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# IPVS モードで kube-proxy を実行する
IP Virtual Server (IPVS) モードでの EKS は、レガシー iptables モードで実行されている kube-proxy を使用して 1,000 を超えるサービスで大規模なクラスターを実行するときによく見られる[ネットワークレイテンシーの問題を解決](https://docs.aws.amazon.com/eks/latest/best-practices/control-plane.html#reliability_cprunning_large_clusters)します。このパフォーマンスの問題は、パケットごとに iptables パケットフィルタリングルールを順次処理した結果です。このレイテンシーの問題は、iptables の後継である nftables で解決されています。ただし、この執筆時点では、[kube-proxy は nftables を活用するためにまだ開発中です](https://kubernetes.io/docs/reference/networking/virtual-ips/#proxy-mode-nftables)。この問題を回避するには、クラスターを `kube-proxy` IPVS モードで実行するように設定できます。
## 概要:
[Kubernetes バージョン 1.11 ](https://kubernetes.io/blog/2018/07/09/ipvs-based-in-cluster-load-balancing-deep-dive/)以降 GA であった IPVS は、線形検索ではなくハッシュテーブルを使用してパケットを処理し、数千のノードとサービスを持つクラスターに効率を提供します。IPVS はロードバランシング用に設計されており、Kubernetes ネットワークパフォーマンスの問題に適したソリューションです。
IPVS には、バックエンドポッドにトラフィックを分散するためのいくつかのオプションがあります。各オプションの詳細については、[Kubernetes の公式ドキュメント](https://kubernetes.io/docs/reference/networking/virtual-ips/#proxy-mode-ipvs)に記載されていますが、以下に簡単なリストを示します。ラウンドロビン接続と最小接続は、Kubernetes の IPVS ロードバランシングオプションで最も人気のある選択肢の 1 つです。
```
- rr (Round Robin)
- wrr (Weighted Round Robin)
- lc (Least Connections)
- wlc (Weighted Least Connections)
- lblc (Locality Based Least Connections)
- lblcr (Locality Based Least Connections with Replication)
- sh (Source Hashing)
- dh (Destination Hashing)
- sed (Shortest Expected Delay)
- nq (Never Queue)
```
### 実装
EKS クラスターで IPVS を有効にするために必要なステップはわずかです。まず、EKS ワーカーノードイメージに Linux Virtual Server 管理`ipvsadm`パッケージがインストールされていることを確認します。Amazon Linux 2023 などの Fedora ベースのイメージにこのパッケージをインストールするには、ワーカーノードインスタンスで次のコマンドを実行します。
```
sudo dnf install -y ipvsadm
```
Ubuntu などの Debian ベースのイメージでは、インストールコマンドは次のようになります。
```
sudo apt-get install ipvsadm
```
次に、上記の IPVS 設定オプションのカーネルモジュールをロードする必要があります。これらのモジュールは、再起動後も存続するように、 `/etc/modules-load.d/` ディレクトリ内のファイルに書き込むことをお勧めします。
```
sudo sh -c 'cat << EOF > /etc/modules-load.d/ipvs.conf
ip_vs
ip_vs_rr
ip_vs_wrr
ip_vs_lc
ip_vs_wlc
ip_vs_lblc
ip_vs_lblcr
ip_vs_sh
ip_vs_dh
ip_vs_sed
ip_vs_nq
nf_conntrack
EOF'
```
次のコマンドを実行して、既に実行されているマシンにこれらのモジュールをロードできます。
```
sudo modprobe ip_vs
sudo modprobe ip_vs_rr
sudo modprobe ip_vs_wrr
sudo modprobe ip_vs_lc
sudo modprobe ip_vs_wlc
sudo modprobe ip_vs_lblc
sudo modprobe ip_vs_lblcr
sudo modprobe ip_vs_sh
sudo modprobe ip_vs_dh
sudo modprobe ip_vs_sed
sudo modprobe ip_vs_nq
sudo modprobe nf_conntrack
```
**注記**
これらのワーカーノードステップは、ワーカーノードのブートストラッププロセスの一環として、[ユーザーデータスクリプト](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/user-data.html)を介して、またはカスタムワーカーノード AMI を構築するために実行されるビルドスクリプトで実行することを強くお勧めします。
次に、クラスターの `kube-proxy` DaemonSet を IPVS モードで実行するように設定します。これを行うには、 `kube-proxy``mode`を に設定`ipvs`し、 `ipvs scheduler`を上記のロードバランシングオプションのいずれかに設定します。例えば、ラウンドロビン`rr`の場合です。
**警告**
これは破壊的な変更であり、時間外に実行する必要があります。影響を最小限に抑えるために、最初の EKS クラスターの作成時にこれらの変更を行うことをお勧めします。
EKS アドオンを更新することで、AWS CLI コマンドを発行して IPVS `kube-proxy` を有効にできます。
```
aws eks update-addon --cluster-name $CLUSTER_NAME --addon-name kube-proxy \
--configuration-values '{"ipvs": {"scheduler": "rr"}, "mode": "ipvs"}' \
--resolve-conflicts OVERWRITE
```
または、クラスターの ConfigMap `kube-proxy-config` を変更することでこれを行うことができます。
```
kubectl -n kube-system edit cm kube-proxy-config
```
で `scheduler`設定を見つけ`ipvs`、`rr`Round Robin など、上記の ipvs ロードバランシングオプションの 1 つに値を設定します。デフォルト設定が である `mode`設定を見つけ`iptables`、値を に変更します`ipvs`。どちらのオプションの結果も、次の設定のようになります。
```
iptables:
masqueradeAll: false
masqueradeBit: 14
minSyncPeriod: 0s
syncPeriod: 30s
ipvs:
excludeCIDRs: null
minSyncPeriod: 0s
scheduler: "rr"
syncPeriod: 30s
kind: KubeProxyConfiguration
metricsBindAddress: 0.0.0.0:10249
mode: "ipvs"
nodePortAddresses: null
oomScoreAdj: -998
portRange: ""
udpIdleTimeout: 250ms
```
これらの変更を行う前にワーカーノードがクラスターに結合されている場合は、kube-proxy DaemonSet を再起動する必要があります。
```
kubectl -n kube-system rollout restart ds kube-proxy
```
### 検証
いずれかのワーカーノードで次のコマンドを発行することで、クラスターとワーカーノードが IPVS モードで実行されていることを検証できます。
```
sudo ipvsadm -L
```
少なくとも、 の Kubernetes API Server サービスのエントリ`10.100.0.1`と の CoreDNS サービスのエントリを示す、次のような結果が表示されます`10.100.0.10`。
```
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP ip-10-100-0-1.us-east-1. rr
-> ip-192-168-113-81.us-eas Masq 1 0 0
-> ip-192-168-162-166.us-ea Masq 1 1 0
TCP ip-10-100-0-10.us-east-1 rr
-> ip-192-168-104-215.us-ea Masq 1 0 0
-> ip-192-168-123-227.us-ea Masq 1 0 0
UDP ip-10-100-0-10.us-east-1 rr
-> ip-192-168-104-215.us-ea Masq 1 0 0
-> ip-192-168-123-227.us-ea Masq 1 0 0
```
**注記**
この出力例は、サービス IP アドレス範囲が の EKS クラスターから取得されます`10.100.0.0/16`。