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要求は、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採用が広がるにつれて、Kubernetesクラスター内のDNS要求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要求をNetScaler CPXに転送できるようになりました。これにより、DNS要求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のインスタンスがあ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ために、以下の環境変数が導入されました。

• KUBE_DNS_SVC_IP: NetScaler CPXポッドで構成をトリガーするための必須引数であるkube-dnsサービスのクラスターIPアドレスを指定します。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クエリを転送します。

• 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要求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要求にTCPの使用を強制します。

• NS_DNS_EXT_RESLV_IP: 特定のドメインのDNS要求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DNSキャッシュとしてNetScaler CPXを展開する

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、次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。

ワーカーノードの場合：

• 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アドレスを使用してkubelet設定ファイルを変更します。

Kubernetesマスターノードでの設定

ノードのローカルDNSキャッシュとしてNetScaler CPXを展開するには、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。この手順では、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>
   

   以下は、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
   

   以下はサンプルConfigMap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. マスターノードで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設定

マスターノードでの設定が完了したら、ワーカーノードで次の手順を実行します。

1. アプリケーションPodがDNS解決のためにNetScaler CPXサービスクラスターIPを使用できるように、kubelet設定ファイルを以下のいずれかの手順で変更します。

   • ノードのkubeletを再構成するの手順に従い、--cluster-dns引数の値を以下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、以下の手順で--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. 以下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