Как создать кластер Kubernetes с помощью Kubeadm в Ubuntu 20.04

Введение

Kubernetes — это система оркестрации контейнеров, которая управляет контейнерами в любом масштабе. Первоначально разработанный Google на основе опыта использования контейнеров в производстве, Kubernetes имеет открытый исходный код и активно развивается сообществом по всему миру.

Kubeadm автоматизирует установку и настройку компонентов Kubernetes, таких как сервер API, диспетчер контроллеров и Kube DNS. Однако он не создает пользователей и не управляет установкой зависимостей уровня операционной системы и их конфигурацией. Для этих предварительных задач можно использовать инструмент управления конфигурацией, такой как Ansible или SaltStack. Использование этих инструментов значительно упрощает создание дополнительных кластеров или воссоздание существующих кластеров и снижает вероятность ошибок.

В этом руководстве вы настроите кластер Kubernetes с нуля с помощью Ansible и Kubeadm, а затем развернете в нем контейнерное приложение Nginx. Если вы ищете управляемую службу хостинга Kubernetes, воспользуйтесь нашей простой управляемой службой Kubernetes, созданной для роста.

Цели

Ваш кластер будет включать в себя следующие физические ресурсы:

• One Control Plane node

Узел плоскости управления (узел в Kubernetes — это сервер) отвечает за управление состоянием кластера. Он запускает Etcd, который хранит данные кластера среди компонентов, которые планируют рабочие нагрузки на рабочие узлы.

• Two worker nodes

Рабочие узлы — это серверы, на которых будут выполняться ваши рабочие нагрузки (т. е. контейнерные приложения и службы). Работник продолжит выполнять вашу рабочую нагрузку после того, как ему ее назначат, даже если плоскость управления отключится после завершения планирования. Емкость кластера можно увеличить за счет добавления рабочих процессов.

После выполнения этого руководства у вас будет кластер, готовый к запуску контейнерных приложений, при условии, что серверы в кластере имеют достаточные ресурсы ЦП и ОЗУ для использования вашими приложениями. Практически любое традиционное приложение Unix, включая веб-приложения, базы данных, демоны и инструменты командной строки, можно поместить в контейнер и запустить в кластере. Сам кластер будет потреблять около 300-500 МБ памяти и 10% ЦП на каждом узле.

После настройки кластера вы развернете на нем веб-сервер Nginx, чтобы убедиться, что он правильно выполняет рабочие нагрузки.

Предварительные условия

• Пара ключей SSH на вашем локальном компьютере с Linux/macOS/BSD. Если вы раньше не использовали ключи SSH, вы можете узнать, как их настроить, следуя этому объяснению того, как настроить ключи SSH на вашем локальном компьютере.

• Три сервера под управлением Ubuntu 20.04, минимум 2 ГБ ОЗУ и 2 виртуальных ЦП каждый. У вас должна быть возможность подключаться по SSH к каждому серверу в качестве пользователя root с вашей парой ключей SSH.

• Ansible установлен на вашем локальном компьютере. Если вы используете Ubuntu 20.04 в качестве ОС, следуйте разделу «Шаг 1 — Установка Ansible» в разделе «Как установить и настроить Ansible в Ubuntu 20.04», чтобы установить Ansible. Инструкции по установке на других платформах, таких как macOS или Rocky Linux, можно найти в официальной документации по установке Ansible.

• Знакомство с плейбуками Ansible. Для обзора ознакомьтесь с Управлением конфигурациями 101: Написание сборников сценариев Ansible.

• Знание того, как запустить контейнер из образа Docker. Если вам нужно освежить знания, посмотрите «Шаг 5 — Запуск Docker-контейнера» в разделе «Как установить и использовать Docker в Ubuntu 20.04».

Шаг 1 — Настройка каталога рабочей области и файла инвентаризации Ansible

В этом разделе вы создадите каталог на своем локальном компьютере, который будет служить вашим рабочим пространством. Вы настроите Ansible локально, чтобы он мог взаимодействовать и выполнять команды на ваших удаленных серверах. Как только это будет сделано, вы создадите файл hosts , содержащий инвентарную информацию, такую как IP-адреса ваших серверов и группы, к которым принадлежит каждый сервер.

Из трех ваших серверов один будет плоскостью управления с IP-адресом, отображаемым как control_plane_ip . Два других сервера будут рабочими и будут иметь IP-адреса worker_1_ip и worker_2_ip .

Создайте каталог с именем ~/kube-cluster в домашнем каталоге вашего локального компьютера и cd в него:

 mkdir ~/kube-кластер
 компакт-диск ~/kube-кластер

 нано ~/kube-cluster/hosts

 [ control_plane ] control1 ansible_host= control_plane_ip ansible_user=root [ рабочие ] работник1 ansible_host= работник_1_ip ansible_user=корневой работник2 ansible_host= работник_2_ip ansible_user=root [ все : vars ] ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

 нано ~/kube-cluster/initial.yml

 --- - hosts : all become : yes tasks : - name : create the 'ubuntu' user user : name=ubuntu append=yes state=present createhome=yes shell=/bin/bash - name : allow 'ubuntu' to have passwordless sudo lineinfile : dest : /etc/sudoers line : 'ubuntu ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL' validate : 'visudo -cf %s' - name : set up authorized keys for the ubuntu user authorized_key : user=ubuntu key=" { { item } } " with_file : - ~/.ssh/id_rsa.pub

 ansible-playbook -i хосты ~/kube-cluster/initial.yml

 Выход
 ИГРАТЬ [все] **** ЗАДАЧА [Сбор фактов] **** ок: [control1] ок: [worker1] ок: [worker2] ЗАДАЧА [создать пользователя 'ubuntu'] **** изменено: [control1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] TASK [разрешить пользователю 'ubuntu' использовать sudo без пароля] **** изменено: [control1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] TASK [установить авторизованные ключи для ubuntu user] **** изменено: [worker1] => (item=ssh-rsa AAAAB3...) изменено: [worker2] => (item=ssh-rsa AAAAB3...) изменено: [control1] => ( item=ssh-rsa AAAAB3...) PLAY RECAP **** control1 : ok=4 изменено=3 недостижимо=0 не удалось=0 worker1 : ok=4 изменено=3 недоступно=0 не удалось=0 worker2 : ok=4 изменено =3 недоступен=0 не удалось=0

 nano ~/kube-cluster/kube-dependents.yml

 --- - hosts : all become : yes tasks : - name : create Docker config directory file : path=/etc/docker state=directory - name : changing Docker to systemd driver copy : dest : "/etc/docker/daemon.json" content : | { "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"] } - name : install Docker apt : name : docker.io state : present update_cache : true - name : install APT Transport HTTPS apt : name : apt - transport - https state : present - name : add Kubernetes apt - key apt_key : url : https : //packages.cloud.google.com/apt/doc/apt - key.gpg state : present - name : add Kubernetes' APT repository apt_repository : repo : deb http : //apt.kubernetes.io/ kubernetes - xenial main state : present filename : 'kubernetes' - name : install kubelet apt : name : kubelet=1.22.4 - 00 state : present update_cache : true - name : install kubeadm apt : name : kubeadm=1.22.4 - 00 state : present - hosts : control_plane become : yes tasks : - name : install kubectl apt : name : kubectl=1.22.4 - 00 state : present force : yes

 ansible-playbook -i хосты ~/kube-cluster/kube-dependents.yml

 Выход
 ИГРАТЬ [все] **** ЗАДАЧА [Сбор фактов] **** ок: [рабочий1] ок: [рабочий2] ок: [контроль1] ЗАДАЧА [создать каталог конфигурации Docker] **** изменено: [контроль1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] ЗАДАЧА [изменение Docker на драйвер systemd] **** изменено: [control1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] ЗАДАЧА [установить Docker] **** изменено: [control1] изменено : [worker1] изменено: [worker2] ЗАДАЧА [установить APT Transport HTTPS] ***** ок: [control1] ок: [worker1] изменено: [worker2] ЗАДАЧА [добавить ключ Kubernetes apt] ***** изменено : [control1] изменен: [worker1] изменен: [worker2] TASK [добавить APT-репозиторий Kubernetes] ***** изменен: [control1] изменен: [worker1] изменен: [worker2] TASK [install kubelet] *** ** изменено: [control1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] TASK [install kubeadm] ***** изменено: [control1] изменено: [worker1] изменено: [worker2] PLAY [control1] **** * ЗАДАЧА [Сбор фактов] ***** ок: [control1] ЗАДАЧА [install kubectl] ****** изменено: [control1] PLAY RECAP **** control1 : ok=11 изменено=9 недоступно=0 не удалось =0 рабочий1: ок=9 изменено=8 недостижимо=0 сбой=0 рабочий2 : ок=9 изменено=8 недостижимо=0 сбой=0

 нано ~/kube-cluster/control-plane.yml

 --- - hosts : control_plane become : yes tasks : - name : initialize the cluster shell : kubeadm init - - pod - network - cidr=10.244.0.0/16 > > cluster_initialized.txt args : chdir : $HOME creates : cluster_initialized.txt - name : create .kube directory become : yes become_user : ubuntu file : path : $HOME/.kube state : directory mode : 0755 - name : copy admin.conf to user's kube config copy : src : /etc/kubernetes/admin.conf dest : /home/ubuntu/.kube/config remote_src : yes owner : ubuntu - name : install Pod network become : yes become_user : ubuntu shell : kubectl apply - f https : //raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube - flannel.yml > > pod_network_setup.txt args : chdir : $HOME creates : pod_network_setup.txt

 ansible-playbook -i хосты ~/kube-cluster/control-plane.yml

 Выход
 ИГРА [управление1] **** ЗАДАЧА [Сбор фактов] **** ок: [управление1] ЗАДАЧА [инициализировать кластер] **** изменено: [управление1] ЗАДАЧА [создать каталог .kube] **** изменено: [control1] ЗАДАЧА [копировать admin.conf в конфигурацию kube пользователя] ***** изменено: [control1] ЗАДАЧА [установить сеть Pod] ***** изменено: [control1] PLAY RECAP **** control1 : ok= 5 изменено=4 недостижимо=0 не удалось=0

 ssh убунту@ control_plane_ip

 kubectl получить узлы

 Выход
 ИМЯ СТАТУС РОЛИ ВОЗРАСТ ВЕРСИЯ control1 Готовая плоскость управления,master 51s v1.22.4

 нано ~/kube-cluster/workers.yml

 --- - hosts : control_plane become : yes gather_facts : false tasks : - name : get join command shell : kubeadm token create - - print - join - command register : join_command_raw - name : set join command set_fact : join_command : "{{ join_command_raw.stdout_lines[0] }}" - hosts : workers become : yes tasks : - name : join cluster shell : "{{ hostvars['control1'].join_command }} >> node_joined.txt" args : chdir : $HOME creates : node_joined.txt

 ansible-playbook -i хосты ~/kube-cluster/workers.yml

 Выход
 PLAY [control1] **** TASK [получить команду соединения] **** изменено: [control1] TASK [установить команду соединения] ***** ок: [control1] PLAY [рабочие] ***** TASK [ Сбор фактов] ***** ок: [рабочий1] ок: [рабочий2] ЗАДАЧА [присоединиться к кластеру] ***** изменено: [рабочий1] изменено: [рабочий2] ИГРАТЬ РЕЗЮМЕ ***** контроль1 : ок=2 изменено=1 недоступно=0 сбой=0 рабочий1: ок=2 изменено=1 недоступно=0 сбой=0 рабочий2 : ок=2 изменено=1 недостижимо=0 сбой=0

 ssh убунту@ control_plane_ip

 kubectl получить узлы

 Выход
 ИМЯ СТАТУС РОЛЬ ВОЗРАСТ ВЕРСИЯ контроль1 Готов плоскость управления,главный 3м21с v1.22.0 рабочий1 Готов <нет> 32 с v1.22.0 рабочий2 Готов <нет> 32 с v1.22.0

 kubectl создать развертывание nginx --изображение = nginx

 kubectl выставляет развертывание nginx --порт 80 --target-порт 80 --type НодПорт

 kubectl получить сервисы

 Выход
 ИМЯ ТИП CLUSTER-IP ВНЕШНИЙ IP-ПОРТЫ ВОЗРАСТ kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <нет> 443/TCP 1d nginx NodePort 10.109.228.209 <нет> 80: nginx_port /TCP 40 м

 служба удаления kubectl nginx

 kubectl получить сервисы

 Выход
 ИМЯ ТИП CLUSTER-IP ВНЕШНИЙ IP-ПОРТЫ ВОЗРАСТ kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <нет> 443/TCP 1d

 kubectl удалить развертывание nginx

 kubectl получить развертывания

 Выход
 Ресурсы не найдены.