Ingress on Azure Kubernetes Service
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Session Affinity 問題をテーマに学ぼう
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Ingress on Azure Kubernetes Service
- 1. Ingress on Azure Kubernetes Service Session Affinity問題をテーマに学ぼう 真壁 徹 日本マイクロソフト株式会社 2021/6
- 2. お伝えしたいこと Session Affinity そろそろ やめましょう それでもAKSで、どうしても使いたい場合、手はあります AKSでのIngressを学ぶのに良いテーマなので、整理してみましょう
- 3. 章立て Ingressとは何か Azure Kubernetes Service(AKS)のIngress 代表的な選択肢 AKS Ingress での Session Affinity 実現方法と懸念事項
- 8. 実装イメージ (NGINX) コントローラー、データプレーン処理ともにKubernetesのPodとして動く Ingress Controller NGINX API Server NGINX Ingress Controller Pod KubernetesのIngressやService APIから、ルーティングルール やEndpoint(PodのIPアドレス)な どを継続的に取得する Kubernetes APIから取得 した情報をもとに、 NGINXの構成を作成、維 持する データプレーン処理は NGINXが行う データプレーンとしての Serviceは利用せず、NGINX は直接Pod(Endpoint)にトラ フィックを送る
- 9. 実装イメージ (Azure Application Gateway) コントローラーはKubernetesのPod、データプレーン処理はクラスターの外で動く Ingress Controller App GW API Server App GW Ingress Controller Pod データプレーン処理は App GWが行う Azure API KubernetesのIngressやService APIから、ルーティングルール やEndpoint(PodのIPアドレス)な どを継続的に取得する Kubernetes APIから取得 した情報をもとに、App GWの構成をAzure API経 由で作成、維持する データプレーンとしての Serviceは利用せず、App GWは直接Pod(Endpoint)に トラフィックを送る
- 10. [補足] Gateway の足音 Evolving Kubernetes networking with the Gateway API | Kubernetes コントローラーの多様化による負 の影響が目立ってきた(似て非なる CRD、annotation頼り とか) その他の改善を含めた、Gateway プロジェクトが本格化しつつある 広く普及したIngressがすぐに置き 換わるとは考えにくいが、動向は 要注視
- 13. 代表的な選択肢 App GW Pod Pod App GW NGINX Pod Pod NGINX Pod Pod 案1 App GW Ingress Controller 案2 NGINX Ingress Controller 案3 NGINX Ingress Controller & App GW Frontend • データプレーン処理をクラス ター外にオフロードできる • 豊富な実績と情報量 • 組み合わせをサポートする製 品、OSSが多い • 例: Canary release、A/B Testing、Blue/Green deploymentを実現する Flagger • 案1、2のいいとこどり • 組織で役割分担がしやすい • 例: インターネットとの境界 になるApp GWは、ネット ワークチームが独立して運用 したい
- 14. Azure 公式ドキュメントでのサンプル Azure Kubernetes Service (AKS) クラスターのベースライン アーキテクチャ - Azure Architecture Center | Microsoft Docs NGINXがtraefikに変わっているが、 案3のパターン 大きな組織で役割分担をしている 場合に好まれるパターン インターネット側/境界を専門家に 任せることで、AKS担当チームの リスク軽減だけでなく、自由度や 裁量も増す
- 16. Session Affinityとは “Sticky”と呼ばれることもある Client Load Balancer/ Gateway / Proxy Server side App Server side App Session cookieや送受信IPアドレス/ポート番 号などを使って、できる限り同じア プリケーションインスタンスにトラ フィックを送る仕組み Client Session
- 17. おすすめしません できれば やめましょう Webシステムの中には、“スティッキーセッション”に頼るものがある – これはユーザーのセッションデータをアプリケーションプロセスの メモリにキャッシュし、同じ訪問者からの将来のリクエストが同じプ ロセスに送られることを期待するものである。スティッキーセッショ ンはTwelve-Factorに違反しており、決して使ったり頼ったりしてはな らない。セッション状態のデータは、有効期限を持つデータストア （例：Memcached や Redis）に格納すべきである。 The Twelve-Factor App VI. プロセス より
- 18. おすすめしない理由 Kubernetesでは特に Client Load Balancer/ Gateway / Proxy Server side App Pod Server side App Pod Session Client Session KubernetesのPodは、アプリの更新、リソース不足による排出、ノードメンテナンスなど、様々な 理由で再作成されます graceful shutdownを実現する仕組みはありますが、そのタイミングでセッション情報をPod外部に 退避させるようなアプリを作れるのであれば、はじめからデータストアに持ったほうがよいです Server side App Pod すぅーっ わたくし ドロンさせて いただきます Podのヤツ また突然 いなくなったよ…
- 20. Node 案1 Azure Application Gateway Ingress Controller Client Azure Application Gateway Pod Pod Instance Instance LB cookie Application Gatewayがセット したcookieを保持 Node どのインスタンスで処理さ れても、cookieで接続バッ クエンドが分かる • Application Gatewayはバックエン ド情報としてPodのIPアドレス (Endpoint)を持つため、送信先を 判断できる • バックエンドIPをもとにしたハッ シュを生成し、cookieとしてレス ポンスにセット
