Azure Kubernetes Service (AKS) でデュアルスタック kubenet ネットワークを使用する

[アーティクル]
08/02/2024

kubernet ネットワークとデュアルスタック Azure 仮想ネットワークを使用する場合、AKS クラスターをデュアルスタックモードでデプロイできます。この構成では、ノードで、Azure 仮想ネットワークサブネットから IPv4 と IPv6 の両方のアドレスを受け取ります。ポッドでは、ノードの Azure 仮想ネットワークサブネットとは論理的に異なるアドレス空間から IPv4 と IPv6 の両方のアドレスを受け取ります。その後、ポッドで Azure 仮想ネットワークのリソースに到達できるように、ネットワークアドレス変換 (NAT) が構成されます。トラフィックの送信元 IP アドレスは、同じファミリのノードのプライマリ IP アドレス (IPv4 から IPv4 および IPv6 から IPv6) に NAT 処理されます。

この記事では、AKS クラスターでデュアルスタックネットワークを使用する方法を示します。ネットワークのオプションと考慮事項について詳しくは、Kubernetes および AKS のネットワークの概念に関する記事をご覧ください。

制限事項

Azure ルートテーブルには、テーブルあたり 400 ルートというハード制限があります。
- デュアルスタッククラスターの各ノードには 2 つのルート (IP アドレスファミリごとに 1 つずつ) が必要であるため、デュアルスタッククラスターは 200 ノードに制限されます。
Azure Linux ノードプールでは、サービスオブジェクトは externalTrafficPolicy: Local でのみサポートされます。
Azure 仮想ネットワークとポッド CIDR では、デュアルスタックネットワークが必要です。
- 単一スタック IPv6 のみは、ノードまたはポッドの IP アドレスではサポートされていません。サービスは IPv4 または IPv6 でプロビジョニングできます。
次の機能は、デュアルスタック kubenet ではサポートされていません。

前提条件

kubernet ネットワークの構成のすべての前提条件が適用されます。
AKS デュアルスタッククラスターには Kubernetes バージョン v 1.21.2 以上が必要です。 v1.22.2 以降をお勧めします。
Azure Resource Manager テンプレートを使用する場合は、スキーマバージョン 2021-10-01 が必要です。

Kubernetes のデュアルスタックネットワークの概要

Kubernetes v.1.23 では、ポッドとサービスネットワークを含む、IPv4/IPv6 デュアルスタッククラスターに対して、安定したアップストリームサポートが提供されます。ノードとポッドには常に IPv4 と IPv6 の両方のアドレスが割り当てられますが、サービスはデュアルスタックまたはいずれかのアドレスファミリで単一スタックにすることができます。

AKS により、デュアルスタックネットワークに必要なサポートサービスが構成されます。この構成には次のものが含まれます。

デュアルスタック仮想ネットワークの構成 (マネージド仮想ネットワークを使用している場合)。
IPv4 および IPv6 ノードとポッドアドレス。
IPv4 と IPv6 の両方のトラフィックのアウトバウンド規則。
IPv4 および IPv6 サービス用のロードバランサーの設定。

Note

ユーザー定義ルーティングの送信の種類でデュアルスタックを使う場合、IPv6 トラフィックをインターネットに到達させる必要があるかどうかに応じて、IPv6 用の既定のルートを選択できます。 IPv6 用の既定のルートがない場合、クラスターの作成時に警告は表示されますが、クラスターの作成は妨げられません。

デュアルスタッククラスターのデプロイ

デュアルスタッククラスターをサポートするために、次の属性が提供されます。

--ip-families: クラスターで有効にする IP ファミリのコンマ区切りリストを取得します。
- ipv4 または ipv4,ipv6 のみがサポートされています。
--pod-cidrs: ポッド IP を割り当てる CIDR 表記 IP 範囲のコンマ区切りリストを取得します。
- このリスト内の範囲の数と順序は、--ip-families に指定されている値と一致する必要があります。
- 値が指定されていない場合は、既定値の 10.244.0.0/16,fd12:3456:789a::/64 が使用されます。
--service-cidrs: サービス IP を割り当てる CIDR 表記 IP 範囲のコンマ区切りリストを取得します。
- このリスト内の範囲の数と順序は、--ip-families に指定されている値と一致する必要があります。
- 値が指定されていない場合は、既定値の 10.0.0.0/16,fd12:3456:789a:1::/108 が使用されます。
- --service-cidrs に割り当てられている IPv6 サブネットは、/108 を超えることはできません。

