Giới Thiệu Và Cài đặt Kubernetes Cluster
Có thể bạn quan tâm
- Kubernetes là gì?
- Các thành phần Kubernetes
- Tạo Kubernetes Cluster
- Kubernetes trong Docker Desktop
- Tạo Kubernetes Cluster hoàn chỉnh
- Cài đặt máy Master
- Cấu hình kubectl từ HOST
- Cài đặt các node worker
Kubernetes là gì? Khái niệm!
Kubernetes (còn gọi là k8s) là một hệ thống để chạy, quản lý, điều phối các ứng dụng được container hóa trên một cụm máy (1 hay nhiều) gọi là cluster. Với Kubernetes bạn có thể cấu hình để chạy các ứng dụng, dịch vụ sao cho phù hợp nhất khi chúng tương tác với nhau cũng như với bên ngoài. Bạn có thể điều chỉnh tăng giảm tài nguyên, bản chạy phục vụ cho dịch vụ (scale), bạn có thể cập nhật (update), thu hồi update khi có vấn đề ... Kubernetes là một công cụ mạnh mẽ, mềm dẻo, dễ mở rộng khi so sánh nó với công cụ tương tự là Docker Swarm!
Kubernetes nó tương tác với các hệ thống cho phép chạy ứng dụng được container hóa và có các API phù hợp giao giao tiếp với Kubernetes (như Docker containerd cri-o rktlet ), trong phạm vi các bài viết này sẽ chọn trường hợp phổ biến là dùng Kubernetes với các máy cài đặt Docker. Bạn cần học Docker trước khi học Kubernetes - Xem Sử dụng Docker
Kubernetes được thiết kế bởi Google, về ngữ nghĩa thì tên này là tiếng Hy Lạp có nghĩa là tài công.
Sơ lược kiến trúc - các thành phần của Kubernetes
Hệ thống Kubernetes thật sự phức tạp, các thành phần của sẽ được tìm hiểu dần qua từng bài viết, nhưng ở đây có một sơ đồ và một vài khái quát ban đầu về kiến trúc / thành phần của nó
Master Server là máy chính của cluster, tại đây điều khiển cả cụm máy.
etct là thành phần cơ bản cần thiết cho Kubernetes, nó lưu trữ các cấu hình chung cho cả cụm máy, etct chạy tại máy master. etct là một dự án nguồn mở (xem tại etcd) nó cung cấp dịch vụ lưu dữ liệu theo cặp key/value
kube-apiserver chạy tại máy master, cung cấp các API Restful để các client (như kubectl) tương tác với Kubernetes
kube-scheduler chạy tại master, thành phần này giúp lựa chọn Node nào để chạy các ứng dụng căn cứ vào tài nguyên và các thành phần khác sao cho hệ thống ổn định.
kube-controller chạy tại master, nó điều khiển trạng thái cluster, tương tác để thực hiện các tác vụ tạo, xóa, cập nhật ... các tài nguyên
Kubelet dịch vụ vụ chạy trên tất cả các máy (Node), nó đảm đương giám sát chạy, dừng, duy trì các ứng dụng chạy trên node của nó.
Kube-proxy: cung cấp mạng proxy để các ứng dụng nhận được traffic từ ngoài mạng vào cluster.
Tạo Cluster Kubernetes
Để có một Kubernetes cần có các máy chủ (ít nhất một máy), trên các máy cài đặt Docker và Kubernetes. Một máy khởi tạo là master và các máy khác là worker kết nối vào. Có nhiều cách để có Cluster Kubernetes, như cài đặt minikube để có kubernetes một nút (node) để thực hành (môi trường chạy thử), hay dùng ngay Kubernetes trong Docker Desktop, hay cài đặt một hệ thống đầy đủ (Cài Docker, Cài và khởi tạo Cluster Kubernetes), hay mua từ các nhà cung cấp dịch vụ như Google Cloud Platform, AWS, Azuze ...
Ở đây, giới thiệu hai cách một là nếu muốn đơn giản - cluster một nút thì dùng ngay từ Docker Destop để thử nghiệm. Hai là cài đặt đầy đủ một hệ thống - cách mà triển khai product sẽ áp dụng.
