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| 1 | +--- |
| 2 | +title: ServiceのClusterIPの割り当て |
| 3 | +content_type: concept |
| 4 | +weight: 120 |
| 5 | +--- |
| 6 | + |
| 7 | + |
| 8 | +<!-- overview --> |
| 9 | + |
| 10 | +Kubernetesでは、[Service](/ja/docs/concepts/services-networking/service/)はPodの集合上で実行しているアプリケーションを抽象的に公開する方法です。Serviceはクラスター内で仮想IPアドレス(type: ClusterIPのServiceを使用)を持つことができます。クライアントはその仮想IPアドレスを使用してServiceに接続することができます。そしてKubernetesは、そのServiceへのトラフィックを異なる背後のPod間で負荷分散します。 |
| 11 | + |
| 12 | +<!-- body --> |
| 13 | + |
| 14 | +## どのようにServiceのClusterIPが割り当てられるのか？ |
| 15 | + |
| 16 | +KubernetesがServiceに仮想IPアドレスを割り当てる必要がある場合、2つの方法の内どちらかの方法で行われます: |
| 17 | + |
| 18 | +_動的割り当て_ |
| 19 | +: クラスターのコントロールプレーンは自動的に`type: ClusterIP`のServiceのために設定されたIP範囲の中から未割り当てのIPアドレスを選びます。 |
| 20 | + |
| 21 | +_静的割り当て_ |
| 22 | +: Serviceのために設定されたIP範囲の中から自身でIPアドレスを選びます。 |
| 23 | + |
| 24 | +クラスター全体を通して、Serviceの`ClusterIP`はユニークでなければいけません。割り当て済みの`ClusterIP`を使用してServiceを作成しようとするとエラーが返ってきます。 |
| 25 | + |
| 26 | +## なぜServiceのClusterIPを予約する必要があるのか？ |
| 27 | + |
| 28 | +時には、クラスター内の他のコンポーネントやユーザーが利用できるように、Serviceをよく知られたIPアドレスで実行したい場合があります。 |
| 29 | + |
| 30 | +その最たる例がクラスターのDNS Serviceです。慣習として、一部のKubernetesインストーラーはServiceのIP範囲の10番目のIPアドレスをDNS Serviceに割り当てます。ServiceのIP範囲を10.96.0.0/16とするクラスターを構成し、DNS ServiceのIPを10.96.0.10にするとします。この場合、下記のようなServiceを作成する必要があります。 |
| 31 | + |
| 32 | +```yaml |
| 33 | +apiVersion: v1 |
| 34 | +kind: Service |
| 35 | +metadata: |
| 36 | + labels: |
| 37 | + k8s-app: kube-dns |
| 38 | + kubernetes.io/cluster-service: "true" |
| 39 | + kubernetes.io/name: CoreDNS |
| 40 | + name: kube-dns |
| 41 | + namespace: kube-system |
| 42 | +spec: |
| 43 | + clusterIP: 10.96.0.10 |
| 44 | + ports: |
| 45 | + - name: dns |
| 46 | + port: 53 |
| 47 | + protocol: UDP |
| 48 | + targetPort: 53 |
| 49 | + - name: dns-tcp |
| 50 | + port: 53 |
| 51 | + protocol: TCP |
| 52 | + targetPort: 53 |
| 53 | + selector: |
| 54 | + k8s-app: kube-dns |
| 55 | + type: ClusterIP |
| 56 | +``` |
| 57 | +
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| 58 | +しかし、前述したように10.96.0.10のIPアドレスは予約されていません。他のServiceが動的割り当てよりも前に、または同時に作成された場合、このIPアドレスがそのServiceに割り当てられる可能性があります。その場合、競合エラーで失敗しDNS Serviceを作成することができません。 |
| 59 | +
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| 60 | +## どのようにServiceのClusterIPの競合を回避するのか？ {#avoid-ClusterIP-conflict} |
| 61 | +
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| 62 | +Kubernetesで実装されているServiceへのClusterIPの割り当て戦略は、衝突リスクを軽減します。 |
