OpenShift 仮想化の導入計画

仮想プライベートクラウド 4.17 その後 ベアメタルワーカーノードのみ RHCOSのみ

Red Hat OpenShift on IBM Cloud に OpenShift Virtualization を導入する前に、前提条件を確認し、クラスタ構成、ストレージソリュー ション、およびネットワーキングのセットアップを計画します。

OpenShift 仮想化サービスは、ストレージ、ネットワーク、オペレーターの自動設定により、数時間ではなく数分で利用開始できる最速の選択肢です。

前提条件

OpenShift Virtualizationを導入するには、適切なIAM権限を持つ IBM Cloud アカウントが必要です。 具体的には、 Kubernetes Service には「 Operator 」ロールが必要であり、VPC Infrastructure Servicesには「 Editor 」または 「Administrator」 ロールのいずれかが必要です。

VPC インフラストラクチャには、希望するゾーンにサブネットを持つ VPC と、ベアメタルワーカーノード用に十分なクォータが含まれている必要があります。 OpenShift クラスターは、バージョン 4.17 以降であり、RHCOSを搭載したVPCベアメタルワーカー上で実行されている必要があります。 クラスターではOVN- Kubernetes CNIを使用する必要があり、アウトバウンドトラフィックの保護は無効にする必要があります。

クラスタ構成の計画

ベアメタルフレーバーの選択

ワークロード要件に基づいてベアメタルフレーバーを選択します。 サポートされるフレーバーの完全なリストについては、 ベアメタルのフレーバーを 参照のこと。

OpenShift Data Foundation (ODF) を使用する場合は、名前に「 d 」という接尾辞が付く、または「 3d 」という名称のベアメタル・フレーバーを選択してください。これらは NVMe ローカル・ストレージを含んでいます。 ODFは最適なパフォーマンスを得るためにローカルディスクを必要とする。 VPC（ File Storage ）については、サポートされているベアメタル・フレーバーであればどれでも使用できますが、全体的なパフォーマンス向上のため、ローカルストレージを備えたフレーバーの使用が推奨されます。

ベアメタル環境のタイプをワークロードの種類に合わせて選択してください。 高性能なワークロードには、ローカルストレージとODFを備えたベアメタル・フレーバーを選択してください。 メモリ集約型のワークロードは、 mx シリーズのベアメタルインスタンスで最高のパフォーマンスを発揮しますが、演算集約型のワークロードには、 cx シリーズのインスタンスが適しています。 ワークロードのバランスを考慮する場合は、 bx シリーズのベアメタルプランを選択してください。 コストの最適化を最優先とする場合は、VPC（ File Storage ）のより小規模なベアメタル・フレーバーをご検討ください。

ワーカープールアーキテクチャ

コスト最適化のためには、 VM のワークロード用にベアメタルプール、インフラストラクチャコンポーネント用にVSIプールを組み合わせた2プール構成を検討してください。 あるいは、すべてのコンポーネントをベアメタルノード上で実行するシングルプール構成を採用することも可能です。 この方法はより単純ですが、コストが高くなります。

仮想化ワークロードには、シングルゾーン展開が推奨されます。これは、 VM ワークロードのストレージレイテンシを最小限に抑え、VNIの設定を簡素化（VNIはゾーン固有であるため）、およびゾーン間のストレージレプリケーションにかかるオーバーヘッドを削減できるためです。 マルチゾーン展開により、より高い可用性が確保されます。また、ODFではHAを実現するために3つ以上のゾーンが必要です。 ただし、ゾーン間のストレージレプリケーションは VM のパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、VNIを使用する場合はゾーン間の VM の移行は避けるべきです。

収納ソリューションの計画

OpenShift 仮想化には、 ReadWriteMany （RWX）アクセスモードをサポートするストレージが必要である。 ワークロード要件に基づいてストレージ・ソリューションを選択します。

保管決定マトリックス

ストレージ・ソリューションの比較
ユース・ケース OpenShift Data Foundation VPC File Storage
高可用性（マルチゾーン） 推奨 推奨されない
高負荷の読み書き 推奨 高IOPSクラスであれば可能です
読み書きが少ない、または非生産的 コスト高 推奨
スナップショットとクローンのサポート サポート対象 サポートされていません
ライブ・マイグレーション サポート対象 サポート対象
コスト 上限 下限

