Esecuzione del routing del traffico TCP e UDP con Network Load Balancer - Amazon EKS
PrerequisitiConsiderazioniCreazione di un Network Load Balancer(Facoltativo) Implementare un'applicazione di esempio

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Esecuzione del routing del traffico TCP e UDP con Network Load Balancer

Nota

Novità: la modalità automatica Amazon EKS automatizza le attività di routine per il bilanciamento del carico. Per ulteriori informazioni, consultare:

Il traffico di rete è bilanciato al carico L4 del modello OSI. Per bilanciare il carico del traffico delle applicazioni in L7, si implementa un ingress Kubernetes, che fornisce un Application Load Balancer. AWS. Per ulteriori informazioni, consulta Instradare il traffico di applicazioni e HTTP con Application Load Balancer. Per ulteriori informazioni sulle differenze tra i due tipi di bilanciamento del carico, consulta le caratteristiche di Elastic Load Balancing sul sito Web AWS.

Quando crei un Service Kubernetes di tipo LoadBalancer, il controller del load balancer del provider cloud AWS crea Classic Load Balancer AWS per impostazione predefinita, ma può anche creare Network Load Balancer AWS. Questo controller in futuro riceverà solo correzioni di bug critici. Per ulteriori informazioni sull'utilizzo del load balancer del provider cloud AWS, consultare Controller del load balancer del provider cloud AWS nella documentazione Kubernetes. Il suo utilizzo non è descritto in questo argomento.

Consigliamo di utilizzare la versione 2.7.2 o una versione successiva del AWS Load Balancer Controller anziché il controller del bilanciatore del carico del provider del cloud AWS. Il Load Balancer Controller AWS crea Network Load Balancer AWS, ma non Classic Load Balancer AWS. Nella parte restante di questo argomento viene trattato l'utilizzo del controller del load balancer AWS.

Un Network Load Balancer AWS è in grado di bilanciare il carico del traffico di rete ai pod implementati su IP Amazon EC2 e destinazioni di istanza a destinazioni IP di Fargate AWS o ad Amazon EKS Hybrid Nodes come destinazioni IP. Per ulteriori informazioni, consultare Controller del load balancer AWS su GitHub.

Prerequisiti

Prima di eseguire il bilanciamento del carico del traffico di rete tramite il controller del load balancer AWS, è necessario soddisfare i seguenti requisiti.

  • Avere un cluster esistente. Se non si dispone di un cluster esistente, consultare Nozioni di base su Amazon EKS. Se è necessario aggiornare la versione di un cluster esistente, vedere Aggiornamento del cluster esistente alla nuova versione di Kubernetes.

  • Avere il Controller del load balancer AWS implementato sul cluster. Per ulteriori informazioni, consulta Indirizza il traffico Internet con AWS Load Balancer Controller. Consigliamo la versione 2.7.2 o successiva.

  • Disporre di almeno una sottorete. Se si trovano più sottoreti con tag in una zona di disponibilità, il controller sceglie la sottorete il cui ID sottorete viene prima in ordine lessicografico. La sottorete deve avere a disposizione almeno otto indirizzi IP.

  • Se si utilizza la versione 2.1.1 o precedente del AWS Load Balancer Controller, le sottoreti devono essere taggate come segue. Se si utilizza la versione 2.1.2 o successiva, questo tag è facoltativo. È possibile taggare una sottorete se si dispone di più cluster in esecuzione nello stesso VPC o di più servizi AWS che condividono sottoreti in un VPC e richiedono un maggiore controllo sulla posizione in cui viene eseguito il provisioning dei bilanciatori di carico per ciascun cluster. Se si specificano in modo esplicito gli ID sottorete come annotazione su un oggetto di servizio, Kubernetes e il controller del load balancer AWS utilizza queste sottoreti direttamente per creare il load balancer. L’assegnazione di tag delle sottoreti non è obbligatoria se si sceglie di utilizzare questo metodo per il provisioning dei bilanciatori del carico ed è possibile ignorare i seguenti requisiti di assegnazione di tag delle sottoreti pubbliche e private. Sostituire my-cluster con il nome del cluster.

