Conceitos de rede para implantar nós do AKS no AKS híbrido

Aplica-se a: AKS no Azure Stack HCI, AKS no Windows Server

Você pode escolher entre dois modelos de atribuição de endereço IP para sua arquitetura de rede para o AKS híbrido. O AKS híbrido dá suporte a opções de implantação híbrida para Serviço de Kubernetes do Azure (AKS).

  • Rede IP estática
    A rede virtual aloca endereços IP estáticos para o servidor de API de cluster do Kubernetes, nós do Kubernetes, VMs subjacentes, balanceadores de carga e quaisquer serviços do Kubernetes executados sobre o cluster.

  • Rede DHCP
    A rede virtual aloca endereços IP dinâmicos para os nós do Kubernetes, VMs subjacentes e balanceadores de carga usando um servidor DHCP. O servidor de API de cluster do Kubernetes e todos os serviços do Kubernetes executados no cluster ainda são endereços IP estáticos alocados.

Observação

A arquitetura de rede virtual definida aqui para o AKS híbrido pode ser diferente da arquitetura de rede física subjacente em um data center.

Pool de IP virtual

Um pool de IP Virtual (VIP) é um conjunto de endereços IP obrigatórios para qualquer implantação no AKS híbrido. O pool de VIP é um intervalo de endereços IP reservados usados para alocar endereços IP para o servidor de API de cluster do Kubernetes. Ele garante que seus aplicativos nos serviços do Kubernetes estejam sempre acessíveis. Tenha em mente que, independentemente do modelo de rede virtual e do modelo de atribuição de endereço escolhido, você deve fornecer um pool de VIP para sua implantação de host do AKS.

O número de endereços IP no pool de VIP depende do número de clusters de carga de trabalho e dos serviços do Kubernetes planejados para sua implantação.

Dependendo do modelo de rede, a definição do pool de VIP será diferente das seguintes maneiras:

  • IP estático – se você estiver usando IP estático, verifique se os endereços IP virtuais são da mesma sub-rede fornecida.
  • DHCP – se sua rede estiver configurada com DHCP, você precisará trabalhar com o administrador de rede para excluir o intervalo de IP do pool de VIP do escopo DHCP usado para a implantação do AKS no Azure Stack HCI.

Pool de IP da VM do nó do Kubernetes

Os nós do Kubernetes são implantados como máquinas virtuais especializadas no AKS híbrido. O AKS aloca endereços IP a essas máquinas virtuais para habilitar a comunicação entre nós do Kubernetes.

  • IP estático – você deve especificar um intervalo de pool de IP de VM de nó do Kubernetes. O número de endereços IP nesse intervalo depende do número total de nós do Kubernetes que você planeja usar para implantar em seus clusters kubernetes de host e carga de trabalho do AKS. Tenha em mente que as atualizações consumirão de um a três endereços IP adicionais durante a atualização.
  • DHCP – Você não precisa especificar um pool de VMs de nó do Kubernetes, pois os endereços IP para os nós do Kubernetes são alocados dinamicamente pelo servidor DHCP em sua rede.

Esse modelo de rede cria uma rede virtual que aloca endereços IP de um pool de endereços definido estaticamente para todos os objetos em sua implantação. Um benefício adicional de usar a rede IP estática é que as implantações de longa duração e as cargas de trabalho do aplicativo têm a garantia de serem sempre acessíveis.

Especifique os seguintes parâmetros ao definir uma rede virtual com configurações de IP estático:

Importante

Esta versão do AKS não permite nenhuma alteração de configuração de rede depois que o host do AKS ou o cluster de carga de trabalho tiver sido implantado. Para alterar as configurações de rede, você deve começar de novo removendo os clusters de carga de trabalho e desinstalando o AKS.

  • Nome: o nome da sua rede virtual.

  • Prefixo de endereço: o prefixo de endereço IP a ser usado para sua sub-rede.

  • Gateway: o endereço IP do gateway padrão para a sub-rede.