Tạo Cluster Kubernetes từ Docker Desktop
Đây là cách đơn giản, nhanh chóng để có Cluster Kubernetes, vì Docker Destop các phiên bản mới đã tích hợp sẵn, việc của bạn chỉ đơn giản là kích hoạt nó, chỉ có một hạn chế đó là Kubernetes chỉ có một Node, loại này thích hợp để bạn chạy thủ các tính năng mà ngại cấu hình phức tạp
Để kích hoạt thì mở giao diện của Docker Destop nên (giống nhau cho cả bản Windows và macOS), rồi tại mục Kubernetes chọn Enable Kubernetes rồi nhấn Apply vậy là máy của bạn đã có Cluster Kubernetes
Kích hoạt Kubernetes trên macOS
Kích hoạt Kubernetes trên Windows
Sau khi kích hoạt bạn có thể thực hiện các lệnh sau để kiểu tra
# Lấy thông tin Cluster kubectl cluster-info # Các Node có trong Cluster kubectl get nodeskubectl là trình client, nó được sử dụng để kết nối và tương tác với Cluster Kubernetes. Đây là công cụ chính để làm việc với Kubernetes, các phần sau sẽ nói kỹ về nó!
Tạm thời đến đây bạn chỉ cần biết là kiểm tra để khẳng định đang có một Cluster trên máy của bạn!
Tạo Cluster Kubernetes hoàn chỉnh
Phần này sẽ tạo ra một Cluster Kubernetes hoàn chỉnh từ 3 máy (3 VPS - hay 3 Server) chạy CentOS, bạn có thể dùng cách này khi triển khai môi trường product. Hệ thống này gồm:
Tên máy/Hostname | Thông tin hệ thống | Vai trò |
---|---|---|
master.xtl | HĐH CentOS7, Docker CE, Kubernetes. Địa chỉ IP 172.16.10.100 | Khởi tạo là master |
worker1.xtl | HĐH CentOS7, Docker CE, Kubernetes. Địa chỉ IP 172.16.10.101 | Khởi tạo là worker |
worker2.xtl | HĐH CentOS7, Docker CE, Kubernetes. Địa chỉ IP 172.16.10.102 | Khởi tạo là worker |
Để có hệ thống 3 máy trên khi chưa có điều kiện mua các VPS thực thụ thì sẽ dùng máy ảo VirtualBox. Bạn có thể tải về hệ điều hành CentOS 7, cài đặt từng bước rồi tiến hành cấu hình. Tuy nhiên ở đây, nhằm nhanh chóng sẽ sử dụng Vagrant giúp tự động hóa quá trình tạo 3 máy ảo trên VirtualBox (nếu bạn chưa biết Vagrant thì xem: Sử dụng Vagrant trước). Đây là quá trình cài đặt phức tạp, cố gắng thực hiện tuần tự từng bước!
Hãy tạo ra một thư mục đặt tên kubernetes-centos7 để chứa các file cấu hình Vagrant.
Tạo máy Master Kubernetes
Tạo thự mục con master, tạo trong nó file vagrantfile như sau:
kubernetes-centos7/master/Vagrantfile # -*- mode: ruby -*- # vi: set ft=ruby : # Tạo máy ảo từ box centos/7, gán địa chỉ IP, đặt hostname, gán 2GB bộ nhớ, 2 cpus Vagrant.configure("2") do |config| config.vm.box = "centos/7" config.vm.network "private_network", ip: "172.16.10.100" config.vm.hostname = "master.xtl" config.vm.provider "virtualbox" do |vb| vb.name = "master.xtl" vb.cpus = 2 vb.memory = "2048" end # Chạy file install-docker-kube.sh sau khi nạp Box config.vm.provision "shell", path: "./../install-docker-kube.sh" # Chạy các lệnh shell config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL # Đặt pass 123 có tài khoản root và cho phép SSH echo "123" | passwd --stdin root sed -i 's/^PasswordAuthentication no/PasswordAuthentication yes/' /etc/ssh/sshd_config systemctl reload sshd # Ghi nội dung sau ra file /etc/hosts để truy cập được các máy theo HOSTNAME cat >>/etc/hosts<<EOF 172.16.10.100 master.xtl 172.16.10.101 worker1.xtl 172.16.10.102 worker2.xtl EOF SHELL end kubernetes-centos7/install-docker-kube.sh #!/bin/bash # Cập nhật 12/2019 # Cai dat Docker yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo yum update -y && yum install docker-ce-18.06.2.ce -y usermod -aG docker $(whoami) ## Create /etc/docker directory. mkdir /etc/docker # Setup daemon. cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF { "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"], "log-driver": "json-file", "log-opts": { "max-size": "100m" }, "storage-driver": "overlay2", "storage-opts": [ "overlay2.override_kernel_check=true" ] } EOF mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d # Restart Docker systemctl enable docker.service systemctl daemon-reload systemctl restart docker # Tat SELinux setenforce 0 sed -i --follow-symlinks 's/^SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux # Tat Firewall