    • Chiave: kubernetes.io/cluster/<my-cluster>

    • Valore: shared o owned

  • Le sottoreti pubbliche e private devono soddisfare i seguenti requisiti, a meno che non si specifichino esplicitamente gli ID sottorete come annotazione in un oggetto di servizio o di ingresso. Se si effettua il provisioning dei bilanciatori del carico specificando esplicitamente gli ID sottorete come annotazione in un oggetto di servizio o di ingresso, Kubernetes e il Load Balancer Controller AWS utilizzano queste sottoreti direttamente per creare il bilanciatore del carico e non sono quindi necessari i seguenti tag.

    • Sottoreti private – Deve essere taggato nel seguente formato. In tal modo, Kubernetes e il Controller del load balancer AWS sono consapevoli che le sottoreti possono essere utilizzate per i bilanciatori di carico interni. Se si utilizza eksctl o un modello CloudFormation AWS AWS Amazon EKS per creare il VPC in data successiva al 26 marzo 2020, le sottoreti sono taggate in maniera appropriata al momento della creazione. Per ulteriori informazioni sui modelli VPC CloudFormation AWS AWS Amazon EKS, consultare Creazione di un Amazon VPC per il cluster Amazon EKS..

      • Chiave: kubernetes.io/role/internal-elb

      • Valore: 1

    • Sottoreti pubbliche – Deve essere taggato nel seguente formato. In questo modo, Kubernetes utilizza solo tali sottoreti per load balancer esterni, anziché scegliere una sottorete pubblica in ciascuna zona di disponibilità (in ordine lessicografico per ID sottorete). Se si utilizza eksctl o un modello CloudFormation AWS Amazon EKS per creare il VPC in data successiva al 26 marzo 2020, le sottoreti sono taggate in maniera appropriata al momento della creazione. Per ulteriori informazioni sui modelli VPC CloudFormation AWS Amazon EKS, consultare Creazione di un Amazon VPC per il cluster Amazon EKS..

      • Chiave: kubernetes.io/role/elb

      • Valore: 1

    Se i tag del ruolo della sottorete non vengono aggiunti in modo esplicito, il controller del servizio Kubernetes esamina la tabella di routing delle sottoreti VPC del cluster per determinare se la sottorete è privata o pubblica. Si consiglia di non fare affidamento su questo comportamento e di aggiungere esplicitamente i tag di ruolo pubblici o privati. Il Load Balancer Controller AWS non esamina le tabelle di routing e richiede che i tag privati e pubblici siano presenti per il rilevamento automatico corretto.

Considerazioni

  • La configurazione del load balancer è controllata da annotazioni che vengono aggiunte al manifest del servizio. Le annotazioni del servizio sono diverse quando si utilizza il controller del load balancer AWS rispetto a quando si utilizza il controller del load balancer del provider cloud AWS. Assicurarsi di rivedere le annotazioni per il controller del load balancer AWS prima di implementare i servizi.

  • Quando utilizzi il plug-in CNI VPC di Amazon EKS per Kubernetes, il Load Balancer Controller AWS è in grado di bilanciare il carico su destinazioni IP o di istanza Amazon EC2 e su destinazioni IP Fargate. Quando utilizzi plug-in CNI compatibili alternativi, il controller può bilanciare il carico solo per le destinazioni di istanza, a meno che non si stia bilanciando il carico su Amazon EKS Hybrid Nodes. Per i nodi ibridi, il controller può bilanciare il carico delle destinazioni IP. Per ulteriori informazioni sui tipi di destinazioni dei Network Load Balancer, consultare Target type (Tipo di destinazione) nella Guida per l'utente di Network Load Balancer.

  • Se si desidera aggiungere tag al bilanciatore del carico quando o dopo la sua creazione, aggiungere la seguente annotazione nella specifica del servizio. Per ulteriori informazioni, consultare Tag delle risorse AWS nella documentazione relativa al Controller del load balancer AWS.

