Kubernetes est rapidement devenu la norme pour fournir et faire évoluer les applications conteneurisées et les gérer. Il s'agit d'une solution open source très flexible et polyvalente. Il a une documentation complète et il n'est pas toujours facile de trouver la bonne section. Par conséquent, Kubernetes est si difficile à maîtriser. Après avoir planifié le cluster, vous devez toujours l'installer, mais ici aussi, tout ne se passe pas bien. Par conséquent, il existe des outils de déploiement, tels que Kubespray, qui simplifient le travail. Je vais parler du déploiement automatique du cluster Kubernetes à l'aide de Kubespray dans le cloud OpenStack (Open Telekom Cloud).
Pour le déploiement automatique de Kubernetes, Kubespray utilise l'outil d'initialisation, de configuration et de livraison d'application Ansible. Et Kubespray fournit une bibliothèque pour initialiser des ressources sur différentes plateformes cloud. Pour ce faire, utilisez l'outil "infrastructure as code" Terraform. Le projet Kubespray prend désormais en charge Terraform pour AWS, OpenStack et Clouds de paquets. Cet outil est utilisé conjointement avec la bibliothèque OpenStack pour fournir l'infrastructure dans ce scénario.
Prérequis
Voyons d'abord les conditions préalables au déploiement. Ils sont divisés en deux catégories: les exigences pour Kubespray et les exigences pour la bibliothèque du fournisseur.
Kubespray a besoin des composants suivants:
- Python 2.7 (ou supérieur)
- Ansible 2.7 (ou supérieur)
- Jinja 2.9 (ou supérieur)
Configuration requise pour la bibliothèque du fournisseur OpenStack:
- Terraform 0,11 (ou supérieur)
Pour installer Terraform, vous devez télécharger le package approprié sur le site Web de Hashicorp et le décompresser. Ensuite, le chemin d'accès au fichier décompressé doit être enregistré dans la variable PATH. Utilisez la commande terraform pour vérifier si tout est installé. En savoir plus ici.
Selon le système d'exploitation, Ansible peut être installé avec quelques commandes. Voir la documentation Ansible. Ici, j'utilise Ubuntu et j'installe Ansible comme suit.
sudo apt update sudo apt install ansible
Ensuite, vous devez installer les dépendances de Kubespray. Cela se fait par la commande suivante. Mais vous devez d'abord cloner le référentiel.
git clone https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray sudo pip install -r requirements.txt
Pour utiliser Open Telekom Cloud, configurez les données d'accès à l'aide de .ostackrc dans le répertoire racine et chargez les variables d'environnement.
Planification du cluster
Kubernetes étant très flexible, le cluster peut être adapté à vos besoins. Ici, nous ne considérerons pas différentes options pour les clusters. Vous pouvez lire à ce sujet dans la documentation de Kubernetes dans Création d'un cluster personnalisé à partir de zéro. Par exemple, nous allons créer un cluster à partir de l'assistant avec etcd et deux nœuds de travail. Le cluster n'aura pas d'adresse IP flottante, il ne sera donc pas disponible sur Internet.
Nous devons également choisir CNI (Container Network Interface). Il existe plusieurs options (cilium, calicot, flanelle, filet à tisser, etc.), mais nous prendrons une flanelle, qui n'a pas besoin d'être configurée. Calico fonctionnera, mais vous devrez configurer les ports OpenStack Neutron pour les sous-réseaux de services et les pods.
Pour gérer les clusters dans le tableau de bord Kubernetes après le déploiement, nous devons installer ce tableau de bord.
Configuration de cluster
Exécutez les commandes suivantes dans le répertoire du référentiel, en spécifiant le nom souhaité dans la variable $ CLUSTER.
cp -LRp contrib/terraform/openstack/sample-inventory \ inventory/$CLUSTER cd inventory/$CLUSTER ln -s ../../contrib/terraform/openstack/hosts ln -s ../../contrib
Après avoir exécuté les commandes, modifiez le fichier d'inventaire / $ CLUSTER / cluster.tf.