ストレージ・オプション

OpenShift データ基盤（ODF）
ODFは、高いI/O要件が求められる本番環境や、スナップショットやクローン機能が必要な場合に最適です。 ODFでは、ローカルのNVMeストレージを備えたベアメタル環境、少なくとも3ノード、および高可用性を確保するための3つ以上のゾーンが必要です。 詳しくは、ODF についてを参照してください。
VPC File Storage
VPCファイルストレージは、開発環境、コスト重視の導入、およびI/O要件が低～中程度のワークロードに最適です。 VPC File Storage では、どのベアメタル環境でも利用可能です。また、VPC File CSI ドライバーが必要です。 なお、VPCの File Storage では、スナップショットやクローン作成はサポートされていません。 最高のパフォーマンスを得るには、 ibmc-vpc-file-1000-iops または ibmc-vpc-file-6000-iops のストレージクラスを使用してください。 詳細については、「 VPC File Storage プロファイル 」を参照してください。

ネットワーク設定の計画

ネットワーキング・オプション

OpenShift 4.17 また、後ほど、デフォルトのPodネットワーク、サービス、ルート、およびVPCロードバランサーを利用する基本的なネットワーク機能もサポートされます。 より高度なネットワーク機能を利用するため、 OpenShift （ 4.20 以降）では、仮想ネットワークインターフェース（VNI）がサポートされています。これにより、VPCへの直接接続、 フローティングIP、および移行時のネットワーク設定の維持が可能になります。 VNIには、NMStateオペレーター、OVSブリッジ、UDN、およびOVN- Kubernetes CNIが必要です。 VNIはゾーンごとに異なる点にご注意ください。 VNI機能は、 OpenShift で一般提供されています。 4.20

VNI機能は一般的に利用できる。 ごく一部のアカウントについては、依然として利用が制限されている可能性があります。アクセスが必要な場合は、 IBM Cloud のサポートまでご連絡ください。

NMStateオペレータのインストールとVNIの設定については、 OpenShift Virtualizationの仮想ネットワーク・インターフェイスの 管理を参照してください。

Node プレースメント

コスト最適化のため、ノードセレクタやテインツおよびトレラランスを使用して、 KubeVirt オペレーター、CDI、コントローラーなどのインフラストラクチャコンポーネントをVSIノードにデプロイしてください。 最高のパフォーマンスを得るために、ベアメタルノードに VM のワークロードをデプロイし、ノードセレクタを使用してベアメタルノードをターゲットにします。

効果的な配置戦略としては、 baremetal-pool と vsi-pool のワーカープールを作成し、ノードに適切なラベルを付けることが挙げられます。 ベアメタルノードには「 node-role.kubernetes.io/worker-vm=true 」というラベルを、VSIノードには「 node-role.kubernetes.io/infra=true 」というラベルを付けます。 最後に、この分離を確実に実施するために、ノード配置ルールを設定した HyperConverged コントロール・リソース（CR）を構成します。

サイジングと最適化

クラスタの最小構成には、単一のゾーン内に3つのベアメタルノードが必要です。 本番環境への導入においては、3台以上のベアメタルノードに加え、インフラストラクチャ用に追加のVSIノードを配置したシングルゾーン構成が推奨されます。 高可用性が必要な場合は、3つのゾーンにまたがり、ゾーンごとに3台以上のベアメタルノードを展開するとともに、インフラストラクチャ用に追加のVSIノードを導入してください。

VM のリソースを計画する際は、システムのオーバーヘッドを考慮して、ノードあたり約10個の vCPU と32 GBのRAMを確保してください。 たとえば、96ノードの vCPU は、VM向けに約86 vCPU を提供します。

コストを最適化するには、本番環境以外ではVPC（ File Storage ）を利用し、インフラストラクチャコンポーネントをVSI（仮想ストレージインスタンス）にデプロイし、 VM リソースを適切なサイズに調整し、適切なストレージIOPSクラスを選択し、長期利用の場合はリザーブド容量の利用を検討してください。 詳細については、「 クラスタのコストについて 」を参照してください。

セキュリティ対策として、セキュリティグループとネットワークポリシーを使用してトラフィックを制御し、保存データの保護のためにストレージ暗号化を有効にし、 VM の管理にはRBACを設定してアクセスを制御し、認証情報や証明書などの機密データには Secrets Manager を使用してください。

次のステップ

配備を計画した後

  1. OpenShift 仮想化用ストレージのセットアップ
  2. OpenShift Virtualization Operator をインストールします （ OpenShift Virtualization Service では不要です。オペレーターはあらかじめインストールされています）
  3. 仮想ネットワークインターフェースの設定（オプション） （Virtualization Service を使用する場合は、NMState オペレータのインストールおよび NNCP リソースの作成手順をスキップしてください）