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-additional-resource-tags

  • È possibile assegnare Indirizzi IP elastici al Network Load Balancer aggiungendo la seguente annotazione. Sostituisci i valori esemplificativi con Allocation IDs degli indirizzi IP elastici. Il numero di Allocation IDs deve corrispondere al numero di sottoreti utilizzate per il load balancer. Per ulteriori informazioni, consultare la documentazione sul Controller del load balancer AWS.

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-eip-allocations: eipalloc-xxxxxxxxxxxxxxxxx,eipalloc-yyyyyyyyyyyyyyyyy

  • Amazon EKS aggiunge una regola in entrata al gruppo di sicurezza del nodo per il traffico client e una regola per ogni sottorete del bilanciatore del carico nel VPC per i controlli dell’integrità per ogni Network Load Balancer creato. L'implementazione di un servizio di tipo LoadBalancer può non riuscire se Amazon EKS tenta di creare regole che superano la quota per il numero massimo di regole consentite per un gruppo di sicurezza. Per ulteriori informazioni, consultare Gruppi di sicurezza in Quote di Amazon VPC nella Guida per l'utente di Amazon VPC. Considerare le opzioni seguenti per ridurre al minimo le possibilità di superare il numero massimo di regole per un gruppo di sicurezza:

    • Richiedere un aumento delle regole per ogni quota di gruppo di sicurezza. Per ulteriori informazioni, consultare Richiesta di un aumento di quota nella Guida per l'utente di Service Quotas.

    • Al posto di destinazioni di istanza, utilizzare destinazioni IP. Con le destinazioni IP, è possibile condividere le regole per le stesse porte di destinazione. È possibile specificare manualmente le sottoreti del load balancer con un'annotazione. Per ulteriori informazioni, consultare Annotazioni su GitHub.

    • Utilizzare un ingresso invece di un servizio di tipo LoadBalancer per inviare traffico al tuo servizio. L'Application Load Balancer AWS richiede meno regole rispetto ai Network Load Balancer. È possibile condividere un ALB su più ingressi. Per ulteriori informazioni, consulta Instradare il traffico di applicazioni e HTTP con Application Load Balancer. Non è possibile condividere un Network Load Balancer su più servizi.

    • Implementa i cluster su più account.

  • Se i pod vengono eseguiti su Windows in un cluster Amazon EKS, un singolo servizio con un bilanciatore del carico può supportare fino a 1024 pod back-end. Ogni pod ha il proprio indirizzo IP univoco.

  • Si consiglia di creare solo nuovi Network Load Balancer con il controller del load balancer AWS. Il tentativo di sostituire Network Load Balancer esistenti creati con il controller del load balancer del provider cloud AWS potrebbe risultare in più Network Load Balancer che possono causare tempi di inattività dell'applicazione.

Creazione di un Network Load Balancer

È possibile creare un Network Load Balancer con destinazioni IP o istanza.

Creare un Network Load Balancer: destinazioni IP

  • È possibile utilizzare destinazioni IP con pod implementati su nodi Amazon EC2, Fargate o Amazon EKS Hybrid Nodes. Il servizio Kubernetes deve essere creato come tipo LoadBalancer. Per ulteriori informazioni, vedere Tipo LoadBalancer nella documentazione di Kubernetes.

    Per creare un load balancer che utilizzi destinazioni IP, aggiungere le seguenti annotazioni a un manifesto del servizio e implementare il servizio. Il valore external per aws-load-balancer-type è responsabile del controller del load balancer AWS e non del controller del load balancer del provider cloud AWS per la creazione del Network Load Balancer. É possibile visualizzare un manifesto del servizio di esempio con le annotazioni.

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: "external"
service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-nlb-target-type: "ip"
    Nota

    Se si sta eseguendo il bilanciamento del carico sui pod IPv6, aggiungere la seguente annotazione. È possibile bilanciare il carico solo su destinazioni da IPv6 a IP, non su destinazioni di istanza. Senza questa annotazione, il bilanciamento del carico è su IPv4.