デュアルスタック AKS クラスターをデプロイする

az group create コマンドを使用して、クラスター用の Azure リソースグループを作成します。
```
az group create --location <region> --name <resourceGroupName>
```
--ip-families パラメーターが ipv4,ipv6 に設定された az aks create コマンドを使用して、デュアルスタック AKS クラスターを作成します。
```
az aks create \
    --location <region> \
    --resource-group <resourceGroupName> \
    --name <clusterName> \
    --ip-families ipv4,ipv6 \
    --generate-ssh-keys
```
クラスターが作成されたら、az aks get-credentials コマンドを使用してクラスター管理者の資格情報を取得します。
```
az aks get-credentials --resource-group <resourceGroupName> --name <clusterName>
```

ARM テンプレートを作成し、networkProfile オブジェクトへの ["IPv4", "IPv6"] パラメーターに ipFamilies を渡します。

{
  "$schema": "https://schema.management.azure.com/schemas/2019-04-01/deploymentTemplate.json#",
  "contentVersion": "1.0.0.0",
  "parameters": {
    "clusterName": {
      "type": "string",
      "defaultValue": "aksdualstack"
    },
    "location": {
      "type": "string",
      "defaultValue": "[resourceGroup().location]"
    },
    "kubernetesVersion": {
      "type": "string",
      "defaultValue": "1.22.2"
    },
    "nodeCount": {
      "type": "int",
      "defaultValue": 3
    },
    "nodeSize": {
      "type": "string",
      "defaultValue": "Standard_B2ms"
    }
  },
  "resources": [
    {
      "type": "Microsoft.ContainerService/managedClusters",
      "apiVersion": "2021-10-01",
      "name": "[parameters('clusterName')]",
      "location": "[parameters('location')]",
      "identity": {
        "type": "SystemAssigned"
      },
      "properties": {
        "agentPoolProfiles": [
          {
            "name": "nodepool1",
            "count": "[parameters('nodeCount')]",
            "mode": "System",
            "vmSize": "[parameters('nodeSize')]"
          }
        ],
        "dnsPrefix": "[parameters('clusterName')]",
        "kubernetesVersion": "[parameters('kubernetesVersion')]",
        "networkProfile": {
          "ipFamilies": [
            "IPv4",
            "IPv6"
          ]
        }
      }
    }
  ]
}

クラスターが作成されたら、az aks get-credentials コマンドを使用してクラスター管理者の資格情報を取得します。
```
az aks get-credentials --resource-group <resourceGroupName> --name <clusterName>
```

Note

ARM テンプレートのデプロイの詳細については、Azure Resource Manager のドキュメントを参照してください。

Bicep テンプレートを作成し、networkProfile オブジェクトへの ipFamilies パラメーターに ["IPv4", "IPv6"] を渡します。

param clusterName string = 'aksdualstack'
param location string = resourceGroup().location
param kubernetesVersion string = '1.22.2'
param nodeCount int = 3
param nodeSize string = 'Standard_B2ms'

resource aksCluster 'Microsoft.ContainerService/managedClusters@2021-10-01' = {
  name: clusterName
  location: location
  identity: {
    type: 'SystemAssigned'
  }
  properties: {
    agentPoolProfiles: [
      {
        name: 'nodepool1'
        count: nodeCount
        mode: 'System'
        vmSize: nodeSize
      }
    ]
    dnsPrefix: clusterName
    kubernetesVersion: kubernetesVersion
    networkProfile: {
      ipFamilies: [
        'IPv4'
        'IPv6'
      ]
    }
  }
}

クラスターが作成されたら、az aks get-credentials コマンドを使用してクラスター管理者の資格情報を取得します。
```
az aks get-credentials --resource-group <resourceGroupName> --name <clusterName>
```

Note

Bicep テンプレートのデプロイの詳細については、Bicep テンプレートのドキュメントを参照してください。

ノードを調べて両方の IP ファミリを確認する

クラスターがプロビジョニングされたら、kubectl get nodes コマンドを使用して、ノードにデュアルスタックネットワークがプロビジョニングされていることを確認します。

kubectl get nodes -o=custom-columns="NAME:.metadata.name,ADDRESSES:.status.addresses[?(@.type=='InternalIP')].address,PODCIDRS:.spec.podCIDRs[*]"

kubectl get nodes コマンドからの出力には、ノードに IPv4 と IPv6 の両方のアドレスとポッドの IP 割り当て領域があることが示されます。

