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作者：Naresh L J（Infosys）
目的
此博客文章介绍了为开发而设的多节点 Kubernetes 集群所需的步骤。此设置提供了类似生产环境的群集，可以在本地计算机上进行。
为什么需要多节点群集设置？
多节点 Kubernetes 集群提供类似生产的环境，具有各种优势。尽管 Minikube 提供了很好的入门平台，但它并没有提供使用多节点集群的机会，帮助解决与应用程序设计和体系结构相关的问题或错误。例如，Ops 可以在多节点集群环境中重现问题，测试者可以部署多个版本的应用程序来执行测试用例和验证更改。这些优势使团队能够更快地解决问题，从而提高敏捷性。
为什么使用 Vagrant 和 Ansible？
Vagrant 可以让我们轻松创建虚拟环境，消除导致“在我的机器能工作”现象的陷阱。它可以与多个供应程序一起使用，例如 Oracle VirtualBox、VMware、Docker 等。它允许我们通过使用配置文件来创建一次性环境。
Ansible 是自动化软件配置管理的基础架构自动化引擎。它是无代理的，允许我们使用 SSH 密钥连接到远程计算机。Ansible playbooks 以 yaml 编写，以简单的文本文件提供库存管理。
先决条件
在你的机器上安装 Vagrant。可以在此处找到安装二进制文件。
Oracle VirtualBox 可以作为 Vagrant 供应程序，也可以使用 Vagrant 官方文档描述的类似供应程序。
Ansible 安装在你的机器上。有关特定平台的安装，请参阅 Ansible 安装指南。
设置概述
我们将建立一个 Kubernetes 集群，包含一个主节点和两个工作节点。所有节点将运行 Ubuntu Xenial 64 位操作系统，配置使用 Ansible playbooks。
第 1 步：创建 Vagrantfile
使用你喜欢的文本编辑器，创建名为 Vagrantfile 的文件，插入下面的代码。N 的值表示集群中存在的节点数，可以相应地进行修改。在下面的示例中，我们将 N 的值设置为 2。
IMAGE_NAME = “bento/ubuntu-16.04”
N = 2
Vagrant.configure(“2”) do |config|
config.ssh.insert_key = false
config.vm.provider “virtualbox” do |v|
v.memory = 1024
v.cpus = 2
end
config.vm.define “k8s-master” do |master|
master.vm.box = IMAGE_NAME
master.vm.network “private_network”, ip: “192.168.50.10”
master.vm.hostname = “k8s-master”
master.vm.provision “ansible” do |ansible|
ansible.playbook = “kubernetes-setup/master-playbook.yml”
end
end
(1..N).each do |i|
config.vm.define “node-#{i}” do |node|
node.vm.box = IMAGE_NAME
node.vm.network “private_network”, ip: “192.168.50.#{i + 10}”
node.vm.hostname = “node-#{i}”
node.vm.provision “ansible” do |ansible|
ansible.playbook = “kubernetes-setup/node-playbook.yml”
end
end
end
第 2 步：为 Kubernetes master 创建 Ansible playbook。
在 Vagrantfile 相同的目录中创建名为 kubernetes-setup 的目录。在 kubernetes-setup 目录中创建两个名为 master-playbook.yml 和 node-playbook.yml 的文件。
在 master-playbook.yml 文件中，添加以下代码。
步骤 2.1：安装 Docker 及其相关组件。
我们将安装以下软件包，然后将名为“vagrant”的用户添加到“docker”组。
—
– hosts: all
become: true
tasks:
– name: Install packages that allow apt to be used over HTTPS
apt:
name: “{{packages}}”
state: present
update_cache: yes
vars:
packages:
– apt-transport-https
– ca-certificates
– curl
– gnupg-agent
– software-properties-common
– name: Add an apt signing key for Docker
apt_key:
url: https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg
state: present
– name: Add apt repository for stable version
apt_repository:
repo: deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu xenial stable
state: present
– name: Install docker and its dependecies
apt:
name: “{{packages}}”
state: present
update_cache: yes
vars:
packages:
– docker-ce
– docker-ce-cli
– containerd.io
notify:
– docker status
– name: Add vagrant user to docker group
user:
name: vagrant
group: docker