systemctl disable firewalld >/dev/null 2>&1 systemctl stop firewalld # sysctl cat >>/etc/sysctl.d/kubernetes.conf<<EOF net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 EOF sysctl --system >/dev/null 2>&1 # Tat swap sed -i '/swap/d' /etc/fstab swapoff -a # Add yum repo file for Kubernetes cat >>/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo<<EOF [kubernetes] name=Kubernetes baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64 enabled=1 gpgcheck=1 repo_gpgcheck=1 gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg EOF yum install -y -q kubeadm kubelet kubectl systemctl enable kubelet systemctl start kubelet # Configure NetworkManager before attempting to use Calico networking. cat >>/etc/NetworkManager/conf.d/calico.conf<<EOF [keyfile] unmanaged-devices=interface-name:cali*;interface-name:tunl* EOFThiết lập file chạy được
chmode +x install-docker-kube.shTại thư mục kubernetes-centos7/master/ gõ lệnh vagrant để tạo máy master.xtl
vagrant upSau lệnh này, quá trình cài đặt diễn ra, kết thúc thì có máy ảo VirtualBox với tên master.xtl trong đó đã có Docker, kubelet đang chạy ở địa chỉ IP 172.16.10.100, hãy ssh vào máy này bằng lệnh ssh với tài khoản root có cấu hình pass là 123 ở trên.
Khởi tạo Cluster
Trong lệnh khởi tạo cluster có tham số --pod-network-cidr để chọn cấu hình mạng của POD, do dự định dùng Addon calico nên chọn --pod-network-cidr=192.168.0.0/16
Gõ lệnh sau để khở tạo là nút master của Cluster
kubeadm init --apiserver-advertise-address=172.16.10.100 --pod-network-cidr=192.168.0.0/16Sau khi lệnh chạy xong, chạy tiếp cụm lệnh nó yêu cầu chạy sau khi khởi tạo- để chép file cấu hình đảm bảo trình kubectl trên máy này kết nối Cluster
mkdir -p $HOME/.kube sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/configTiếp đó, nó yêu cầu cài đặt một Plugin mạng trong các Plugin tại addon, ở đây đã chọn calico, nên chạy lệnh sau để cài nó
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.10/manifests/calico.yamlGõ vài lệnh sau để kiểm tra
# Thông tin cluster kubectl cluster-info # Các node trong cluster kubectl get nodes # Các pod đang chạy trong tất cả các namespace kubectl get pods -AVậy là đã có Cluster với 1 node!
Cấu hình kubectl máy trạm truy cập đến các Cluster
Chương trình client kubectl là công cụ dòng lệnh kết nối và tương tác với các Cluster Kubernetes, thường khi cài đặt Kubernetes mọi người cũng cài luôn kubectl như phần trên trên, ngay cả máy cài Docker Desktop cũng đã có kubectl. Tất nhiên, bạn có cài đặt kubectl trên một máy không Docker, không Kubernetes với mục đích chỉ dùng nó kết nối đến hệ thống Cluster từ xa. Nếu muốn cài ở máy độc lập như vậy xem tại Intall kubectl
File cấu hình lệnh kubectl
Khi thi hành kubectl, thì nó đọc file cấu hình ở đường dẫn $HOME/.kube/config để biết các thông số để kết nối đến Cluster. ($HOME là thư mục gốc dành cho user đang chạy, để biết chính xác gõ lệnh echo $HOME) - tài khoản root thì đó là /root/.kube/config
Trở lại máy Host, để xem nội dung cấu hình kubectl gõ lệnh
kubectl config viewTại máy master ở trên, có file cấu hình cho tại /root/.kube/config, ta copy file cấu hình này ra lưu thành file config-mycluster (không ghi đè vào config hiện tại của máy HOST)
scp root@172.16.10.100:/etc/kubernetes/admin.conf ~/.kube/config-mycluster(Nhớ thay đường dẫn theo user của bạn)
Vậy trên máy của tôi đang có 2 file cấu hình
- /User/xuanthulab/.kube/config-mycluster cấu hình kết nối đến Cluster mới tạo ở trên
- /User/xuanthulab/.kube/config cấu hình kết nối đến Cluster cục bộ của bản Kubernetes có sẵn của Docker
Nếu muốn yêu cầu kubectl sử dụng ngay file cấu hình nào đó, thì gán biến môi trường KUBECONFIG bằng đường dẫn file cấu hình, ví dụ sử dụng file cấu hình config-mycluster
export KUBECONFIG=/Users/xuanthulab/.kube/config-myclusterSau lệnh đó thì kubectl sẽ dùng config-mycluster để có thông tin kết nối đến, nhưng trường hợp này chỉ có hiệu lực trong một phiên làm việc, ví dụ nếu bạn đóng terminal và mở lại thì lại phải thiết lập lại biến môi trường như trên.