  • Servidor DNS: uma matriz de endereços IP que apontam para os servidores DNS a serem usados para a sub-rede. Um mínimo de um e um máximo de três servidores podem ser fornecidos.

  • Pool de VMs do nó do Kubernetes: um intervalo contínuo de endereços IP a serem usados para suas VMs de nó do Kubernetes.

  • Pool de IP virtual: um intervalo contínuo de endereços IP a serem usados para o servidor de API de cluster do Kubernetes e os serviços do Kubernetes.

    Observação

    O pool de VIP deve fazer parte da mesma sub-rede que o pool de VMs do nó do Kubernetes.

  • ID da vLAN: a ID da vLAN para a rede virtual. Se omitida, a rede virtual não será marcada.

Rede virtual com rede DHCP

Esse modelo de rede cria uma rede virtual que aloca endereços IP usando DHCP para todos os objetos na implantação.

Você deve especificar os seguintes parâmetros ao definir uma rede virtual com configurações de IP estático:

Importante

Nesta versão do AKS, não é possível alterar a configuração de rede depois que o host do AKS ou o cluster de carga de trabalho são implantados. A única maneira de alterar as configurações de rede é começar de novo removendo os clusters de carga de trabalho e desinstalando o AKS.

  • Nome: o nome da sua rede virtual.

  • Pool de IP virtual: o intervalo contínuo de endereços IP a serem usados para o servidor de API de cluster do Kubernetes e os serviços do Kubernetes.

    Observação

    Os endereços do pool de VIP precisam estar na mesma sub-rede que o escopo DHCP e devem ser excluídos do escopo DHCP para evitar conflitos de endereço.

  • ID da vLAN: a ID da vLAN para a rede virtual. Se omitida, a rede virtual não será marcada.

Serviço de nuvem local da Microsoft

O MOC (Microsoft On-premises Cloud) é a pilha de gerenciamento que permite que as máquinas virtuais no Azure Stack HCI e no SDDC baseado no Windows Server sejam gerenciadas na nuvem. O MOC consiste em:

  • Uma única instância de um serviço altamente disponível cloud agent implantada no cluster. Esse agente é executado em qualquer nó no cluster do Azure Stack HCI ou do Windows Server e está configurado para fazer failover para outro nó.
  • Um node agent em execução em cada nó físico do Azure Stack HCI.

Para habilitar a comunicação com o MOC, você precisa fornecer o ENDEREÇO IP CIDR que será usado para o serviço. O -cloudserviceCIDR é um parâmetro no Set-AksHciConfig comando usado para atribuir o endereço IP ao serviço do agente de nuvem e habilitar a alta disponibilidade do serviço do agente de nuvem.

A escolha de um endereço IP para o serviço MOC depende do modelo de rede subjacente usado pela implantação de cluster no Azure Stack HCI ou no Windows Server.

Observação

A alocação de endereço IP para o serviço MOC é independente do modelo de rede virtual do Kubernetes. A alocação de endereço IP depende da rede física subjacente e dos endereços IP configurados para os nós de cluster do Azure Stack HCI ou do Windows Server em seu data center.

  • Nós de cluster do Azure Stack HCI e do Windows Server com um modo de alocação de endereço IP baseado em DHCP: se os nós do Azure Stack HCI receberem um endereço IP de um servidor DHCP presente na rede física, você não precisará fornecer explicitamente um endereço IP para o serviço MOC, pois o serviço MOC também receberá um endereço IP do servidor DHCP.

  • Nós de cluster do Azure Stack HCI e do Windows Server com um modelo de alocação de IP estático: se os nós de cluster forem atribuídos a endereços IP estáticos, você deverá fornecer explicitamente um endereço IP para o serviço de nuvem MOC. O endereço IP do serviço MOC deve estar na mesma sub-rede que os endereços IP dos nós de cluster do Azure Stack HCI e do Windows Server. Para atribuir explicitamente um endereço IP para o serviço MOC, use o -cloudserviceCIDR parâmetro no Set-AksHciConfig comando . Insira um endereço IP no formato CIDR, por exemplo: "10.11.23.45/16".

