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集群管理

1 - 以独立模式运行 kubelet

本教程将向你展示如何运行一个独立的 kubelet 实例。

你可能会有不同的动机来运行一个独立的 kubelet。 本教程旨在向你介绍 Kubernetes，即使你对此并没有太多经验也没有关系。 你可以跟随本教程学习节点设置、基本（静态）Pod 以及 Kubernetes 如何管理容器。

你学习完本教程后，就可以尝试使用带一个控制平面的集群来管理 Pod、节点和其他类别的对象。例如，你好，Minikube。

你还可以以独立模式运行 kubelet 来满足生产场景要求，例如为高可用、弹性部署的集群运行控制平面。 本教程不涵盖运行弹性控制平面所需的细节。

教程目标

  • 在 Linux 系统上安装 cri-o 和 kubelet，并将其作为 systemd 服务运行。
  • 启动一个运行 nginx 的 Pod，监听针对此 Pod 的 IP 地址的 TCP 80 端口的请求。
  • 学习此方案中不同组件之间如何交互。

准备开始

  • 对使用 systemd 和 iptables（或使用 iptables 仿真的 nftables）的 Linux 系统具有管理员（root）访问权限。
  • 有权限访问互联网以下载本教程所需的组件，例如：

准备好系统

配置内存交换

默认情况下，如果在节点上检测到内存交换，kubelet 将启动失败。 这意味着内存交换应该被禁用或被 kubelet 容忍。

如果你启用了交换内存，则禁用它或在 kubelet 配置文件中添加 failSwapOn: false。

要检查交换内存是否被启用：

sudo swapon --show

如果此命令没有输出，则交换内存已被禁用。

临时禁用交换内存：

sudo swapoff -a

要使此变更持续到重启之后：

确保在 /etc/fstab 或 systemd.swap 中禁用交换内存，具体取决于它在你的系统上是如何配置的。

启用 IPv4 数据包转发

检查 IPv4 数据包转发是否被启用：

cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

如果输出为 1，则 IPv4 数据包转发已被启用。如果输出为 0，按照以下步骤操作。

要启用 IPv4 数据包转发，创建一个配置文件，将 net.ipv4.ip_forward 参数设置为 1：

sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF

将变更应用到系统：

sudo sysctl --system

输出类似于：

...
* Applying /etc/sysctl.d/k8s.conf ...
net.ipv4.ip_forward = 1
* Applying /etc/sysctl.conf ...

下载、安装和配置组件

安装容器运行时

下载所需软件包的最新可用版本（推荐）。

本教程建议安装 CRI-O 容器运行时（外部链接）。

根据你安装的特定 Linux 发行版，有几种安装容器运行时的方式。 尽管 CRI-O 推荐使用 deb 或 rpm 包，但本教程使用 CRI-O Packaging 项目中的静态二进制包脚本， 以简化整个安装过程，并保持与 Linux 发行版无关。

此脚本安装并配置更多必需的软件，例如容器联网所用的 cni-plugins 以及运行容器所用的 crun 和 runc。

此脚本将自动检测系统的处理器架构（amd64 或 arm64），并选择和安装最新版本的软件包。

设置 CRI-O

查阅发布版本页面（外部链接）。

下载静态二进制包脚本：

curl https://raw.githubusercontent.com/cri-o/packaging/main/get > crio-install

运行安装器脚本：

sudo bash crio-install

启用并启动 crio 服务：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now crio.service

快速测试：

sudo systemctl is-active crio.service

输出类似于：

active

详细的服务检查：

sudo journalctl -f -u crio.service

安装网络插件

cri-o 安装器安装并配置 cni-plugins 包。你可以通过运行以下命令来验证安装包：

/opt/cni/bin/bridge --version

输出类似于：

CNI bridge plugin v1.5.1
CNI protocol versions supported: 0.1.0, 0.2.0, 0.3.0, 0.3.1, 0.4.0, 1.0.0

检查默认配置：

cat /etc/cni/net.d/11-crio-ipv4-bridge.conflist

输出类似于：

{
  "cniVersion": "1.0.0",
  "name": "crio",
  "plugins": [
    {
      "type": "bridge",
      "bridge": "cni0",
      "isGateway": true,
      "ipMasq": true,
      "hairpinMode": true,
      "ipam": {
        "type": "host-local",
        "routes": [
            { "dst": "0.0.0.0/0" }
        ],
        "ranges": [
            [{ "subnet": "10.85.0.0/16" }]
        ]
      }
    }
  ]
}