NAME                                ADDRESSES                           PODCIDRS
aks-nodepool1-14508455-vmss000000   10.240.0.4,2001:1234:5678:9abc::4   10.244.0.0/24,fd12:3456:789a::/80
aks-nodepool1-14508455-vmss000001   10.240.0.5,2001:1234:5678:9abc::5   10.244.1.0/24,fd12:3456:789a:0:1::/80
aks-nodepool1-14508455-vmss000002   10.240.0.6,2001:1234:5678:9abc::6   10.244.2.0/24,fd12:3456:789a:0:2::/80

ワークロードの例を作成する

クラスターが作成されたら、ワークロードをデプロイできます。この記事では、NGINX Web サーバーのワークロードのデプロイ例について説明します。

kubectl create deployment nginx コマンドを使用して、NGINX Web サーバーを作成します。
```
kubectl create deployment nginx --image=nginx:latest --replicas=3
```

kubectl get pods コマンドを使用して、ポッドリソースを表示します。

kubectl get pods -o custom-columns="NAME:.metadata.name,IPs:.status.podIPs[*].ip,NODE:.spec.nodeName,READY:.status.conditions[?(@.type=='Ready')].status"

ポッドに IPv4 と IPv6 の両方のアドレスがあることが出力に示されます。準備ができるまで、ポッドの IP アドレスは表示されません。

NAME                     IPs                                NODE                                READY
nginx-55649fd747-9cr7h   10.244.2.2,fd12:3456:789a:0:2::2   aks-nodepool1-14508455-vmss000002   True
nginx-55649fd747-p5lr9   10.244.0.7,fd12:3456:789a::7       aks-nodepool1-14508455-vmss000000   True
nginx-55649fd747-r2rqh   10.244.1.2,fd12:3456:789a:0:1::2   aks-nodepool1-14508455-vmss000001   True

次の YAML マニフェストを使用して、NGINX Web サーバーを作成します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:latest
        name: nginx

kubectl get pods コマンドを使用して、ポッドリソースを表示します。

kubectl get pods -o custom-columns="NAME:.metadata.name,IPs:.status.podIPs[*].ip,NODE:.spec.nodeName,READY:.status.conditions[?(@.type=='Ready')].status"

ポッドに IPv4 と IPv6 の両方のアドレスがあることが出力に示されます。準備ができるまで、ポッドの IP アドレスは表示されません。

NAME                     IPs                                NODE                                READY
nginx-55649fd747-9cr7h   10.244.2.2,fd12:3456:789a:0:2::2   aks-nodepool1-14508455-vmss000002   True
nginx-55649fd747-p5lr9   10.244.0.7,fd12:3456:789a::7       aks-nodepool1-14508455-vmss000000   True
nginx-55649fd747-r2rqh   10.244.1.2,fd12:3456:789a:0:1::2   aks-nodepool1-14508455-vmss000001   True

`LoadBalancer` 型のサービスを使用してワークロードを公開する

重要

AKS v1.27 以降では、1 つの IPv4 パブリック IP と 1 つの IPv6 パブリック IP でプロビジョニングされるデュアルスタック LoadBalancer サービスを作成できます。ただし、前のバージョンでは、サービスの最初の IP アドレスのみがロードバランサーにプロビジョニングされるため、デュアルスタックサービスでは、最初に一覧表示される IP ファミリのパブリック IP のみを受け取ります。単一のデプロイにデュアルスタックサービスを提供するために、同じセレクターをターゲットとする 2 つのサービス (1 つは IPv4 用、もう 1 つは IPv6 用) を作成してください。

kubectl
YAML

v1.27 以降の AKS

kubectl expose deployment nginx コマンドを使用して、NGINX デプロイを公開します。

kubectl expose deployment nginx --name=nginx --port=80 --type=LoadBalancer --overrides='{"spec":{"ipFamilyPolicy": "PreferDualStack", "ipFamilies": ["IPv4", "IPv6"]}}'

サービスが公開されたことを示す出力が表示されます。

service/nginx exposed

デプロイが公開されて LoadBalancer サービスが完全にプロビジョニングされたら、kubectl get services コマンドを使用してサービスの IP アドレスを取得します。

kubectl get services

NAME         TYPE           CLUSTER-IP               EXTERNAL-IP         PORT(S)        AGE
nginx        LoadBalancer   10.0.223.73   2603:1030:20c:9::22d,4.156.88.133   80:30664/TCP   2m11s

kubectl get services nginx -ojsonpath='{.spec.clusterIPs}'

["10.0.223.73","fd17:d93e:db1f:f771::54e"]

IPv6 対応ホストからのコマンドライン Web 要求を使用して機能を確認します。 Azure Cloud Shell は IPv6 に対応していません。

SERVICE_IP=$(kubectl get services nginx -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[1].ip}')
curl -s "http://[${SERVICE_IP}]" | head -n5

