Kubernetes: 仮想クラスターでコストを節約

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[51CTO.com クイック翻訳] Kubernetes を複数のクラスターで実行したことがある人なら誰でも、コストがすぐに膨らむ可能性があることを知っています。クラスターの作成方法に関係なく、クラスターを追加するたびにコストが増加します。明らかなコストの 1 つはコントロール プレーンですが、クラスターごとに必要な追加の API サーバーなど、常に他のコストも発生します。これらのサーバー自体はリソースを使用しませんが、既存のリソース プールからリソースを消費します。あるいは、アプリケーション間で 1 つのシステムを共有するのではなく、クラスターごとに個別の負荷分散システムを使用する必要がある場合もあります。

この記事では、このトピックをさらに詳しく説明し、仮想クラスターを使用することで複数のクラスターの追加コストを削減または排除する方法について説明します。

仮想クラスターとは何ですか?

つまり、Kubernetes に対する仮想クラスターは、ベアメタル ホストに対する仮想マシンと同じようなものです。クラスター内で、新しい仮想クラスターを作成できます。仮想マシンと同様に、直接ホストで利用できるすべての機能を利用できますが、いくつかの制限があります。

制限事項について詳しく説明する前に、まず仮想クラスターとは何か、どのように機能するかを見てみましょう。まず、仮想クラスターを使用する理由を理解する必要があります。組織によって異なりますが、共通の理由がいくつかあります。

仮想クラスターを使用する大きな理由は、すでに複数の小さなクラスターを実行している場合です。多くの組織は、開発者エクスペリエンスを向上させるためにクラスターを使用しています。多くの企業は、Kubernetes を開発者に対してブラック ボックスとして閉じ込めるのではなく、開発者が Kubernetes を直接利用できるようにしています。これにより、開発者のテクノロジに対する理解が深まり、アプリケーションがどのように実行されるかを正確に把握できるため、開発の速度が向上します。

開発に関しては、クラスターは開発者のマシンと同じくらい個人的なものになります。同僚が何に取り組んでいるか、何をテストしているかはわかりません。同僚の作業が自分に影響を与えないように注意してください。これは、多数の小さなクラスターを使用する典型的な例ですが、優れた開発者エクスペリエンスには高いコストがかかる可能性があることを示す例でもあります。

仮想クラスターは、以下に詳しく説明するように、優れた開発者エクスペリエンスと高速性を維持しながらコストを低く抑える方法です。なぜそれが必要なのかを理解したところで、次はそれがどのように機能するかを理解しましょう。以下では、人気のツール vcluster が仮想クラスタリングを実装する方法を示します。

図1

図の下部を見ると、ホスト クラスターが表示されます。これは、EKS、GKE、AKS、または Kubernetes を実行するその他の場所で実行されるクラスターです。これは標準のクラスターです。これに加えて、kube-system 名前空間があります。繰り返しますが、これは完全に標準的なものであり、これまでのところ仮想的なものは何もありません。 1 つ上に移動して ns-1 および ns-2 名前空間を表示すると、仮想部分が表示されます。これらは kube-system 名前空間にあります。

仮想クラスターを作成するときは、既存の名前空間を使用することも、新しい名前空間を作成することもできます。通常、新しい名前空間を作成します。この名前空間には複数のポッドが含まれます。これらのポッドには、接続できる「新しい」クラスターが含まれます。この「新しい」クラスターには独自の API サーバーが存在するため、自分のクラスターであるかのように操作できます。

仮想クラスターを使用する場合は、vcluster connect コマンドを実行するだけで、2 つの結果が得られます。仮想クラスター内の API サーバーのポートへのポート転送を開始し、kubeconfig.yaml ファイルを作成します。これを kubectl と組み合わせて使用​​すると、仮想化されたクラスターでコマンドを実行できます。 (この記事の後半で、vcluster を自分でセットアップする方法に関するクイック スタート ガイドを紹介しますので、今は心配する必要はありません。)

