running-local-Kubernetes-clusters-using-docker
随着容器化、微服务、服务网格、服务编排、DevOps 等云原生技术的流行，我们也要跟上时代的步伐，那么我们需要怎么上车呢？此时就需要一个易于在本地运行且 Kubernetes 的工具，可在你的笔记本电脑上的虚拟机内轻松创建单机版 Kubernetes 集群，便于我们使用 Kubernetes 进行日常开发与学习。那么接下让我们轻松地搭建一个更贴近真实的 K8s 环境。
工具推荐
对于本地实验，还可以使用各种 Kubernetes 实现以运行 Kubernetes 群集，如
- Kind (https://kind.sigs.k8s.io/)
- Minikube (https://minikube.sigs.k8s.io/docs/)
- MicroK8s (https://microk8s.io/)
- 在线体验 K8s (https://labs.play-with-k8s.com/)
- Dockerized (https://github.com/y0ngb1n/dockerized) 推荐我的个人项目，欢迎 Star
使用上面任一工具的目标都能快速运行一个本地学习的 Kubernetes 群集，其中我个人最喜欢的是 Kind。
搭建 K8s 集群
下面分别尝试 Kind 与 Minikube 创建单机版 Kubernetes 集群。
先安装 kubectl
无论使用哪个工具，都需要先正确安装 kubectl Kubernetes 命令行工具，否则安装完 Kind、Minikube 等环境后无法执行 kubectl 命令。
使用 Kind 创建 K8s 集群
kind is a tool for running local Kubernetes clusters using Docker container “nodes”.
安装 kind
Kind 提供了多种安装方式，支持以下方式：
- On macOS via Homebrew
- On macOS via MacPorts
- On Windows via Chocolatey
- Installing From Release Binaries
- Installing From Source
这里将在 Linux 环境下以 Installing From Release Binaries 方式进行安装：
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.11.1/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
# mv ./kind /some-dir-in-your-PATH/kind
创建 K8s 集群
kind create cluster
# kind delete cluster
检验安装环境
🐋️ ~ kind get clusters
kind
使用 Minikube 创建 K8s 集群
安装 minikube
选择不同环境下的安装方式，参考 https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube
国内网络环境，使用如下命令将自动使用阿里云服务来支持 minikube 的环境配置，参考 https://developer.aliyun.com/article/221687
minikube start --image-mirror-country='cn'
# minikube delete
检验安装环境
🐋️ ~ minikube status
minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured
启动 K8s 控制台，参考 https://minikube.sigs.k8s.io/docs/handbook/dashboard/
minikube dashboard
# or
minikube dashboard --url
查看 minikube 支持的扩展列表，参考 https://minikube.sigs.k8s.io/docs/handbook/deploying/
minikube addons list
检验 K8s 集群
🐋️ ~ kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"21", GitVersion:"v1.21.1", GitCommit:"5e58841cce77d4bc13713ad2b91fa0d961e69192", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2021-05-12T14:18:45Z", GoVersion:"go1.16.4", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"22", GitVersion:"v1.22.3", GitCommit:"c92036820499fedefec0f847e2054d824aea6cd1", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2021-10-27T18:35:25Z", GoVersion:"go1.16.9", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
# 查看当前指向的 k8s 环境，kind/minikube 安装时会自动修改 kubectl 配置
🐋️ ~ kubectl config current-context
kind-kind
# 如本地有多个 k8s 环境，可手动切换
🐋️ ~ kubectl config use-context minikube
Switched to context "minikube".
# 检查服务器节点
🐋️ ~ kubectl get no
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
minikube Ready control-plane,master 36m v1.22.3
🐋️ ~ kubectl get nodes -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
minikube Ready control-plane,master 15m v1.22.3 192.168.49.2 <none> Ubuntu 20.04.2 LTS 5.4.0-42-generic docker://20.10.8
# 查看 k8s 集群信息
🐋️ ~ kubectl cluster-info
Kubernetes control plane is running at https://192.168.49.2:8443
CoreDNS is running at https://192.168.49.2:8443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
K8s 初体验
快速尝鲜
# 启动单实例 nginx
🐋️ ~ kubectl create deployment nginx-depl --image=nginx
# 查看运行的实例
🐋️ ~ kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-depl-5c8bf76b5b-zw8ms 1/1 Running 0 70s
# 转发一个本地 8080 端口到 Pod 80 端口
🐋️ ~ kubectl port-forward nginx-depl-5c8bf76b5b-zw8ms 8080:80
# 本地访问
🐋️ ~ curl 127.0.0.1:8080
# 清除实例
🐋️ ~ kubectl delete deployment nginx-depl
小试牛刀
nginx-pod.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
nginx-svc.yml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
spec:
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 31080
selector:
app: nginx
type: NodePort
执行命令：
# 一键发布，启动实例
🐋️ ~ kubectl apply -f .
# 调试 Pod
🐋️ ~ kubectl describe pod nginx
🐋️ ~ kubectl port-forward nginx 8080:80
# 调试 Service
🐋️ ~ kubectl describe svc nginx-svc
🐋️ ~ kubectl port-forward service/nginx-svc 8080:80
# 清除实例
🐋️ ~ kubectl delete -f .
注意事项
- 需要先正确安装
kubectl - 通过 Port-Forward 可本机访问 Pod，仅限本地调试环境，如
curl 127.0.0.1:8080 - 通过 Service 反向代理时，需要使用 K8s 集群的 IP 进行访问，使用
kubectl get nodes -o wide查看 K8s 集群的 IP - Service 是 K8s 提供反向代理的机制，负责反向路由+负载均衡
- NodePort 是 Service 的一种类型，可将 Service 暴露给外网
- NodePort 范围
30000~32767 - Label 是 K8s 的种打标签机制
- Selector 是 K8s 中的路由选择定位机制
- 使用 Kind 或 Minikube 部署的 K8s 集群，node 基于容器运行而不是宿主机，使用 Service 反向代理时，只在 node 节点容器中 kube-proxy 生效，使用
docker exec -it kind-control-plane bash验证这一点，而不是直接映射在宿主机上
K8s 故障排查指南