# your Kubernetes cluster name here cluster_name = "k8s-test-cluster" az_list=["eu-de-01", "eu-de-02"] dns_nameservers=["100.125.4.25", "8.8.8.8"] # SSH key to use for access to nodes public_key_path = "~/.ssh/id_rsa.pub" # image to use for bastion, masters, standalone etcd instances, and nodes image = "Standard_CentOS_7_latest" # user on the node (ex. core on Container Linux, ubuntu on Ubuntu, etc.) ssh_user = "linux" # 0|1 bastion nodes number_of_bastions = 0 flavor_bastion = "s2.xlarge.4" # standalone etcds number_of_etcd = 0 flavor_etcd = "s2.xlarge.4" # masters number_of_k8s_masters = 0 number_of_k8s_masters_no_etcd = 0 number_of_k8s_masters_no_floating_ip = 1 number_of_k8s_masters_no_floating_ip_no_etcd = 0 flavor_k8s_master = "s2.xlarge.4" # nodes number_of_k8s_nodes = 0 number_of_k8s_nodes_no_floating_ip = 2 flavor_k8s_node = "s2.xlarge.4" # GlusterFS # either 0 or more than one #number_of_gfs_nodes_no_floating_ip = 1 #gfs_volume_size_in_gb = 150 # Container Linux does not support GlusterFS image_gfs = "Standard_CentOS_7_latest" # May be different from other nodes #ssh_user_gfs = "linux" #flavor_gfs_node = "s2.xlarge.4" # networking network_name = "k8s-test-network" external_net = "Externel_Network_ID" subnet_cidr = "192.168.100.0/24" floatingip_pool = "admin_external_net" bastion_allowed_remote_ips = ["0.0.0.0/0"]
Description des variables lues ici. Dans cet exemple, nous allons créer un cluster avec un maître et deux nœuds de travail Kubernetes basés sur la dernière version de CentOS 7 et s2.xlarge.4. etcd s'installe également sur l'assistant.
Déploiement de l'infrastructure
Nous sommes maintenant prêts à déployer l'infrastructure de cluster à l'aide de Terraform. La figure montre à quoi ressemble l'infrastructure après le déploiement. Détails ci-dessous.
Pour démarrer le déploiement de Terraform, accédez au répertoire inventaire / $ CLUSTER / et exécutez les commandes suivantes. Tout d'abord, installez les plugins nécessaires. Pour ce faire, nous avons besoin de l'argument init et du chemin d'accès aux plugins.
terraform init ../../contrib/terraform/openstack
Cette opération est très rapide. Terraform est maintenant prêt à déployer l'infrastructure avec l'argument apply.
terraform apply -var-file=cluster.tf ../../contrib/terraform/openstack
Après quelques secondes, Terraform devrait afficher un résultat similaire et les instances seront disponibles pour le travail.
Apply complete! Resources: 3 added, 0 changed, 0 destroyed.
Pour vérifier la disponibilité du serveur, exécutez la commande Ansible suivante, puis nous irons dans le dossier racine du référentiel.
$ ansible -i inventory/$CLUSTER/hosts -m ping all example-k8s_node-1 | SUCCESS => { "changed": false, "ping": "pong" } example-etcd-1 | SUCCESS => { "changed": false, "ping": "pong" } example-k8s-master-1 | SUCCESS => { "changed": false, "ping": "pong" }
Déploiement du cluster Kubernetes
L'infrastructure est déployée, vous devez maintenant installer le cluster Kubernetes. Tout d'abord, configurez les variables de cluster dans l'inventaire de fichiers / $ CLUSTER / group_vars / all / all.yml. Ici, vous devez définir la valeur de cloud_provider sur openstack, et pour bin_dir, le chemin où les fichiers seront installés. Dans notre exemple, nous utilisons la configuration suivante.