下载并设置 kubelet

下载 kubelet 的最新稳定版本。


curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubelet"



curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/arm64/kubelet"

配置：

sudo mkdir -p /etc/kubernetes/manifests

sudo tee /etc/kubernetes/kubelet.yaml <<EOF
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
authentication:
  webhook:
    enabled: false # 请勿在生产集群中使用！
authorization:
  mode: AlwaysAllow # 请勿在生产集群中使用！
enableServer: false
logging:
  format: text
address: 127.0.0.1 # 限制对 localhost 的访问
readOnlyPort: 10255 # 请勿在生产集群中使用！
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests
containerRuntimeEndpoint: unix:///var/run/crio/crio.sock
EOF

安装：

chmod +x kubelet
sudo cp kubelet /usr/bin/

创建 systemd 服务单元文件：

sudo tee /etc/systemd/system/kubelet.service <<EOF
[Unit]
Description=Kubelet

[Service]
ExecStart=/usr/bin/kubelet \
 --config=/etc/kubernetes/kubelet.yaml
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

服务配置文件中故意省略了命令行参数 --kubeconfig。此参数设置 kubeconfig 文件的路径，指定如何连接到 API 服务器，以启用 API 服务器模式。省略此参数将启用独立模式。

启用并启动 kubelet 服务：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now kubelet.service

快速测试：

sudo systemctl is-active kubelet.service

输出类似于：

active

详细的服务检查：

sudo journalctl -u kubelet.service

检查 kubelet 的 API /healthz 端点：

curl http://localhost:10255/healthz?verbose

输出类似于：

[+]ping ok
[+]log ok
[+]syncloop ok
healthz check passed

查询 kubelet 的 API /pods 端点：

curl http://localhost:10255/pods | jq '.'

输出类似于：

{
  "kind": "PodList",
  "apiVersion": "v1",
  "metadata": {},
  "items": null
}

在 kubelet 中运行 Pod

在独立模式下，你可以使用 Pod 清单运行 Pod。这些清单可以放在本地文件系统上，或通过 HTTP 从配置源获取。

为 Pod 创建一个清单：

cat <<EOF > static-web.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: static-web
spec:
  containers:
    - name: web
      image: nginx
      ports:
        - name: web
          containerPort: 80
          protocol: TCP
EOF

将 static-web.yaml 清单文件复制到 /etc/kubernetes/manifests 目录。

sudo cp static-web.yaml /etc/kubernetes/manifests/

查找 kubelet 和 Pod 的信息

Pod 网络插件为每个 Pod 创建一个网络桥（cni0）和一对 veth 接口 （这对接口的其中一个接口在新创建的 Pod 内，另一个接口在主机层面）。

查询 kubelet 的 API 端点 http://localhost:10255/pods：

curl http://localhost:10255/pods | jq '.'

要获取 static-web Pod 的 IP 地址：

curl http://localhost:10255/pods | jq '.items[].status.podIP'

输出类似于：

"10.85.0.4"

连接到 nginx 服务器 Pod，地址为 http://<IP>:<Port>（端口 80 是默认端口），在本例中为：

curl http://10.85.0.4

输出类似于：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
...

了解更多细节

如果你需要排查在学习本教程时遇到的问题，你可以在以下目录中查找监控和故障排查资料：

/var/lib/cni
/var/lib/containers
/var/lib/kubelet

/var/log/containers
/var/log/pods

清理

kubelet

sudo systemctl disable --now kubelet.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo rm /etc/systemd/system/kubelet.service
sudo rm /usr/bin/kubelet
sudo rm -rf /etc/kubernetes
sudo rm -rf /var/lib/kubelet
sudo rm -rf /var/log/containers
sudo rm -rf /var/log/pods

容器运行时

sudo systemctl disable --now crio.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo rm -rf /usr/local/bin
sudo rm -rf /usr/local/lib
sudo rm -rf /usr/local/share
sudo rm -rf /usr/libexec/crio
sudo rm -rf /etc/crio
sudo rm -rf /etc/containers

网络插件

sudo rm -rf /opt/cni
sudo rm -rf /etc/cni
sudo rm -rf /var/lib/cni

结论

本页涵盖了以独立模式部署 kubelet 的各个基本方面。你现在可以部署 Pod 并测试更多功能。

请注意，在独立模式下，kubelet 不支持从控制平面获取 Pod 配置（因为没有控制平面连接）。

你还不能使用 ConfigMap 或 Secret 来配置静态 Pod 中的容器。

接下来