仮想クラスターの詳細については、こちらをご覧ください。

コスト削減

仮想クラスターの使用によるコスト削減は、コスト削減のみに焦点を当てたものではなく、主に仮想クラスターが提供するよく考えられた機能など、さまざまな要因によって実現されます。

まず、コントロール プレーンのコストを節約できます。節約額は実行するクラスターの数によって異なります。 GKE で実行すると、置き換えられるクラスターごとに月額 73 ドルを節約できます。これに加えて、以前は別々だったが共有されるようになったリソースからコストを節約できます。クラスターごとに料金を支払う代わりに、負荷分散システムなどを共有できるようになりました。

2 番目のコスト削減のメリットは、Kubernetes クラスターを動的にスケーリングできることです。 Kubernetes の自動スケーリングは決して新しい機能ではありません。実際、これは Kubernetes を使用する最大のセールスポイントの 1 つです。ただし、実際に使用されるクラスターの数を自動的にスケーリングすることは、Kubernetes のネイティブ機能ではありません。仮想クラスターに関しては、数秒でクラスターを起動および非アクティブ化できるため、開発者はいつでも必要に応じて複数のクラスターを持つことも、クラスターを持たないことも可能です。

使用されていないクラスターをシャットダウンしてコストを節約することは効果的ですが、管理が困難になることもあります。開発者が自宅にいるときにシャットダウンし、翌日オフィスに戻ったときに有効にするなど、動的な意図がある場合は、さらに困難になります。これにはいくつか問題があります。まず、それは迷惑になる可能性があります。第二に、開発者が未使用のクラスターをシャットダウンするのを忘れることがあるのは間違いありません。開発者はソフトウェアのバグに気を取られたり、家に帰って日常業務のこのステップを忘れたりすることがあります。

しかし、この原則を効果的に使用できないということではありません。 Loft のスリープ モードを使用すると、一定時間操作が行われなかった後にクラスターが自動的にスリープ状態になるように設定できます。開発者は通常、週に 40 時間働いていることを考慮すると、Kubernetes の支出を最大 76% 節約できる可能性があります。

仮想クラスターの仕組みとその利点について詳しく知りたい場合は、vcluster の公式 Web サイトをご覧ください。

仮想クラスターの作成

仮想クラスターが合理的であることが分かりました。どこから始めましょうか?始めるための簡単なガイドはこちらです。より詳細な手順が必要な場合は、公式ドキュメントを確認してください。しかし実際には、vcluster の作成はここで説明するほど簡単です。

まず最初に、vcluster CLI をダウンロードします。

 $ curl -s -L "https://github.com/loft-sh/vcluster/releases/latest" | \
 sed -nE 's!.*"([^"]*vcluster-linux-amd64)".*!https://github.com\1!p' | \
 xargs -n 1 curl -L -o vcluster && chmod +x vcluster && \
 sudo mv vcluster /usr/ローカル/bin

CLIをインストールしたら、vcluster createを使用できます。 -n仮想クラスターを作成するための構文は次のとおりです。

 $ vcluster create vcluster-1 -n ホスト名空間-1

これで独自の仮想クラスターが作成され、vcluster connect vcluster-1 -n host-namespace-1 を実行してそのクラスターに接続できるようになりました。開始するために追加の作業は必要ありません。新しく作成したクラスターをすぐに使用できます。

結論

これで、仮想クラスターとは何か、vcluster を使用して仮想クラスターを実装する方法、仮想クラスターがコスト削減にどのように役立つかを理解できました。すべての小さなクラスターを 1 つの大きな「マスター」クラスターに統合することで、各コントロール プレーンのコストを節約できます。さらに、より多くのリソースが分散されるのではなく、全体的に共有されるようになったため、コストがさらに削減されます。

上記を Loft のスリープ モードと組み合わせると、現在の Kubernetes コストの 3 分の 2 以上を節約できる可能性があります。

原題: Kubernetes: 仮想クラスターによるコスト削減、著者: Kasper Siig

[51CTOによる翻訳。パートナーサイトに転載する場合は、元の翻訳者と出典を51CTO.comとして明記してください。