Comparar modelos de rede

O DHCP e o IP estático fornecem conectividade de rede em seu AKS na implantação do Azure Stack HCI e do Windows Server. Há vantagens e desvantagens em cada método. Em um alto nível, as seguintes considerações se aplicam: DHCP – não garante endereços IP de longa duração para alguns tipos de recursos em uma implantação do AKS. – Dá suporte à expansão de endereços IP DHCP reservados se sua implantação ficar maior do que o previsto inicialmente.

IP estático – garante endereços IP de longa duração para todos os recursos em uma implantação do AKS. – Como não há suporte para a expansão automática do pool de IP do nó do Kubernetes, talvez você não consiga criar novos clusters se tiver esgotado o pool de IP do nó do Kubernetes.

A tabela a seguir compara a alocação de endereço IP para recursos entre modelos de rede IP estáticos e DHCP:

Funcionalidade IP Estático DHCP
Servidor de API de cluster do Kubernetes Atribuído estaticamente usando o pool de VIP Atribuído estaticamente usando o pool de VIP
Nós do Kubernetes (em máquinas virtuais) Atribuído usando o pool de IP do nó do Kubernetes Atribuído dinamicamente
Serviços de Kubernetes Atribuído estaticamente usando o pool de VIP Atribuído estaticamente usando o pool de VIP
VM do balanceador de carga HAProxy Atribuído usando o pool de IP do nó do Kubernetes Atribuído dinamicamente
Serviço de Nuvem Local da Microsoft Depende da configuração de rede física para nós de cluster do Azure Stack HCI e do Windows Server Depende da configuração de rede física para nós de cluster do Azure Stack HCI e do Windows Server
Pool de VIP Obrigatório Obrigatório
Pool de IP da VM do nó do Kubernetes Obrigatório Sem suporte

Reservas mínimas de endereço IP para uma implantação híbrida do AKS

Independentemente do modelo de implantação, o número de endereços IP reservados permanece o mesmo. Esta seção descreve o número de endereços IP que você precisa reservar com base no modelo de implantação híbrida do AKS.

Reserva mínima de endereço IP

No mínimo, você deve reservar o seguinte número de endereços IP para sua implantação:

Tipo de cluster Nó do painel de controle Nó de trabalho Para operações de atualização Balanceador de carga
AKS Host Um IP NA Dois IP NA
Cluster de carga de trabalho Um IP por nó Um IP por nó 5 IP Um IP

Além disso, você deve reservar o seguinte número de endereços IP para o pool de VIP:

Tipo de recurso Número de endereços IP
Servidor de API de cluster 1 por cluster
Serviços Kubernetes 1 por serviço
Serviços de Aplicativos 1 por serviço planejado

Como você pode ver, o número de endereços IP necessários é variável dependendo da arquitetura da implantação do AKS e do número de serviços executados no cluster do Kubernetes. É recomendável reservar um mínimo de 256 endereços IP (/24 sub-rede) para sua implantação.

Percorrer um exemplo de implantação

Jane é uma administradora de TI que está começando com o AKS. Ela deseja implantar dois clusters do Kubernetes : cluster A do Kubernetes e Cluster B do Kubernetes em seu cluster do Azure Stack HCI. Ela também quer executar um aplicativo de votação em cima de seu cluster. Esse aplicativo tem três instâncias da interface do usuário de front-end em execução nos dois clusters e uma instância do banco de dados de back-end.