Sử dụng các context trong cấu hình kubectl
(hãy tắt terminal và mở lại để KUBECONFIG không còn tác dụng)Khi bạn xem nội dung config với lệnh kubectl config view, bạn thấy rằng nó khai báo có các mục cluster là thông tin của cluster với tên, user thông tin user được đăng nhập, context là ngữ cảnh sử dụng, mỗi ngữ cảnh có tên trong đó có thông tin user và cluster.
Ở file trên bạn thấy mục current-context là context với tên docker-desktop, có nghĩa là kết nối đến cluster có tên docker-desktop với user là docker-desktop
Giờ bạn sẽ thực hiện kết hợp 2 file: config và config-mycluster thành 1 và lưu trở lại config.
export KUBECONFIG=~/.kube/config:~/.kube/config-mycluster kubectl config view --flatten > ~/.kube/config_temp mv ~/.kube/config_temp ~/.kube/configNhư vậy trong file cấu hình đã có các ngữ cảnh khác nhau để sử dụng, đóng terminal và mở lại rồi gõ lệnh, có các ngữ cảnh nào
Ký hiệu * là cho biết context hiện tại, nếu muốn chuyển làm việc sang context có tên kubernetes-admin@kubernetes (nối với cluster mới tạo ở trên) thì gõ lệnh
kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetesNhư vậy sử dụng context, giúp bạn lưu và chuyển đổi dễ dàng các loại kết nối đến các cluster của bạn
Cài đặt các node worker - kubernetes
Tạo thư mục kubernetes-centos7/worker1 và kubernetes-centos7/worker2 để cấu hình, tạo các file Vagrantfile trong thư mục tương ứng với nội dung
kubernetes-centos7/worker1/Vagrantfile # -*- mode: ruby -*- # vi: set ft=ruby : Vagrant.configure("2") do |config| config.vm.box = "centos/7" config.vm.network "private_network", ip: "172.16.10.101" config.vm.hostname = "worker1.xtl" config.vm.provider "virtualbox" do |vb| vb.name = "worker1.xtl" vb.cpus = 1 vb.memory = "1024" end config.vm.provision "shell", path: "./../install-docker-kube.sh" config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL echo "root password" echo "123" | passwd --stdin root sed -i 's/^PasswordAuthentication no/PasswordAuthentication yes/' /etc/ssh/sshd_config systemctl reload sshd cat >>/etc/hosts<<EOF 172.16.10.100 master.xtl 172.16.10.101 worker1.xtl 172.16.10.102 worker2.xtl EOF SHELL end kubernetes-centos7/worker2/Vagrantfile # -*- mode: ruby -*- # vi: set ft=ruby : # -*- mode: ruby -*- # vi: set ft=ruby : Vagrant.configure("2") do |config| config.vm.box = "centos/7" config.vm.network "private_network", ip: "172.16.10.102" config.vm.hostname = "worker2.xtl" config.vm.provider "virtualbox" do |vb| vb.name = "worker2.xtl" vb.cpus = 1 vb.memory = "1024" end config.vm.provision "shell", path: "./../install-docker-kube.sh" config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL echo "root password" echo "123" | passwd --stdin root sed -i 's/^PasswordAuthentication no/PasswordAuthentication yes/' /etc/ssh/sshd_config systemctl reload sshd cat >>/etc/hosts<<EOF 172.16.10.100 master.xtl 172.16.10.101 worker1.xtl 172.16.10.102 worker2.xtl EOF SHELL endSau đó vào từng thư mục, thực hiện lệnh vagrant up để tạo hai máy ảo có cài đặt docker và kubernetes, máy ảo có tên và ip tương ứng worker1.xtl (172.16.10.101), worker2.xtl (172.16.10.102)
