使用kind快速搭建本地k8s叢集

newknight發表於2022-03-07
K8S

Kind是什麼？

k8s叢集的組成比較複雜，如果純手工部署的話易出錯且時間成本高。而本文介紹的Kind工具，能夠快速的建立起可用的k8s叢集，降低初學者的學習門檻。
Kind是Kubernetes In Docker的縮寫，顧名思義，看起來是把k8s放到docker的意思。沒錯，kind建立k8s叢集的基本原理就是：提前準備好k8s節點的映象，通過docker啟動容器，來模擬k8s的節點，從而組成完整的k8s叢集。需要注意，kind建立的叢集僅可用於開發、學習、測試等，不能用於生產環境。

kind有什麼特點？

  • 建立、啟動k8s叢集非常快速，資源消耗較低。
  • 支援建立多節點的k8s叢集，包括高可用模式。
  • kind 支援 Linux, macOS and Windows
  • 它是CNCF認證的k8s叢集安裝方式之一

如何安裝kind？

kind表現上就是一個二進位制程式，下載對應版本並增加執行許可權即可：

curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.11.1/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
mv ./kind /usr/bin/kind
kind version

如何通過kind新建k8s叢集？

kubectl是與k8s互動的客戶端命令工具，因此需要先安裝此工具。
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl
kubectl version --client
然後通過一行命令就能夠快速的建立k8s叢集：
root@e5pc-vm-01:~# kind create cluster --name myk8s-01

 

Creating cluster "myk8s-01" ...
 ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.21.1) ? 
 ✓ Preparing nodes ?  
 ✓ Writing configuration ? 
 ✓ Starting control-plane ?️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️️ 
 ✓ Installing CNI ? 
 ✓ Installing StorageClass ? 
Set kubectl context to "kind-myk8s-01"
You can now use your cluster with:

kubectl cluster-info --context kind-myk8s-01

Have a nice day! ?

至此已得到一個可用的k8s叢集了：

root@e5pc-vm-01:~# kubectl get nodes
NAME                     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
myk8s-01-control-plane   Ready    control-plane,master   66s   v1.21.1

kind建立k8s叢集的內幕

先檢視多出來的docker映象和容器：
root@e5pc-vm-01:~# docker images
REPOSITORY     TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
ubuntu         latest    2b4cba85892a   2 days ago     72.8MB
kindest/node   <none>    32b8b755dee8   9 months ago   1.12GB

 

root@e5pc-vm-01:~# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                  COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                       NAMES
b4bde05b0190   kindest/node:v1.21.1   "/usr/local/bin/entr…"   12 minutes ago   Up 12 minutes   127.0.0.1:42267->6443/tcp   myk8s-01-control-plane
建立過程大概是：先獲取映象kindest/node:v1.21.1，然後啟動容器myk8s-01-control-plane，啟動的容器就是這個k8s叢集的master節點，顯然此叢集只有master節點。
同時，kind create cluster命令還是將此新建的k8s叢集的連線資訊寫入當前使用者(root)的kubectl配置檔案中，從而讓kubectl能夠與叢集互動。配置檔案內容如下：
root@e5pc-vm-01:~# cat  .kube/config 
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: xxxx
    server: https://127.0.0.1:42267
  name: kind-myk8s-01
contexts:
- context:
    cluster: kind-myk8s-01
    user: kind-myk8s-01
  name: kind-myk8s-01
current-context: kind-myk8s-01
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kind-myk8s-01
  user:
    client-certificate-data: xxxx
    client-key-data: xxxx

kind建立k8s叢集的架構圖為：

kind程式的完整用法 

  • kind create cluster
    • --image 指定node映象名稱，預設是kindest/node
    • --name 指定建立叢集的名稱
    • --config kind-example-config.yaml
    • --kubeconfig string 指定生成的kubeconfig的檔案路徑。預設在$KUBECONFIG or $HOME/.kube/config
    • 常用：kind create cluster --config=xxxcfg --name=xxxname
  • kind delete cluster xxxx
  • kind get clusters：檢視kind建立所有的k8s叢集
  • kind get kubeconfig --name 叢集name【必須填寫--name引數，預設name是kind】
  • kind completion
  • kind export kubeconfig --name=xxx --kubeconfig=kubeconfigpath
    • 匯出kind中的k8s叢集的kubeconfig連線配置檔案

kind的高階用法

1、通過配置檔案建立k8s叢集

前面展示的叢集建立操作是最簡單的單master叢集，kind當然可以建立更完整的叢集。這就需要用到配置檔案模式來建立叢集： 

root@e5pc-vm-01:~# cat kindcfg-tccc.biz.yml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
- role: worker
- role: worker
- role: worker

root@e5pc-vm-01:~# kind create cluster --name myk8s-02 --config  ./kindcfg-tccc.biz.yml

2、設定新建的k8s叢集從私有http倉庫載入映象

配置檔案如下：

kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
containerdConfigPatches:
- |-
  [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."harbor.xxxx.top:60666"]
    endpoint = ["http://harbor.xxxx.top:60666"]
nodes:
- role: control-plane
- role: worker

3、完整的配置檔案示例

地址：https://raw.githubusercontent.com/kubernetes-sigs/kind/main/site/content/docs/user/kind-example-config.yaml

# 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

總結

kind是學習和測試k8s叢集時非常有幫助的工具。它啟動快速，資源消耗很低，並且它也是CNCF認證相容的安裝工具之一，大家可放心使用。 

參考資料

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