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-ip-address-type: dualstack

    Per impostazione predefinita, i Network Load Balancer vengono creati con internal aws-load-balancer-scheme. È possibile avviare i Network Load Balancer in qualsiasi sottorete del VPC del cluster, incluse le sottoreti non specificate al momento della creazione del cluster.

    Kubernetes esamina la tabella di routing delle sottoreti per stabilire se sono pubbliche o private. Le sottoreti pubbliche hanno una route direttamente a Internet tramite un gateway Internet; non vale altrettanto per le sottoreti private.

    Se si desidera creare un Network Load Balancer in una sottorete pubblica per il bilanciamento del carico sui nodi Amazon EC2 (Fargate può essere solo privato), specificare internet-facing con la seguente annotazione:

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme: "internet-facing"
    Nota

    Al fine di garantire la compatibilità con le versioni precedenti, l'annotazione service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: "nlb-ip" è ancora supportata. Consigliamo, tuttavia, di utilizzare le annotazioni precedenti per i load balancer anziché service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: "nlb-ip".

    Importante

    Non modificare le annotazioni dopo aver creato il servizio. Se è necessario modificarlo, eliminare l'oggetto di servizio e crearlo nuovamente con il valore desiderato per questa annotazione.

Creare un Network Load Balancer: destinazioni di istanza

  • Il controller del load balancer del provider cloud AWS crea Network Load Balancer solo con destinazioni di istanza. La versione 2.2.0 e successive di AWS Load Balancer Controller crea anche Network Load Balancer con destinazioni di istanza. Consigliamo di utilizzarlo al posto del controller del load balancer del provider cloud AWS per creare nuovi Network Load Balancer. È possibile utilizzare le destinazioni di istanza di Network Load Balancer con pod implementati sui nodi Amazon EC2, ma non su Fargate. Per bilanciare il carico del traffico di rete tra i pod implementati su Fargate, è necessario utilizzare destinazioni IP.

    Per implementare un Network Load Balancer in una sottorete privata, la specifica del servizio deve avere le seguenti annotazioni. É possibile visualizzare un manifesto del servizio di esempio con le annotazioni. Il valore external per aws-load-balancer-type è responsabile del controller del load balancer AWS e non del controller del load balancer del provider cloud AWS per la creazione del Network Load Balancer.

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: "external"
service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-nlb-target-type: "instance"

    Per impostazione predefinita, i Network Load Balancer vengono creati con internal aws-load-balancer-scheme. Per i Network Load Balancer interni, il cluster Amazon EKS deve essere configurato per l'utilizzo di almeno una sottorete privata nel VPC. Kubernetes esamina la tabella di routing delle sottoreti per stabilire se sono pubbliche o private. Le sottoreti pubbliche hanno una route direttamente a Internet tramite un gateway Internet; non vale altrettanto per le sottoreti private.

    Se si desidera creare un Network Load Balancer in una sottorete pubblica per il bilanciamento del carico sui nodi Amazon EC2, specificare internet-facing con la seguente annotazione:

    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme: "internet-facing"
    Importante

    Non modificare le annotazioni dopo aver creato il servizio. Se è necessario modificarlo, eliminare l'oggetto di servizio e crearlo nuovamente con il valore desiderato per questa annotazione.

(Facoltativo) Implementare un'applicazione di esempio

  • Almeno una sottorete pubblica o privata nel VPC del cluster.

  • Avere il Controller del load balancer AWS implementato sul cluster. Per ulteriori informazioni, consulta Indirizza il traffico Internet con AWS Load Balancer Controller. Consigliamo la versione 2.7.2 o successiva.