## Directory where etcd data stored etcd_data_dir: /var/lib/etcd ## Directory where the binaries will be installed bin_dir: /usr/local/bin ## The access_ip variable is used to define how other nodes should access ## the node. This is used in flannel to allow other flannel nodes to see ## this node for example. The access_ip is really useful AWS and Google ## environments where the nodes are accessed remotely by the "public" ip, ## but don't know about that address themselves. #access_ip: 1.1.1.1 ## External LB example config ## apiserver_loadbalancer_domain_name: "elb.some.domain" #loadbalancer_apiserver: # address: 1.2.3.4 # port: 1234 ## Internal loadbalancers for apiservers #loadbalancer_apiserver_localhost: true ## Local loadbalancer should use this port instead, if defined. ## Defaults to kube_apiserver_port (6443) #nginx_kube_apiserver_port: 8443 ### OTHER OPTIONAL VARIABLES ## For some things, kubelet needs to load kernel modules. For example, dynamic kernel services are needed ## for mounting persistent volumes into containers. These may not be loaded by preinstall kubernetes ## processes. For example, ceph and rbd backed volumes. Set to true to allow kubelet to load kernel ## modules. #kubelet_load_modules: false ## Upstream dns servers used by dnsmasq #upstream_dns_servers: # - 8.8.8.8 # - 8.8.4.4 ## There are some changes specific to the cloud providers ## for instance we need to encapsulate packets with some network plugins ## If set the possible values are either 'gce', 'aws', 'azure', 'openstack', 'vsphere', 'oci', or 'external' ## When openstack is used make sure to source in the openstack credentials ## like you would do when using nova-client before starting the playbook. ## Note: The 'external' cloud provider is not supported. ## TODO(riverzhang): https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/running-cloud-controller/#running-cloud-controller-manager cloud_provider: openstack ## Set these proxy values in order to update package manager and docker daemon to use proxies #http_proxy: "" #https_proxy: "" ## Refer to roles/kubespray-defaults/defaults/main.yml before modifying no_proxy #no_proxy: "" ## Some problems may occur when downloading files over https proxy due to ansible bug ## https://github.com/ansible/ansible/issues/32750. Set this variable to False to disable ## SSL validation of get_url module. Note that kubespray will still be performing checksum validation. #download_validate_certs: False ## If you need exclude all cluster nodes from proxy and other resources, add other resources here. #additional_no_proxy: "" ## Certificate Management ## This setting determines whether certs are generated via scripts. ## Chose 'none' if you provide your own certificates. ## Option is "script", "none" ## note: vault is removed #cert_management: script ## Set to true to allow pre-checks to fail and continue deployment #ignore_assert_errors: false ## The read-only port for the Kubelet to serve on with no authentication/authorization. Uncomment to enable. #kube_read_only_port: 10255 ## Set true to download and cache container download_container: false ## Deploy container engine # Set false if you want to deploy container engine manually. #deploy_container_engine: true ## Set Pypi repo and cert accordingly #pyrepo_index: https://pypi.example.com/simple #pyrepo_cert: /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
Configurez maintenant le fichier d'inventaire / $ CLUSTER / group_vars / k8s-cluster / k8s-cluster.yml. Pour la variable kube_network_plugin, définissez flannel ou calico (vous devez configurer les ports OpenStack Neutron ). Nous aurons cette flanelle, qui n'a pas besoin d'être configurée. Pour la variable resolvconf_mode, définissez docker_dns. Cette valeur indique à Kubespray de définir les paramètres du démon Docker. Ci-dessous vous voyez un exemple de configuration pour notre cluster.