| 63 | +
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| 64 | +`ClusterIP`の範囲は、`min(max(16, cidrSize / 16), 256)`という式に基づいて分割されます。_最小で16、最大でも256で、その範囲内で段階的に変化する_ ように表されます。 |
| 65 | + |
| 66 | +動的IP割り当てはデフォルトで上位の帯域を使用し、それが使い切られると下位の範囲を使用します。これにより、ユーザーは下位の帯域を使用して静的な割り当てを行うことができ、衝突のリスクを抑えることができます。 |
| 67 | + |
| 68 | + |
| 69 | +## 例 {#allocation-examples} |
| 70 | + |
| 71 | +### 例1 {#allocation-example-1} |
| 72 | + |
| 73 | +この例ではServiceのIPアドレスとして、10.96.0.0/24(CIDR表記法)のIPアドレスの範囲を使用します。 |
| 74 | + |
| 75 | +範囲の大きさ: 2<sup>8</sup> - 2 = 254 |
| 76 | +帯域のオフセット(開始位置): `min(max(16, 256/16), 256)` = `min(16, 256)` = 16 |
| 77 | +静的割り当ての帯域の開始: 10.96.0.1 |
| 78 | +静的割り当ての帯域の終了: 10.96.0.16 |
| 79 | +範囲の終了: 10.96.0.254 |
| 80 | + |
| 81 | +{{< mermaid >}} |
| 82 | +pie showData |
| 83 | + title 10.96.0.0/24 |
| 84 | + "静的割り当て" : 16 |
| 85 | + "動的割り当て" : 238 |
| 86 | +{{< /mermaid >}} |
| 87 | + |
| 88 | +### 例2 {#allocation-example-2} |
| 89 | + |
| 90 | +この例では、ServiceのIPアドレスとして、10.96.0.0/20(CIDR表記法)のIPアドレスの範囲を使用します。 |
| 91 | + |
| 92 | +範囲の大きさ: 2<sup>12</sup> - 2 = 4094 |
| 93 | +帯域のオフセット(開始位置): `min(max(16, 4096/16), 256)` = `min(256, 256)` = 256 |
| 94 | +静的割り当ての帯域の開始: 10.96.0.1 |
| 95 | +静的割り当ての帯域の終了: 10.96.1.0 |
| 96 | +範囲の終了: 10.96.15.254 |
| 97 | + |
| 98 | +{{< mermaid >}} |
| 99 | +pie showData |
| 100 | + title 10.96.0.0/20 |
| 101 | + "静的割り当て" : 256 |
| 102 | + "動的割り当て" : 3838 |
| 103 | +{{< /mermaid >}} |
| 104 | + |
| 105 | +### 例3 {#allocation-example-3} |
| 106 | + |
| 107 | +この例ではServiceのIPアドレスとして、10.96.0.0/16(CIDR表記法)のIPアドレスの範囲を使用します。 |
| 108 | + |
| 109 | +範囲の大きさ: 2<sup>16</sup> - 2 = 65534 |
| 110 | +帯域のオフセット(開始位置): `min(max(16, 65536/16), 256)` = `min(4096, 256)` = 256 |
| 111 | +静的割り当ての帯域の開始: 10.96.0.1 |
| 112 | +静的割り当ての帯域の終了: 10.96.1.0 |
| 113 | +範囲の終了: 10.96.255.254 |
| 114 | + |
| 115 | +{{< mermaid >}} |
| 116 | +pie showData |
| 117 | + title 10.96.0.0/16 |
| 118 | + "静的割り当て" : 256 |
| 119 | + "動的割り当て" : 65278 |
| 120 | +{{< /mermaid >}} |
| 121 | + |
| 122 | +## {{% heading "whatsnext" %}} |
| 123 | + |
| 124 | +* [Serviceの外部トラフィックのポリシー](/docs/tasks/access-application-cluster/create-external-load-balancer/#preserving-the-client-source-ip)を参照してください。 |
| 125 | +* [アプリケーションをServiceに接続する](/ja/docs/tutorials/services/connect-applications-service/)を参照してください。 |
| 126 | +* [Service](/ja/docs/concepts/services-networking/service/)を参照してください。 |
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