    1. Se si sta eseguendo l’implementazione su Fargate, assicurarsi di avere una sottorete privata disponibile nel VPC e di creare un profilo Fargate. Se non si sta eseguendo l’implementazione su Fargate, salta questo passaggio. É possibile creare il profilo eseguendo il seguente comando o nella Console di gestione AWS utilizzando gli stessi valori per name e namespace che si trovano nel comando. Sostituire i valori di esempio con i propri valori.

      eksctl create fargateprofile \
    --cluster my-cluster \
    --region region-code \
    --name nlb-sample-app \
    --namespace nlb-sample-app

    2. Implementa un'applicazione di esempio.

      1. Crea uno spazio dei nomi per l'applicazione.

        kubectl create namespace nlb-sample-app

      2. Salva nel computer i seguenti contenuti in un file denominato sample-deployment.yaml.

        apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nlb-sample-app
  namespace: nlb-sample-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: public.ecr.aws/nginx/nginx:1.23
          ports:
            - name: tcp
              containerPort: 80

      3. Applica il file manifesto al cluster.

        kubectl apply -f sample-deployment.yaml

    3. Crea un servizio con un Network Load Balancer connesso a Internet che bilanci il carico sulle destinazioni IP.

      1. Salva sul computer i seguenti contenuti in un file denominato sample-service.yaml. Se si sta eseguendo l’implementazione sui nodi Fargate, rimuovere la riga service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme: internet-facing.

        apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nlb-sample-service
  namespace: nlb-sample-app
  annotations:
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type: external
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-nlb-target-type: ip
    service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme: internet-facing
spec:
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      protocol: TCP
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: nginx

      2. Applica il file manifesto al cluster.

        kubectl apply -f sample-service.yaml

    4. Verificare che il servizio sia stato implementato.

      kubectl get svc nlb-sample-service -n nlb-sample-app

      Di seguito viene riportato un output di esempio:

      NAME            TYPE           CLUSTER-IP         EXTERNAL-IP                                                                    PORT(S)        AGE
sample-service  LoadBalancer   10.100.240.137   k8s-nlbsampl-nlbsampl-xxxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx.elb.region-code.amazonaws.com  80:32400/TCP   16h
      Nota

      I valori per 10.100.240.137 e xxxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx saranno diversi dall’output esemplificativo (saranno unici per il tuo bilanciatore del carico) e us-west-2 potrebbe essere diverso, a seconda della regione AWS in cui si trova il cluster.

    5. Apri la Console di gestione AWS Amazon EC2. Seleziona Target Groups (Gruppi di destinazioni) in Load Balancing (Bilanciamento del carico) nel pannello di navigazione a sinistra. Nella colonna Nome, seleziona il nome del gruppo di destinazione in cui il valore nella colonna bilanciatore del carico corrisponde al nome nella colonna EXTERNAL-IP dell’output nel passaggio precedente. Ad esempio, se l’output era uguale all’output indicato sopra sarà necessario selezionare il gruppo di destinazione denominato k8s-default-samplese-xxxxxxxxxx . Target type (Tipo di destinazione) è IP perché è stato specificato nel manifesto del servizio di esempio.

    6. Selezionare il proprio Gruppo di destinazione e poi scegliere la scheda Destinazioni. In Destinazioni registrate, verranno visualizzati tre indirizzi IP delle tre repliche implementate in un passaggio precedente. Prima di continuare, attendere fino a quando lo stato di tutti gli obiettivi è Integro. Potrebbero passare diversi minuti prima che tutti gli obiettivi siano healthy. Gli obiettivi potrebbero essere in uno stato unhealthy prima di passare a uno stato healthy.

    7. Inviare traffico al servizio sostituendo xxxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx e us-west-2 con i valori restituiti nell’output per un passaggio precedente per EXTERNAL-IP. Se è stata eseguita l’implementazione a una sottorete privata, devi visualizzare la pagina da un dispositivo all’interno del VPC, ad esempio un host bastione. Per ulteriori informazioni, consultare Bastion host Linux in AWS.

      curl k8s-default-samplese-xxxxxxxxxx-xxxxxxxxxxxxxxxx.elb.region-code.amazonaws.com

      Di seguito viene riportato un output di esempio:

      <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
[...]

    8. Al termine dell’implementazione, del servizio e del namespace esemplificativi, rimuoverli.

      kubectl delete namespace nlb-sample-app