# Kubernetes configuration dirs and system namespace. # Those are where all the additional config stuff goes # the kubernetes normally puts in /srv/kubernetes. # This puts them in a sane location and namespace. # Editing those values will almost surely break something. kube_config_dir: /etc/kubernetes kube_script_dir: "{{ bin_dir }}/kubernetes-scripts" kube_manifest_dir: "{{ kube_config_dir }}/manifests" # This is where all the cert scripts and certs will be located kube_cert_dir: "{{ kube_config_dir }}/ssl" # This is where all of the bearer tokens will be stored kube_token_dir: "{{ kube_config_dir }}/tokens" # This is where to save basic auth file kube_users_dir: "{{ kube_config_dir }}/users" kube_api_anonymous_auth: true ## Change this to use another Kubernetes version, eg a current beta release kube_version: v1.13.3 # kubernetes image repo define kube_image_repo: "gcr.io/google-containers" # Where the binaries will be downloaded. # Note: ensure that you've enough disk space (about 1G) local_release_dir: "/tmp/releases" # Random shifts for retrying failed ops like pushing/downloading retry_stagger: 5 # This is the group that the cert creation scripts chgrp the # cert files to. Not really changeable... kube_cert_group: kube-cert # Cluster Loglevel configuration kube_log_level: 2 # Directory where credentials will be stored credentials_dir: "{{ inventory_dir }}/credentials" # Users to create for basic auth in Kubernetes API via HTTP # Optionally add groups for user kube_api_pwd: "{{ lookup('password', credentials_dir + '/kube_user.creds length=15 chars=ascii_letters,digits') }}" kube_users: kube: pass: "{{kube_api_pwd}}" role: admin groups: - system:masters ## It is possible to activate / deactivate selected authentication methods (basic auth, static token auth) #kube_oidc_auth: false #kube_basic_auth: false #kube_token_auth: false ## Variables for OpenID Connect Configuration https://kubernetes.io/docs/admin/authentication/ ## To use OpenID you have to deploy additional an OpenID Provider (eg Dex, Keycloak, ...) # kube_oidc_url: https:// ... # kube_oidc_client_id: kubernetes ## Optional settings for OIDC # kube_oidc_ca_file: "{{ kube_cert_dir }}/ca.pem" # kube_oidc_username_claim: sub # kube_oidc_username_prefix: oidc: # kube_oidc_groups_claim: groups # kube_oidc_groups_prefix: oidc: # Choose network plugin (cilium, calico, contiv, weave or flannel) # Can also be set to 'cloud', which lets the cloud provider setup appropriate routing kube_network_plugin: flannel # Setting multi_networking to true will install Multus: https://github.com/intel/multus-cni kube_network_plugin_multus: false # Kubernetes internal network for services, unused block of space. kube_service_addresses: 10.233.0.0/18 # internal network. When used, it will assign IP # addresses from this range to individual pods. # This network must be unused in your network infrastructure! kube_pods_subnet: 10.233.64.0/18 # internal network node size allocation (optional). This is the size allocated # to each node on your network. With these defaults you should have # room for 4096 nodes with 254 pods per node. kube_network_node_prefix: 24 # The port the API Server will be listening on. kube_apiserver_ip: "{{ kube_service_addresses|ipaddr('net')|ipaddr(1)|ipaddr('address') }}" kube_apiserver_port: 6443 # (https) #kube_apiserver_insecure_port: 8080 # (http) # Set to 0 to disable insecure port - Requires RBAC in authorization_modes and kube_api_anonymous_auth: true kube_apiserver_insecure_port: 0 # (disabled) # Kube-proxy proxyMode configuration. # Can be ipvs, iptables kube_proxy_mode: ipvs # A string slice of values which specify the addresses to use for NodePorts. # Values may be valid IP blocks (eg 1.2.3.0/24, 1.2.3.4/32). # The default empty string slice ([]) means to use all local addresses. # kube_proxy_nodeport_addresses_cidr is retained for legacy config kube_proxy_nodeport_addresses: >- {%- if kube_proxy_nodeport_addresses_cidr is defined -%} [{{ kube_proxy_nodeport_addresses_cidr }}] {%- else -%} [] {%- endif -%} # If