步骤 2.2：如果系统启用了 swap，Kubelet 将无法启动，因此我们使用以下代码禁用 swap。
– name: Remove swapfile from /etc/fstab
mount:
name: “{{item}}”
fstype: swap
state: absent
with_items:
– swap
– none
– name: Disable swap
command: swapoff -a
when: ansible_swaptotal_mb > 0
步骤 2.3：使用以下代码安装 kubelet、kubeadm 和 kubectl。
– name: Add an apt signing key for Kubernetes
apt_key:
url: https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
state: present
– name: Adding apt repository for Kubernetes
apt_repository:
repo: deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
state: present
filename: kubernetes.list
– name: Install Kubernetes binaries
apt:
name: “{{packages}}”
state: present
update_cache: yes
vars:
packages:
– kubelet
– kubeadm
– kubectl
步骤 2.3：使用以下代码使用 kubeadm 初始化 Kubernetes 集群（仅适用于主节点）。
– name: Initialize the Kubernetes cluster using kubeadm
command: kubeadm init –apiserver-advertise-address=”192.168.50.10″ –apiserver-cert-extra-sans=”192.168.50.10″ –node-name k8s-master –pod-network-cidr=192.168.0.0/16
步骤 2.4：使用以下代码为 vagrant 用户设置 kube 配置文件以访问 Kubernetes 集群。
– name: Setup kubeconfig for vagrant user
command: “{{item}}”
with_items:
– mkdir -p /home/vagrant/.kube
– cp -i /etc/kubernetes/admin.conf /home/vagrant/.kube/config
– chown vagrant:vagrant /home/vagrant/.kube/config
步骤 2.5：使用以下代码设置容器网络供应商和网络政策引擎。
– name: Install calico pod network
become: false
command: kubectl create -f https://docs.projectcalico.org/v3.4/getting-started/kubernetes/installation/hosted/calico.yaml
步骤 2.6：生成 kube join 命令将节点加入 Kubernetes 集群，并将该命令存储在名为 join-command 的文件中。
– name: Generate join command
command: kubeadm token create –print-join-command
register: join_command
– name: Copy join command to local file
local_action: copy content=”{{join_command.stdout_lines[0] }}” dest=”./join-command”
步骤 2.7：使用以下代码设置检查 Docker 守护程序的处理程序。
handlers:
– name: docker status
service: name=docker state=started
步骤 3：为 Kubernetes 节点创建 Ansible playbook。
在 kubernetes-setup 目录中创建名为 node-playbook.yml 的文件。
将以下代码添加到 node-playbook.yml 中
步骤 3.1：开始添加步骤 2.1 到 2.3 的代码。
步骤 3.2：使用以下代码将节点加入 Kubernetes 集群。
– name: Copy the join command to server location
copy: src=join-command dest=/tmp/join-command.sh mode=0777
– name: Join the node to cluster
command: sh /tmp/join-command.sh
步骤 3.3：添加步骤 2.7 中的代码以完成此 playbook。
第 4 步：完成 Vagrantfile 和 playbooks 后，请按照以下步骤操作。
$ cd /path/to/Vagrantfile
$ vagrant up
完成上述所有步骤后，Kubernetes 集群应该已启动并运行。我们可以使用 Vagrant 登录主节点或工作节点，如下所示：
$ ## Accessing master
$ vagrant ssh k8s-master
vagrant@k8s-master:~$ kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-master Ready master 18m v1.13.3
node-1 Ready <none> 12m v1.13.3
node-2 Ready <none> 6m22s v1.13.3
$ ## Accessing nodes
$ vagrant ssh node-1
$ vagrant ssh node-2
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