBELET\_DNS\_ARGS
        
         Environment="KUBELET_DNS_ARGS=--cluster-dns=10.111.95.145,10.96.0.10 --cluster-domain=cluster.local"
         ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_DNS_ARGS
        

     2. 次のコマンドを使用して、ノードの kubelet をリロードします。

         # systemctl daemon-reload
         # service kubelet restart