non-empty, will use this string as identification instead of the actual hostname #kube_override_hostname: >- # {%- if cloud_provider is defined and cloud_provider in [ 'aws' ] -%} # {%- else -%} # {{ inventory_hostname }} # {%- endif -%} ## Encrypting Secret Data at Rest (experimental) kube_encrypt_secret_data: false # DNS configuration. # Kubernetes cluster name, also will be used as DNS domain cluster_name: cluster.local # Subdomains of DNS domain to be resolved via /etc/resolv.conf for hostnet pods ndots: 2 # Can be dnsmasq_kubedns, kubedns, coredns, coredns_dual, manual or none dns_mode: coredns # Set manual server if using a custom cluster DNS server #manual_dns_server: 10.xxx # Enable nodelocal dns cache enable_nodelocaldns: False nodelocaldns_ip: 169.254.25.10 # Can be docker_dns, host_resolvconf or none resolvconf_mode: docker_dns # Deploy netchecker app to verify DNS resolve as an HTTP service deploy_netchecker: false # Ip address of the kubernetes skydns service skydns_server: "{{ kube_service_addresses|ipaddr('net')|ipaddr(3)|ipaddr('address') }}" skydns_server_secondary: "{{ kube_service_addresses|ipaddr('net')|ipaddr(4)|ipaddr('address') }}" dnsmasq_dns_server: "{{ kube_service_addresses|ipaddr('net')|ipaddr(2)|ipaddr('address') }}" dns_domain: "{{ cluster_name }}" ## Container runtime ## docker for docker and crio for cri-o. container_manager: docker ## Settings for containerized control plane (etcd/kubelet/secrets) etcd_deployment_type: docker kubelet_deployment_type: host helm_deployment_type: host # K8s image pull policy (imagePullPolicy) k8s_image_pull_policy: IfNotPresent # audit log for kubernetes kubernetes_audit: false # dynamic kubelet configuration dynamic_kubelet_configuration: false # define kubelet config dir for dynamic kubelet #kubelet_config_dir: default_kubelet_config_dir: "{{ kube_config_dir }}/dynamic_kubelet_dir" dynamic_kubelet_configuration_dir: "{{ kubelet_config_dir | default(default_kubelet_config_dir) }}" # pod security policy (RBAC must be enabled either by having 'RBAC' in authorization_modes or kubeadm enabled) podsecuritypolicy_enabled: false # Make a copy of kubeconfig on the host that runs Ansible in {{ inventory_dir }}/artifacts # kubeconfig_localhost: false # Download kubectl onto the host that runs Ansible in {{ bin_dir }} # kubectl_localhost: false # dnsmasq # dnsmasq_upstream_dns_servers: # - /resolvethiszone.with/10.0.4.250 # - 8.8.8.8 # Enable creation of QoS cgroup hierarchy, if true top level QoS and pod cgroups are created. (default true) # kubelet_cgroups_per_qos: true # A comma separated list of levels of node allocatable enforcement to be enforced by kubelet. # Acceptable options are 'pods', 'system-reserved', 'kube-reserved' and ''. Default is "". # kubelet_enforce_node_allocatable: pods ## Supplementary addresses that can be added in kubernetes ssl keys. ## That can be useful for example to setup a keepalived virtual IP # supplementary_addresses_in_ssl_keys: [10.0.0.1, 10.0.0.2, 10.0.0.3] ## Running on top of openstack vms with cinder enabled may lead to unschedulable pods due to NoVolumeZoneConflict restriction in kube-scheduler. ## See https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray/issues/2141 ## Set this variable to true to get rid of this issue volume_cross_zone_attachment: false # Add Persistent Volumes Storage Class for corresponding cloud provider ( OpenStack is only supported now ) persistent_volumes_enabled: false ## Container Engine Acceleration ## Enable container acceleration feature, for example use gpu acceleration in containers # nvidia_accelerator_enabled: true ## Nvidia GPU driver install. Install will by done by a (init) pod running as a daemonset. ## Important: if you use Ubuntu then you should set in all.yml 'docker_storage_options: -s overlay2' ## Array with nvida_gpu_nodes, leave empty or comment if you dont't want to install drivers. ## Labels and taints won't be set to nodes if they are not in the array. # nvidia_gpu_nodes: # - kube-gpu-001 # nvidia_driver_version: "384.111" ## flavor can be tesla or gtx # nvidia_gpu_flavor: gtx
Enfin, modifiez le fichier d'inventaire / $ CLUSTER / group_vars / k8s-cluster / addons.yml et définissez dashboard_enabled sur true pour configurer le tableau de bord. Exemple de configuration:
