如何在本地运行Kubernetes？

Posted 2021-04-16 分布式实验室

最近的在针对550名Cloud Native Computing Foundation成员的调查证实，Kubernetes是他们首选的容器编排管理平台。调查同时也表明，AWS云平台依然是在云中部署Kubernetes集群的首选。

kubernetes-aws.io中列举了那些可以让你轻松在AWS上创建Kubernetes集群的各种方法。

而在开发阶段，你可能也需要在本地运行Kubernetes集群，以便你可以在本地启动和调试你的应用程序。一旦在本地中应用可以满足要求，那就可以在AWS的集群中部署相同的应用。

这边文章会介绍两种在Mac OSX机器上本地运行Kubernetes的方式，包括常用的Minikube以及Docker for Mac中新引入的Kubernetes支持。在Minikube和Docker网站上找到其它平台的支持资料。

那我们开始吧！

安装kubectl

Kubectl是Kubernetes集群的命令行工具。首先我们需要在本地安装kubectl：

brew install kubernetes-cli

如果本地已经安装了kubectl，可以通过以下命令进行更新：

brew upgrade kubernetes-cli

查看版本信息：

$ kubectl version --client --short=true
Client Version: v1.8.5

默认情况下，kubectl version命令会打印出client以及server端的版本信息。通过--client可以确保只输出客户端的版本信息，--short选项允许只输出版本号。

当Kubectl安装完成后，接下来我们来看看在本地运行Kubernetes集群的两种可选方式。

使用Minikube安装Kubernetes集群

Minikube会在本地虚拟机中运行一个单节点的Kubernetes集群，为用户提供一个本地的开发和测试环境。

Minikube使用VirtualBox创建虚拟机。如果你本地还没有安装VirtualBox，可以通过下面命令安装：

brew cask install virtual box

安装Minikube：

brew cask install minikube

如果本地已经安装了Minikube，那你可以通过以下命令更新它：

brew cask reinstall minikube

检查Minikube版本：

~ $ minikube version
minikube version: v0.24.1

启动Minikube：

~ $ minikube start
Starting local Kubernetes v1.8.0 cluster...
Starting VM...
Downloading Minikube ISO
140.01 MB / 140.01 MB [============================================] 100.00% 0s
Getting VM IP address...
Moving files into cluster...
Downloading localkube binary
148.25 MB / 148.25 MB [============================================] 100.00% 0s
0 B / 65 B [----------------------------------------------------------] 0.00%
65 B / 65 B [======================================================] 100.00% 0sSetting up certs...
Connecting to cluster...
Setting up kubeconfig...
Starting cluster components...
Kubectl is now configured to use the cluster.
Loading cached images from config file.

这个命令中会首先会下载ISO文件，并且创建虚拟机，之后自动配置Kubernetes组件同时启动一个单节点的集群。默认情况下，集群配置以及认证信息会保存到~/.kube/config文件中。不同集群的上下文可以通过以下命令查看：

~ $ kubectl config get-contexts
CURRENT  NAME       CLUSTER     AUTHINFO NAMESPACE
*        minikube   minikube    minikube

可以看到，我们目前只创建了一个Kubernetes集群。如果创建了多个集群，该命令会返回集群的列表。

在第一行中的*表示当前我们正在使用的集群上下文，所有的kubectl命令行操作都会定向到该集群。例如，你可以查看集群中的节点信息：

~ $ kubectl get nodes
NAME     STATUS ROLES   AGE   VERSION
minikube Ready  <none>  1m    v1.8.0

通过kubectl version命令可以查看客户顿以及服务端的版本：

~ $ kubectl version --short=true
Client Version: v1.8.5
Server Version: v1.8.0

所有常用的kubectl命令都可以在该集群中使用。

使用Dokcer for Mac创建Kubernetes集群

Docker for Mac/Docker for Windows为开发者提供了一个很好的起点来使用Docker。用户可以下载Stage或者Edge版本。Stable包含了所有已经完整测试和验证的功能，并且附带罪行的Docker GA版本。而在Edge版本中，通常提供了最新的测试和功能。其中17.12.0-ce-rc2-mac41作为Docker CE Edge版本private beta的部分提供了对于本地运行单节点kubernetes集群的支持。