- 21. Application Gateway Affinity仕様 公式ドキュメントより Azure Application Gateway では、ユーザー セッションを維持するた めに、ゲートウェイで管理される Cookie を使用します。 ユーザーが 最初の要求を Application Gateway に送信すると、セッションの詳細 を含むハッシュ値を使用して、応答にアフィニティ Cookie が設定され ます。これにより、このアフィニティ Cookie を伝送する後続の要求は、 持続性を維持するために同じバックエンド サーバーにルーティングさ れるようになります。 Azure Application Gateway の HTTP 設定の構成 | Microsoft Docs
- 22. apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: guestbook annotations: kubernetes.io/ingress.class: azure/application-gateway appgw.ingress.kubernetes.io/cookie-based-affinity: "true" spec: rules: - http: paths: - backend: serviceName: frontend servicePort: 80 利用方法 Application Gateway で Cookie ベースのアフィニティを有効にする | Microsoft Docs
- 23. aksClusterName="<aksClusterName>" aksResourceGroup="<aksResourceGroup>" appGatewayName="<appGatewayName>" appGatewayResourceGroup="<appGatewayResourceGroup>“ nodeResourceGroup=$(az aks show -n $aksClusterName -g $aksResourceGroup -o tsv --query "nodeResourceGroup") routeTableId=$(az network route-table list -g $nodeResourceGroup --query "[].id | [0]" -o tsv) appGatewaySubnetId=$(az network application-gateway show -n $appGatewayName -g $appGatewayResourceGroup -o tsv --query "gatewayIpConfigurations[0].subnet.id") az network vnet subnet update ¥ --ids $appGatewaySubnetId --route-table $routeTableId [補足] kubenetを使う場合 How to setup networking between Application Gateway and AKS ネットワークプラグインがkubetnetの場合は、Pod の前に該当Nodeにパケットを届ける必要があるた め、クラスターサブネットと同じルートテーブル をApp GWサブネットにも適用 Azure CNIの場合はPodがVNetのIPアドレスを持つ ため、この作業なしに到達可能 Session Affinity有効化に限りませんが よく話題になるので
- 24. Node 案2 NGINX Ingress Controller Client Pod Pod Azure LB cookie NGINXがセットし たcookieを保持 Node どのNGINXで処理されても、 cookieで接続Endpointが分か る • NGINX Ingress Controllerは Endpointとサービス名をもとに したハッシュを生成し、cookie とする NGINX (+ Controller) NGINX (+ Controller)
- 25. apiVersion: networking.k8s.io/v1 kind: Ingress metadata: annotations: nginx.ingress.kubernetes.io/affinity: cookie nginx.ingress.kubernetes.io/affinity-mode: persistent 利用方法 Sticky Sessions - NGINX Ingress Controller (kubernetes.github.io) 既定値は”balanced”で、Pod(Endpoint)が増減 した場合に接続先の見直し、再分散を行う もしSession Affinityをできる限り維持したい場 合は、”persistent”を指定する
- 26. --- create_map generates the node hash table -- @tparam {[string]=number} nodes A table with the node as a key and its weight as a value. -- @tparam string salt A salt that will be used to generate salted hash keys. local function create_map(nodes, salt) local hash_map = {} for endpoint, _ in pairs(nodes) do -- obfuscate the endpoint with a shared key to prevent brute force -- and rainbow table attacks which could reveal internal endpoints local key = salt .. endpoint local hash_key = ngx.md5(key) hash_map[hash_key] = endpoint end return hash_map end ハッシュ生成コード ingress-nginx/nodemap.lua
- 27. Node 案3 NGINX Ingress Controller & App GW Frontend Client Pod Pod Azure LB cookie NGINXがセットし たcookieを保持 Node どの経路を通っても、cookie で接続Endpointが分かる • NGINX Ingress ControllerはEndpoint とサービス名をもとにしたハッシュ を生成し、cookieとする NGINX (+ Controller) NGINX (+ Controller) Azure Application Gateway Instance Instance LB Service Type LoadBalancer • App GWのバックエンドはAzure LB のフロントエンドIPアドレス(1つ) であるため、Affinity設定は不要
- 28. まとめ
- 29. お伝えしたかったこと Session Affinity そろそろ やめましょう それでもAKSで、どうしても使いたい場合、cookieを利用します AKSでのIngressを整理する機会となったのであれば幸いです
- 30. サンプルコード Azure CLI & flux GitOps ToruMakabe/aks-ingress-pattern (github.com)
- 31. © Copyright Microsoft Corporation. All rights reserved.