# Kubernetes dashboard # RBAC required. see docs/getting-started.md for access details. dashboard_enabled: true # Helm deployment helm_enabled: false # Registry deployment registry_enabled: false # registry_namespace: kube-system # registry_storage_class: "" # registry_disk_size: "10Gi" # Metrics Server deployment metrics_server_enabled: false # metrics_server_kubelet_insecure_tls: true # metrics_server_metric_resolution: 60s # metrics_server_kubelet_preferred_address_types: "InternalIP" # Local volume provisioner deployment local_volume_provisioner_enabled: false # local_volume_provisioner_namespace: kube-system # local_volume_provisioner_storage_classes: # local-storage: # host_dir: /mnt/disks # mount_dir: /mnt/disks # fast-disks: # host_dir: /mnt/fast-disks # mount_dir: /mnt/fast-disks # block_cleaner_command: # - "/scripts/shred.sh" # - "2" # volume_mode: Filesystem # fs_type: ext4 # CephFS provisioner deployment cephfs_provisioner_enabled: false # cephfs_provisioner_namespace: "cephfs-provisioner" # cephfs_provisioner_cluster: ceph # cephfs_provisioner_monitors: "172.24.0.1:6789,172.24.0.2:6789,172.24.0.3:6789" # cephfs_provisioner_admin_id: admin # cephfs_provisioner_secret: secret # cephfs_provisioner_storage_class: cephfs # cephfs_provisioner_reclaim_policy: Delete # cephfs_provisioner_claim_root: /volumes # cephfs_provisioner_deterministic_names: true # Nginx ingress controller deployment ingress_nginx_enabled: false # ingress_nginx_host_network: false # ingress_nginx_nodeselector: # node.kubernetes.io/node: "" # ingress_nginx_tolerations: # - key: "node.kubernetes.io/master" # operator: "Equal" # value: "" # effect: "NoSchedule" # ingress_nginx_namespace: "ingress-nginx" # ingress_nginx_insecure_port: 80 # ingress_nginx_secure_port: 443 # ingress_nginx_configmap: # map-hash-bucket-size: "128" # ssl-protocols: "SSLv2" # ingress_nginx_configmap_tcp_services: # 9000: "default/example-go:8080" # ingress_nginx_configmap_udp_services: # 53: "kube-system/kube-dns:53" # Cert manager deployment cert_manager_enabled: false # cert_manager_namespace: "cert-manager"
Après avoir modifié la configuration, exécutez ansible-playbook avec notre configuration en exécutant la commande suivante.
ansible-playbook --become -i inventory/$CLUSTER/hosts cluster.yml
Ansible effectue plusieurs opérations, et si toutes se terminent avec succès, le cluster ressemblera à cette figure.
Test
Pour tester le cluster, entrez dans l'assistant, basculez vers l'utilisateur root et dans kubectl, exécutez la commande kubectl cluster-info pour obtenir des informations sur le cluster. Vous verrez des informations sur le noeud final de l'assistant et des services dans le cluster. Si tout va bien avec le cluster, créez l'utilisateur du tableau de bord Kubernetes à l'aide des commandes suivantes.
# Create service account kubectl create serviceaccount cluster-admin-dashboard-sa # Bind ClusterAdmin role to the service account kubectl create clusterrolebinding cluster-admin-dashboard-sa \ --clusterrole=cluster-admin \ --serviceaccount=default:cluster-admin-dashboard-sa # Parse the token kubectl describe secret $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/^cluster-admin-dashboard-sa-token-/{print $1}') | awk '$1=="token:"{print $2}'
Vous pouvez maintenant accéder au tableau de bord à l'aide du jeton. Tout d'abord, vous devez créer un tunnel vers l'assistant Kubernetes, car le tableau de bord est toujours ouvert pour localhost sur le port 8001. Après cela, vous pouvez accéder au tableau de bord à l'aide de l'URL localhost: 8001. Maintenant, sélectionnez Token, entrez le jeton et connectez-vous.
Vous êtes prêt à commencer à travailler dans le cluster Kubernetes. Dans cet article, vous avez vu à quel point il est facile de déployer et de configurer un cluster Kubernetes dans le cloud OpenStack.