Kết nối Node vào Cluster
Hãy vào máy node master (bằng SSH ssh root@172.16.10.100). Thực hiện lệnh sau với Cluster để lấy lệnh kết nối
kubeadm token create --print-join-commandNó cho nội dung lệnh kubeadm join ... thực hiện lệnh này trên các node worker thì node worker sẽ nối vào Cluster
SSH vào máy worker1, work2 và thực hiện kết nối
Giờ kiểm tra các node có trong Cluster
kubectl get nodesTổng kết lại
Đến đây bạn đã biết khởi tạo một Cluster từ Docker Destop hay một Cluster phức tạp 3 node thực thụ, tuy nhiên quá trình cài đặt vẫn chưa hoàn thành, các công cụ cần để dễ dàng làm việc với Kubernetes sẽ tiếp tục ở bài sau, nhưng hiện giờ bạn đã biết các lệnh:
# khởi tạo một Cluster kubeadm init --apiserver-advertise-address=172.16.10.100 --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 # Cài đặt giao diện mạng calico sử dụng bởi các Pod kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.10/manifests/calico.yaml # Thông tin cluster kubectl cluster-info # Các node (máy) trong cluster kubectl get nodes # Các pod (chứa container) đang chạy trong tất cả các namespace kubectl get pods -A # Xem nội dung cấu hình hiện tại của kubectl kubectl config view # Thiết lập file cấu hình kubectl sử dụng cho 1 phiên làm việc hiện tại của termianl export KUBECONFIG=/Users/xuanthulab/.kube/config-mycluster # Gộp file cấu hình kubectl export KUBECONFIG=~/.kube/config:~/.kube/config-mycluster kubectl config view --flatten > ~/.kube/config_temp mv ~/.kube/config_temp ~/.kube/config # Các ngữ cảnh hiện có trong config kubectl config get-contexts # Đổi ngữ cảnh làm việc (kết nối đến cluster nào) kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes # Lấy mã kết nối vào Cluster kubeadm token create --print-join-command # node worker kết nối vào Cluster kubeadm join 172.16.10.100:6443 --token 5ajhhs.atikwelbpr0 ... Mục lục bài viết Kubernetes là gì?Các thành phần KubernetesTạo Kubernetes ClusterKubernetes trong Docker DesktopTạo Kubernetes Cluster hoàn chỉnhCài đặt máy MasterCấu hình kubectl từ HOSTCài đặt các node worker ĐĂNG KÝ KÊNH, XEM CÁC VIDEO TRÊN XUANTHULAB Đăng ký nhận bài viết mớiTừ khóa » Tìm Hiểu Về K8s
-
Kubernetes: Giới Thiệu, Kiến Trúc Và Cách Thức Hoạt động - Blog
-
Tìm Hiểu Cơ Bản Về Kubernetes - K8s (Part 1) - Viblo
-
Phần 1: Giới Thiệu Về Kubernetes - Viblo
-
Học Kiến Thức Cơ Bản Về Kubernetes
-
Kubernetes Là Gì? Cùng Tìm Hiểu Cách Hoạt động | TopDev
-
Kubernetes Là Gì? Vai Trò Và Các Thuật Ngữ Phổ Biến - Bizfly Cloud
-
Kubernetes Là Gì? Tìm Hiểu Phần Mềm Kubernetes Từ A-Z - Vietnix
-
Kubernetes Là Gì? Chức Năng Và Cơ Chế Hoạt động Của ... - FPT Cloud
-
Tất Tần Tật Những điều Bạn Cần Biêt Về Kubernetes Cluster
-
Kubernetes Là Gì? Và Lợi ích Thiết Thực Khi Sử Dụng
-
TÌM HIỂU Về KUBERNETES Và VIẾT ỨNG DỤNG DEMO - Tài Liệu Text
-
Một Số Khái Niệm Cần Biết Trong Kubernetes Architecture - KieBlog
-
Tổng Hợp Kiến Thức Cơ Bản Về K8s (Kubernetes) | BKHOST
-
Tìm Hiểu Về Kubernetes, Kubernetes Cluster Và Các Khái Niệm Cơ Bản