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>

v1.27 より前の AKS

kubectl expose deployment nginx コマンドを使用して、NGINX デプロイを公開します。

kubectl expose deployment nginx --name=nginx-ipv4 --port=80 --type=LoadBalancer'
kubectl expose deployment nginx --name=nginx-ipv6 --port=80 --type=LoadBalancer --overrides='{"spec":{"ipFamilies": ["IPv6"]}}'

サービスが公開されたことを示す出力が表示されます。

service/nginx-ipv4 exposed
service/nginx-ipv6 exposed

kubectl get services

NAME         TYPE           CLUSTER-IP               EXTERNAL-IP         PORT(S)        AGE
nginx-ipv4   LoadBalancer   10.0.88.78               20.46.24.24         80:30652/TCP   97s
nginx-ipv6   LoadBalancer   fd12:3456:789a:1::981a   2603:1030:8:5::2d   80:32002/TCP   63s

IPv6 対応ホストからのコマンドライン Web 要求を使用して機能を確認します。 Azure Cloud Shell は IPv6 に対応していません。

SERVICE_IP=$(kubectl get services nginx-ipv6 -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
curl -s "http://[${SERVICE_IP}]" | head -n5

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>

v1.27 以降の AKS

次の YAML マニフェストを使用して NGINX デプロイを公開します。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
spec:
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ipFamilyPolicy: PreferDualStack
  ipFamilies:
  - IPv4
  - IPv6
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: LoadBalancer

kubectl get services

NAME         TYPE           CLUSTER-IP               EXTERNAL-IP         PORT(S)        AGE
nginx        LoadBalancer   10.0.223.73   2603:1030:20c:9::22d,4.156.88.133   80:30664/TCP   2m11s

kubectl get services nginx -ojsonpath='{.spec.clusterIPs}'

["10.0.223.73","fd17:d93e:db1f:f771::54e"]

IPv6 対応ホストからのコマンドライン Web 要求を使用して機能を確認します。 Azure Cloud Shell は IPv6 に対応していません。

SERVICE_IP=$(kubectl get services nginx -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[1].ip}')
curl -s "http://[${SERVICE_IP}]" | head -n5

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>

v1.27 より前の AKS

次の YAML マニフェストを使用して NGINX デプロイを公開します。

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx-ipv4
spec:
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
 - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: LoadBalancer
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx-ipv6
spec:
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ipFamilies:
 - IPv6
  ports:
 - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: LoadBalancer

kubectl get services

NAME         TYPE           CLUSTER-IP               EXTERNAL-IP         PORT(S)        AGE
nginx-ipv4   LoadBalancer   10.0.88.78               20.46.24.24         80:30652/TCP   97s
nginx-ipv6   LoadBalancer   fd12:3456:789a:1::981a   2603:1030:8:5::2d   80:32002/TCP   63s

IPv6 対応ホストからのコマンドライン Web 要求を使用して機能を確認します。 Azure Cloud Shell は IPv6 に対応していません。

SERVICE_IP=$(kubectl get services nginx-ipv6 -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
curl -s "http://[${SERVICE_IP}]" | head -n5

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>

次の方法で共有

Azure Kubernetes Service (AKS) でデュアルスタック kubenet ネットワークを使用する

制限事項

前提条件

Kubernetes のデュアルスタックネットワークの概要

デュアルスタッククラスターのデプロイ

デュアルスタック AKS クラスターをデプロイする

ノードを調べて両方の IP ファミリを確認する

ワークロードの例を作成する

NGINX Web サーバーをデプロイする

`LoadBalancer` 型のサービスを使用してワークロードを公開する

v1.27 以降の AKS

v1.27 より前の AKS

v1.27 以降の AKS

v1.27 より前の AKS

その他のリソース

次の方法で共有

Azure Kubernetes Service (AKS) でデュアル スタック kubenet ネットワークを使用する

制限事項

前提条件

Kubernetes のデュアルスタック ネットワークの概要

デュアルスタック クラスターのデプロイ

デュアルスタック AKS クラスターをデプロイする

ノードを調べて両方の IP ファミリを確認する

ワークロードの例を作成する

NGINX Web サーバーをデプロイする

LoadBalancer 型のサービスを使用してワークロードを公開する

v1.27 以降の AKS

v1.27 より前の AKS

その他のリソース

Azure Kubernetes Service (AKS) でデュアルスタック kubenet ネットワークを使用する

Kubernetes のデュアルスタックネットワークの概要

デュアルスタッククラスターのデプロイ

`LoadBalancer` 型のサービスを使用してワークロードを公開する