使用kind搭建kubernetes
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使用kind搭建kubernetes
- kind架构
- 创建集群
- 将镜像加载到kind的node中
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配置kind集群
- 配置多节点
- 多控制面
- 指定Kubernetes的版本
- 将node的端口映射到主机
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ingress部署
- 创建集群
-
部署ingress控制器
- 测试ingress
- 总结:
- FAQ:
kind是一个非常方便的用于创建kubernetes测试集群的工具,可以使用kind创建的集群来对kubernetes进行测试。
kind架构
kind的架构如下,它将docker容器作为一个kubernetes的"node",并在该"node"中安装kubernetes组件。
虚拟机和kind的一个"node"之间的网络模型如下,多"node"之间的通信走bridge即可。
虚拟机到node容器使用了docker的bridge网络(见下面的kind网桥)
# docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
0912809efeab bridge bridge local
3b3ab0cdd358 host host local
198d0909f9cf kind bridge local
b0e304ef061c none null local
在kind的"node"内部则默认使用了ptp模型,该模型的通信机制比较简单,容器和"node"直接通过一对veth进行通信。
# cat /etc/cni/net.d/10-kindnet.conflist
{
"cniVersion": "0.3.1",
"name": "kindnet",
"plugins": [
{
"type": "ptp",
"ipMasq": false,
"ipam": {
"type": "host-local",
"dataDir": "/run/cni-ipam-state",
"routes": [
{
"dst": "0.0.0.0/0"
}
],
"ranges": [
[
{
"subnet": "10.244.0.0/24"
}
]
]
}
,
"mtu": 1500
},
{
"type": "portmap",
"capabilities": {
"portMappings": true
}
}
]
}
"node"内的路由如下:10.244.0.2~0.4的地址就是"node"中的容器的eth0网卡上的地址,通过位于"node"上的veth进行通信。但"node"中的容器并不都是使用ptp网络模型,如kubernetes的apiserver,scheduler和controller-manager就是用了host模式。
# ip route
default via 172.18.0.1 dev eth0
10.244.0.2 dev vethc85f5947 scope host
10.244.0.3 dev vetheb946a41 scope host
10.244.0.4 dev veth46c994ce scope host
172.18.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.18.0.2
创建集群
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安装kubectl
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安装kind命令:
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.9.0/kind-linux-amd64 chmod +x ./kind mv ./kind /${some-dir-in-your-PATH}/kind
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创建集群,默认的集群名称为
kind
,可以使用参数--name
指定创建的集群的名称,多集群情况下比较有用kind create cluster
也指定node镜像来创建集群,便于离线安装
kind create cluster --image kindest/node:latest
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与集群交互:
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获取集群名称,可以看到下面有两个集群
# kind get clusters kind kind-2
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切换集群。可以使用如下命令分别切换到集群
kind
和kind-2
# kubectl cluster-info --context kind-kind # kubectl cluster-info --context kind-kind-2
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删除集群,如使用如下命令可以删除集群
kind-2
kind delete cluster --name kind-2
将镜像加载到kind的node中
kind创建的kubernetes会使用它的node上的镜像,因此需要将将镜像加载到node中才能被kubernetes使用(当然在node中也是可以直接拉取公网镜像的),在无法拉取公网镜像的时候可以手动将镜像load到node上使用。例如,使用如下方式可以将nginx镜像加载到名为kind的集群中:
# kind load docker-image nginx --name kind
Image: "nginx" with ID "sha256:7e4d58f0e5f3b60077e9a5d96b4be1b974b5a484f54f9393000a99f3b6816e3d" not yet present on node "kind-control-plane", loading...
配置kind集群
可以在kind创建集群的时候使用配置文件进行自定义配置。例如可以使用--config指定配置文件来创建集群:
kind create cluster --config kind-example-config.yaml
配置多节点
上面部署的kubernetes中只有一个node,可以使用配置文件部署多个节点。下面使用官方提供的默认配置文件kind-config.yaml
来创建集群,该集群含3个work节点:
# this config file contains all config fields with comments
# NOTE: this is not a particularly useful config file
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
# patch the generated kubeadm config with some extra settings
kubeadmConfigPatches:
- |
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
evictionHard:
nodefs.available: "0%"
# patch it further using a JSON 6902 patch
kubeadmConfigPatchesJSON6902:
- group: kubeadm.k8s.io
version: v1beta2
kind: ClusterConfiguration
patch: |
- op: add
path: /apiServer/certSANs/-
value: my-hostname
# 1 control plane node and 3 workers
nodes:
# the control plane node config
- role: control-plane
# the three workers
- role: worker
- role: worker
- role: worker
创建上述集群:
# kind create cluster --name multi-node --cOnfig=kind-config.yaml
切换到该集群:
# kubectl cluster-info --context kind-multi-node
可以看到该集群下有1个控制面node,以及3个work node:
# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
multi-node-control-plane Ready master 7m57s v1.19.1
multi-node-worker Ready 7m21s v1.19.1
multi-node-worker2 Ready 7m21s v1.19.1
multi-node-worker3 Ready 7m21s v1.19.1
多控制面
一般一个生产使用的kubernetes都会使用多个控制面来保证高可用,使用kind config可以方便地创建多控制面的kubernetes集群。使用如下命令创建一个3控制面,3 work节点的集群:
# this config file contains all config fields with comments
# NOTE: this is not a particularly useful config file
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
# patch the generated kubeadm config with some extra settings
kubeadmConfigPatches:
- |
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