  • O cluster do Kubernetes A tem três nós do painel de controle e 5 nós de trabalho
  • O cluster B do Kubernetes tem um nó do painel de controle e três nós de trabalho
  • 3 instâncias da interface do usuário de front-end (porta 443)
  • 1 instância do banco de dados de back-end (porta 80)

Com base na tabela acima, ela terá que reservar:

  • 3 endereços IP para o host do AKS (um IP para o nó do painel de controle e dois IPs para executar operações de atualização)
  • 3 endereços IP para os nós do painel de controle no cluster A (um IP por nó do painel de controle)
  • 5 endereços IP para os nós de trabalho no cluster A (um IP por nó de trabalho)
  • 6 endereços IP adicionalmente para o cluster A (cinco IPs para executar operações de atualização e 1 IP para balanceador de carga)
  • 1 endereços IP para os nós do painel de controle no cluster B (um IP por nó do painel de controle)
  • 3 endereços IP para os nós de trabalho no cluster B (um IP por nó de trabalho)
  • 6 endereços IP adicionalmente para o cluster B (cinco IPs para executar operações de atualização e 1 IP para balanceador de carga)
  • 2 endereços IP para os servidores de API de cluster do Kubernetes (um IP por cluster do Kubernetes)
  • 3 endereços IP para o serviço do Kubernetes (um endereço IP por instância da interface do usuário de front-end, pois todos usam a mesma porta. O banco de dados de back-end pode usar qualquer um dos três endereços IP, desde que ele use uma porta diferente)

Conforme explicado acima, Jane requer um total de 32 endereços IP para implantar o cluster. Portanto, Jane deve reservar uma sub-rede /26 para sua rede virtual.

Dividir endereços IP reservados com base em um modelo de rede IP estático

Embora o número total de endereços IP reservados permaneça o mesmo, o modelo de implantação determina como esses endereços IP são divididos entre grupos de IP. O modelo de rede IP estático tem dois pools de IP:

  • Pool de IP da VM do nó do Kubernetes – para VMs de nó do Kubernetes e a VM do balanceador de carga. Esse pool de IP também inclui o endereço IP necessário para executar operações de atualização.
  • Pool de IP virtual – para o servidor de API do Kubernetes e os serviços do Kubernetes.

Trabalhando com o exemplo acima, Jane deve dividir ainda mais esses endereços IP entre pools VIP e pools de IP de nós do Kubernetes:

  • 5 (dois para o servidor de API de cluster do Kubernetes e três para serviços do Kubernetes) dos 32 endereços IP para seu pool de VIP.
  • 27 (todos os endereços IP para seus nós do Kubernetes e VMs subjacentes, as VMs do balanceador de carga e operações de atualização) para seu pool de IP de nó do Kubernetes.

Dividir endereços IP reservados com base em um modelo de rede DHCP

Embora o número total de endereços IP reservados permaneça o mesmo, o modelo de implantação determina como esses endereços IP são divididos entre os grupos de IP. Conforme discutido na seção anterior, o modelo de rede DHCP tem um escopo de IP:

  • Pool de IP virtual – para o servidor de API do Kubernetes e os serviços do Kubernetes

Trabalhando com o exemplo acima:

  • Jane deve reservar um total de 32 endereços IP ou uma sub-rede /26 em seu servidor DHCP.
  • Ela deve excluir 5 (dois para o servidor de API de cluster do Kubernetes e três para serviços do Kubernetes) do escopo DHCP de 32 endereços IP para seu pool de VIP.

Controladores de entrada

Durante a implantação de um cluster de destino, um HAProxyrecurso de balanceador de carga baseado em é criado. O balanceador de carga é configurado para distribuir o tráfego para os pods em seu serviço em uma determinada porta. O balanceador de carga só funciona na camada 4, o que indica que o Serviço não está ciente do aplicativo real, ou seja, não pode fazer considerações adicionais sobre o roteamento.

Os controladores de entrada funcionam na camada 7 e podem usar regras mais inteligentes para distribuir o tráfego do aplicativo. Um uso comum de um controlador de ingresso é rotear o tráfego HTTP para diferentes aplicativos com base na URL de entrada.

Diagrama mostrando o fluxo de tráfego de entrada em um cluster do AKS no Azure Stack HCI

Próximas etapas

Este artigo aborda alguns dos conceitos de rede para implantar nós do AKS no Azure Stack HCI. Para obter mais informações, consulte os seguintes artigos: