第09期 - 如何在vagrant_VM上启动k8s集群

【运维干货分享】如何在 Vagrant VM 上启动 Kubernetes 集群

在这个 Kubernetes 教程中，我介绍了在 Vagrant 上设置 Kubernetes 集群的分步指南。它是使用 kubeadm 的多节点 kubernetes 设置。

Vagrant 是一个很棒的工具，可以在您的本地工作站上设置虚拟机。我几乎使用 Vagrant 来完成我的大部分测试和学习目的。如果您是 Vagrant 的新手，可以查看Vagrant初学者文档

本指南主要介绍使用 Vagrantfile 和 shell 脚本的 Kubernetes 自动化设置。

在 Vagrant 上自动设置 Kubernetes 集群

我已经编写了一个基本的Vagrantfile和脚本，以便任何人都可以理解并根据他们的要求进行更改。

以下是设置的摘要。

1.单个 vagrant up 命令将创建三个 VM，并使用 Kubeadm 配置所有必要的 kubernetes 组件和配置。
2.Calico Network Plugin、Metrics 服务器和 Kubernetes 仪表板作为设置的一部分进行安装。
3.kubeconfig 文件将添加到集群中的所有节点，以便您可以从任何节点执行 kubectl 命令。
4.kubeconfig 文件和 kubernetes 仪表板访问令牌将添加到您拥有 Vagrantfile 的 configs 文件夹中。您可以使用 kubeconfig 文件从工作站连接集群。
5.可以在不使用时关闭 VM，并在需要时重新启动它们。所有集群配置都保持不变，没有任何问题。在启动过程中，节点会自动连接到主节点。
6.可以在一个命令中删除所有 VM，并在需要时使用命令重新创建设置。vagrant up

以下是设置的高级概述。

Kubernetes-Kubeadm Vagrant Github 仓库

Kubeadm Vagrantfile 和脚本托管在 Vagrant Kubernetes Github 仓库上。

克隆存储库以按照指南进行操作。

git clone https://github.com/techiescamp/vagrant-kubeadm-kubernetes

MAC 用户的先决条件

如果您已将 MAC 升级到 OS Monterey，则可能会在创建专用网络时遇到 Vagrant 问题。这意味着 Vagrant 将无法创建 198 系列以外的网络。

要解决此问题，请添加以下内容。/etc/vbox/networks.conf

* 0.0.0.0/0 ::/0

在 Vagrant 上设置 Kubernetes 集群

注意：您至少需要 16 Gig RAM 工作站才能运行此设置而不会出现任何问题。

按照下面给出的步骤启动集群并验证所有 Kubernetes 集群配置。

步骤1：要创建集群，首先 cd 到克隆的目录中。

cd vagrant-kubeadm-kubernetes

步骤2：执行 vagrant 命令。它将启动三个节点。一个控制平面（主节点）和两个工作节点。Kubernetes 的安装和配置是通过 scripts 文件夹中的 shell 脚本进行的。

vagrant up

注意：如果您是第一次运行它，Vagrant 将首先下载 Vagrantfile 中提到的 ubuntu box。这是一次性下载。

第 3 步：登录到主节点以验证集群配置。

vagrant ssh master

步骤4：列出所有群集节点，以确保工作节点已连接到主节点并处于就绪状态。

kubectl top nodes

您应该看到如下所示的输出。

步骤5：列出命名空间中的所有 pod，并确保它处于运行状态。kube-system

kubectl get po -n kube-system

步骤6：部署一个示例 Nginx 应用，看看你是否可以通过 nodePort 访问它。

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/scriptcamp/kubeadm-scripts/main/manifests/sample-app.yaml

您应该能够在端口上的任何节点 IP 上访问 Nginx。例如32000http://10.0.0.11:32000

NodePort 上的 kubeadm vagrant 访问应用程序。

就是这样！您可以开始部署和测试其他应用程序。

要关闭 Kubernetes VM，请执行 halt 命令。

vagrant halt

每当您需要集群时，只需执行以下操作即可。

vagrant up

要销毁 VM，请执行以下操作：

vagrant destroy

注意：如果您希望应用程序在每次集群或 Pod 重启时保留数据，请确保使用附加到 nodeSelector 的持久卷类型“local”。

从工作站终端访问 Kubernetes 集群

一旦 Vagrant 执行成功，您将在克隆的仓库中看到一个 configs 文件夹，其中包含一些文件（config、join.sh 和 token）。这些是在运行时生成的。

如果您想从工作站终端与集群进行交互，请将配置文件复制到您的文件夹中。您应该在工作站上安装了 kubectl。 $HOME/.kube

例如，我在 Mac 上执行了以下操作，将文件夹保留为当前目录。vagrant-kubeadm-kubernetes

mkdir -p $HOME/.kube
cp configs/config $HOME/.kube

或者，您可以设置 Kubeconfig 环境变量，如下所示。请确保从包含的文件夹中执行命令。

vagrant-kubeadm-kubernetesVagrantfile
export KUBECONFIG=$(PWD)/configs/config

将 kubeconfig （config）文件复制到本地目录后，您可以对集群运行 kubectl 命令$HOME/.kube

通过列出群集节点来验证配置。

kubectl get nodes

要访问 kubernetes 仪表板，请运行 kubectl proxy 以访问 Kubernetes 仪表板。

kubectl proxy

configs 文件夹中的文件包含 kubernetes 仪表板的登录令牌。如果要使用 kubernetes 仪表板，请使用令牌并从以下 URL 登录token

http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/#/login

Kubeadm 流浪文件和脚本解释

这是 Vagrant 仓库的文件树。

├── Vagrantfile
├── configs
│   ├── config
│   ├── join.sh
│   └── token
└── scripts
    ├── common.sh
    ├── master.sh
    └── node.sh

configs 文件夹和文件仅在首次运行后生成。

正如我之前解释的，配置文件包含配置、令牌和 join.sh 文件。

在上一节中，我已经解释了和。该文件具有工作节点加入命令，其中包含在 kubeadm 主节点初始化期间创建的令牌。configtokenjoin.sh

由于所有节点共享包含 Vagrantfile 的文件夹，因此工作节点可以在第一次运行期间自动读取文件并加入主节点。这是一项一次性任务。join.sh

如果您登录到任何节点并访问该文件夹，您将看到 Vagrantfile 和脚本，因为它在 VM 之间共享。/vagrant

让我们来看看流浪者文件

NUM_WORKER_NODES=2
IP_NW="10.0.0."
IP_START=10

Vagrant.configure("2") do |config|
  config.vm.provision "shell", env: {"IP_NW" => IP_NW, "IP_START" => IP_START}, inline: <<-SHELL
      apt-get update -y
      echo "$IP_NW$((IP_START)) master-node" >> /etc/hosts
      echo "$IP_NW$((IP_START+1)) worker-node01" >> /etc/hosts
      echo "$IP_NW$((IP_START+2)) worker-node02" >> /etc/hosts
  SHELL

  config.vm.box = "bento/ubuntu-22.04"
  config.vm.box_check_update = true

  config.vm.define "master" do |master|
    # master.vm.box = "bento/ubuntu-18.04"
    master.vm.hostname = "master-node"
    master.vm.network "private_network", ip: IP_NW + "#{IP_START}"
    master.vm.provider "virtualbox" do |vb|
        vb.memory = 4048
        vb.cpus = 2
    end
    master.vm.provision "shell", path: "scripts/common.sh"
    master.vm.provision "shell", path: "scripts/master.sh"
  end

  (1..NUM_WORKER_NODES).each do |i|

  config.vm.define "node0#{i}" do |node|
    node.vm.hostname = "worker-node0#{i}"
    node.vm.network "private_network", ip: IP_NW + "#{IP_START + i}"
    node.vm.provider "virtualbox" do |vb|
        vb.memory = 2048
        vb.cpus = 1
    end
    node.vm.provision "shell", path: "scripts/common.sh"
    node.vm.provision "shell", path: "scripts/node.sh"
  end

  end
end

如您所见，我为节点添加了以下 IP，并将其添加到所有节点的主机文件条目中，其主机名带有一个在所有 VM 上执行的通用 shell 块。

10.0.0.10（master）
10.0.0.11 （node01）
10.0.0.11 （node02）

此外，工作节点块处于循环中。因此，如果您需要两个以上的工作节点或只有一个工作节点，则需要在变量的循环声明中替换为所需的数字。如果添加更多节点，请确保将 IP 添加到主机的文件条目中。2NUM_WORKER_NODES

例如，对于 3 个工作节点，您需要具有

NUM_WORKER_NODES=3

master.sh、node.sh 和 common.sh 脚本

在 Vagrant 运行期间，将调用这三个 shell 脚本来配置集群。provisioners

common.sh： – 一个不言自明的命令列表，用于在所有节点上配置和安装特定版本的 cri-o 运行时、kubeadm、kubectl 和 kubelet。此外，禁用交换。

master.sh： – 包含用于初始化 Master、安装 Calico 插件、指标服务器和 Kubernetes 仪表板的命令。此外，将 kube-config、join.sh 和 token 文件复制到 configs 目录。

node.sh：- 从 configs 共享文件夹中读取 join.sh 命令并加入主节点。此外，将 kubeconfig 文件复制到该位置以执行 kubectl 命令。 /home/vagrant/.kube

common.sh安装 kubernetes 版本以具有相同的集群版本，用于 CKA/CKAD 和 CKS 准备。如果需要最新版本，请从命令中删除版本号。1.20.6-00

结论

最好有一个本地 kubernetes 集群设置，您可以在需要时启动和关闭，而无需花费太多时间。

要在 Vagrant 上设置 kubernetes 集群，您所要做的就是克隆存储库并运行命令。

vagrant up

你觉得有收获吗？❤️

第09期 - 如何在vagrant_VM上启动k8s集群 X