evictionHard:
nodefs.available: "0%"
# patch it further using a JSON 6902 patch
kubeadmConfigPatchesJSON6902:
- group: kubeadm.k8s.io
version: v1beta2
kind: ClusterConfiguration
patch: |
- op: add
path: /apiServer/certSANs/-
value: my-hostname
# 1 control plane node and 3 workers
nodes:
# the control plane node config
- role: control-plane
- role: control-plane
- role: control-plane
# the three workers
- role: worker
- role: worker
- role: worker
此时可以看到有3个控制面:
# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kind-control-plane Ready master 15m v1.19.1
kind-control-plane2 Ready master 14m v1.19.1
kind-control-plane3 Ready master 13m v1.19.1
kind-worker Ready 12m v1.19.1
kind-worker2 Ready 12m v1.19.1
kind-worker3 Ready 12m v1.19.1
指定Kubernetes的版本
可以通过指定node的镜像版本来修改kubernetes的版本。可以在官方release页面中中查找需要镜像tag,推荐tag带上sha,如
kindest/node:v1.19.1@sha256:98cf5288864662e37115e362b23e4369c8c4a408f99cbc06e58ac30ddc721600
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
image: kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55
- role: worker
image: kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55
将node的端口映射到主机
可以通过如下方式将node的端口映射到主机,将容器的80端口映射到host的80端口:
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
extraPortMappings:
- containerPort: 80
hostPort: 80
listenAddress: "0.0.0.0" # Optional, defaults to "0.0.0.0"
protocol: udp # Optional, defaults to tcp
kind对cluster
的更新(如启用IPv6,配置nodeport等)有一个弊端,就是只能通过重新创建集群来"更新"配置。目前官方不支持对控制面的更新操作,可以参见该issue。更多配置参见官方文档。
ingress部署
可以通过KIND的extraPortMapping配置选项来将流量从主机转发到node的ingress控制器上。
可以通过kubeadm的InitConfiguration
来设置自定义的node-labels
,用于ingress控制器的nodeSelector
。
创建集群
使用extraPortMappings
和node-labels
创建一个集群。
cat <
部署ingress控制器
kind支持的ingress控制器如下:
- Ambassador
- Contour
- Ingress NGINX
下面部署NGINX ingress。
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml
在部署ingree的过程中可能会遇到无法找到secret ingress-nginx-admission
的问题,出现该问题的原因可能是因为如下两个job无法正常启动造成的,参见该issue。如果是因为无法拉取外网镜像,可以先将deploy.yaml文件下载到本地,将镜像手动加载到本地主机上,然后使用上面提到的kind load docker-image
命令将镜像加载到node上即可。
测试ingress
创建如下资源:kubectl apply -f usage.yaml
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: foo-app
labels:
app: foo
spec:
containers:
- name: foo-app
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=foo"
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: foo-service
spec:
selector:
app: foo
ports:
# Default port used by the image
- port: 5678
---
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: bar-app
labels:
app: bar
spec:
containers:
- name: bar-app
image: hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
- "-text=bar"
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: bar-service
spec:
selector:
app: bar
ports:
# Default port used by the image
- port: 5678
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: example-ingress
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /foo
backend:
serviceName: foo-service
servicePort: 5678
- path: /bar
backend:
serviceName: bar-service
servicePort: 5678
---
在远端curl该主机所在上的foo和bar服务,可以看到网络是通的,此时走的是ingress通过kind配置extraPortMappings
暴露的nodeport 80端口。
C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/foo
foo
C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/bar
bar
总结:
kind是一个非常方便的kubernetes部署工具,可以快速地部署多个kubernetes集群。但也有一些实现上的瑕疵,比如,kind不支持对集群的升级,手动加载镜像的过程也比较麻烦,但总体使用上来看,瑕不掩瑜。
FAQ:
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在切换集群时出现
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?
,且使用如kubectl config use-context kind-kind
这样的命令也无法成功切换集群。可以在/root/.kube/config文件中查看支持的context名称(如下面使用的context为
kind-kind
),然后使用kubectl config use-context kind-kind
即可:apiVersion: v1 clusters: - cluster: certificate-authority-data: ... server: https://127.0.0.1:39923 name: kind-kind contexts: - context: cluster: kind-kind user: kind-kind name: kind-kind current-context: kind-kind kind: Config preferences: {} users: - name: kind-kind user: client-certificate-data: ...
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kind创建的apiservice默认地址是
127.0.0.1
,无法远程连接。可以使用如下方式,修改apiservice的地址和端口kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 networking: # WARNING: It is _strongly_ recommended that you keep this the default # (127.0.0.1) for security reasons. However it is possible to change this. apiServerAddress: "192.168.118.154" # By default the API server listens on a random open port. # You may choose a specific port but probably don\'t need to in most cases. # Using a random port makes it easier to spin up multiple clusters. apiServerPort: 6443
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如果kind无法连通,可以查看是否有其他docker network影响