这意味着，你可以直接使用Docker for Mac去创建镜像，启动Kubernetes集群，以及部署Pods，而不需要其它任何的第三方工具，比如minikube。当写这边文章的时候，这个特性只在Docker for Mac中支持，Docker for Windows还在计划当中。（在Docker Enterprise Edition版本中已经支持Kubernetes）

我们来看看如何使用Docker for Mac搭建本地的Kubernetes集群。

为了获取Kubernetes支持的Docker for Mac版本，你需要登录到Docker Beta program[1]提交审核。一旦通过审核你就会收到下载Edge版本的Docker for Mac的链接地址。 请确保About Docker显示其当前版本为12.12.0-ce-rc2-mac31或更新。在Preferences对话框包含新的便签页来支持你配置Kubernetes集群。

选择Enable Kubernetes，点击Apply & Restart 来启动单节点的Kubernetes集群。

几分钟之后，状态栏的状态将会更新，并且显示Kubernetes正在运行当中。

这个操作也会在~/.kube/config配置文件中保存集群信息。使用kubectl命令可以显示行管的信息：

~ $ kubectl config get-contexts
CURRENT  NAME               CLUSTER                    AUTHINFO            NAMESPACE
*        minikube           minikube                   minikube
         docker-for-desktop docker-for-desktop-cluster docker-for-desktop

使用kubectl可以切换集群上下文：

~ $ kubectl config use-context docker-for-desktop
Switched to context "docker-for-desktop".
~ $ kubectl config get-contexts 
CURRENT NAME               CLUSTER                     AUTHINFO NAMESPACE 
*       docker-for-desktop docker-for-desktop-cluster  docker-for-desktop 
        minikube           minikube                    minikube 
~ $ kubectl get nodes 
NAME               STATUS  ROLES    AGE   VERSION 
docker-for-desktop Ready   master   23h   v1.8.2

现在使用docker verion命令会显示当前环境的编排引擎为Kubernetes：

        $ docker version
        Client:
        Version: 17.12.0-rc1-kube_beta
        API version: 1.35
        Go version: go1.9.2
        Git commit: a36c9215a7f8d5da5231d2cca353375bcb27efe3
        Built: Thu Dec 7 17:33:49 2017
        OS/Arch: darwin/amd64
        Orchestrator: kubernetes
        Server:
        Engine:
        Version: 17.12.0-ce-rc2
        API version: 1.35 (minimum version 1.12)
        Go version: go1.9.2
        Git commit: f9cde63
        Built: Tue Dec 12 06:45:30 2017
        OS/Arch: linux/amd64
        Experimental: true

请注意，这里显示的编排引擎为Kubernetes，而不是默认的Swarm。

你现在只使用了一个工具就即拥有了最新的Kubernetes又拥有最新的Docker运行时。

让我们使用kuberctl version命令查看一下当前的客户端以及服务器端版本：

~ $ kubectl version --short=true
Client Version: v1.8.2
Server Version: v1.8.0

同样，所有kubectl命令也可以在这个集群中使用。

除了使用kubectl命令以外，你也可以使用通过部署Docker Compose应用栈来创建Kubernetes应用。可以看下面这个视频：

一旦你可以通过本地的kubernetes集群开发和测试你的应用程序，我们的Kubernetes workshop[2]还可以指导你如何在AWS上完成Kubernetes集群的创建以及应用程序的部署。

相关链接：

1. https://beta.docker.com/

2. https://github.com/aws-samples/aws-workshop-for-kubernetes

原文链接：https://aws.amazon.com/cn/blogs/opensource/kubernetes-on-laptop/

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