使用Minikube部署本地Kubernetes叢集（二十八）

阿新 • • 發佈：2019-07-10

前言

使用Minikube部署本地k8s叢集相對比較簡單，非常推薦將其用於本地k8s開發環境，唯一麻煩點的僅僅是網路問題。

在本篇教程中，我們使用了國內的映象來完成本地k8s叢集的搭建。如果搭建過程中出現錯誤，建議使用minikube delete之後再重新搭建。

Kubernetes 用於協調高度可用的計算機叢集，這些計算機被連線作為單個工作單元。 Kubernetes允許使用者將容器化的應用程式部署到叢集，而不必專門將其繫結到單個計算機。為了利用這種新的部署模型，應用程式需要被容器化。容器化應用程式比過去的部署模型更靈活和可用——而不是將應用程式直接安裝到特定機器上，作為深入整合到主機中的軟體包。Kubernetes 在一個叢集上以更有效的方式自動分發和排程容器應用程式。

Kubernetes 叢集由兩種型別的資源組成:

Master：即叢集的排程節點，負責管理叢集，例如排程應用程式、維護應用程式的所需狀態、擴充套件應用程式和滾動更新。
Nodes：即應用程式實際執行的工作節點，可以是物理機或者虛擬機器。每個工作節點都有一個 Kubelet（節點代理），它是管理節點並與Kubernetes Master節點進行通訊的代理。節點上還應支援容器操作，例如 Docker或rkt。一個 Kubernetes 工作叢集至少有三個節點。

當我們在Kubernetes上部署應用程式時， Master會啟動應用程式容器，並排程容器在叢集的Nodes上執行，而Nodes使用Master公開的Kubernetes API與Master進行通訊。終端使用者還可以直接使用 Kubernetes 的API與叢集互動。

使用Minikube建立本地Kubernetes實驗環境

在大部分情況下，我們需要在本地玩轉Kubernetes，以便於Kubernetes應用程式的開發和調測。搭建完整的Kubernetes叢集畢竟太重，那麼使用Minikube則是不二選擇。

什麼是Minikube?

Minikube 是一個輕量級的Kubernetes實現，會在本機建立一臺虛擬機器，並部署一個只包含一個節點的簡單叢集。 Minikube適用於Linux, Mac OS和Windows系統。Minikube CLI提供了叢集的基本引導操作，包括啟動、停止、狀態和刪除。

Minikube的目標是成為本地Kubernetes應用程式開發的最佳工具，並支援所有適合的Kubernetes功能！

官方GitHub地址：https://github.com/kubernetes/minikube

Minikube支援的功能

Minikube支援以下Kubernetes功能：

DNS
NodePorts（可使用“minikube service”命令來管理）
ConfigMaps和Secrets
儀表板（Dashboards，minikube dashboard）
容器執行時：Docker，rkt，CRI-O和containerd
Enabling CNI（容器網路介面）
Ingress
LoadBalancer（負載均衡，可以使用“minikube tunnel”命令來啟用）
Multi-cluster（多叢集，可以使用“minikube start -p <name>”命令來啟用）
Persistent Volumes
RBAC
通過命令配置apiserver和kubelet

Windows 10下安裝

1.安裝要求

Windows必須支援虛擬化，可以執行“systeminfo”命令來確認。如果支援虛擬化，則【Hyper-V要求】一欄如下圖所示：

C:\Users\Lys_Desktop\Documents\Tencent Files\512982554\Image\C2C\M%YWM2VE`R)$F2KF`{~M{LU.jpg

如果已經裝了Hyper-V，則提示如下：

2.啟用Hyper-V（推薦）

可以通過【程式和功能】=》【開啟或關閉 Windows 功能】=》勾選【Hyper-V】來啟用Hyper-V，也可以通過管理員執行以下Powershell指令碼：

Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All

如果不支援啟用Hyper-V，大家可以安裝“VirtualBox”，而且目前“VirtualBox”是官方預設的虛擬機器管理程式。

3.安裝Minikube和kubectl

使用Chocolatey安裝Minikube（推薦）

Chocolatey我們前面已經進行了講解，這裡面我們可以使用Chocolatey以管理員身份一鍵安裝Minikube：

choco install minikube kubernetes-cli

PS C:\WINDOWS\system32> choco install minikube kubernetes-cli

Chocolatey v0.10.11

Installing the following packages:

minikube;kubernetes-cli

By installing you accept licenses for the packages.

Minikube v1.1.1 [Approved]

minikube package files install completed. Performing other installation steps.

ShimGen has successfully created a shim for minikube.exe

The install of minikube was successful.

Software install location not explicitly set, could be in package or

default install location if installer.

kubernetes-cli v1.14.3 already installed.

Use --force to reinstall, specify a version to install, or try upgrade.

Chocolatey installed 1/2 packages.

See the log for details (C:\ProgramData\chocolatey\logs\chocolatey.log).

Warnings:

- kubernetes-cli - kubernetes-cli v1.14.3 already installed.

Use --force to reinstall, specify a version to install, or try upgrade.

通過下載安裝包安裝

下載地址：https://github.com/kubernetes/minikube/releases/

需下載【minikube-windows-amd64.exe】，下載完成後，需要重新命名為“minikube.exe”進行使用。

4.啟動Minikube

Minikube在Windows上支援使用VirtualBox和Hyper-V，這裡我們使用Hyper-V進行實踐。

我們需要執行“minikube start”命令來啟動Minikube。這個過程中會下載Minikube ISO映象，如果Minikube ISO映象下載失敗，可複製連結手工下載或者配置容器代理再試。如果是手工下載，下載後，請將ISO檔案放置C:\Users\<使用者名稱>\.minikube\cache\iso目錄，然後再次執行“start”命令。具體命令如下所示：

需使用管理員執行以下Powershell指令碼：

minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096

其中，--registry-mirror引數用於設定映象服務地址，這裡設定為國內映象服務地址。--vm-driver引數設定了虛擬機器型別，這裡我們使用Hyper-V，預設是VirtualBox。--memory引數設定了虛擬機器記憶體大小。執行此指令碼後，會使用預設的Hyper-V的虛擬交換機，我們也可以使用引數--hyperv-virtual-switch進行指定指定的虛擬網路交換機。虛擬網路交換機設定如下圖所示：

在中國，由於網路和防火牆的原因，通常會無法拉取k8s相關映象或者下載速度過於緩慢，因此，我們可以通過引數--image-repository來設定Minikube使用阿里雲映象。如下列命令：

minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096 --hyperv-virtual-switch="NET" --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

PS C:\WINDOWS\system32> minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096 --hyperv-virtual-switch="NET" --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

* minikube v1.1.1 on windows (amd64)

* using image repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

* Creating hyperv VM (CPUs=2, Memory=4096MB, Disk=20000MB) ...

* Configuring environment for Kubernetes v1.14.3 on Docker 18.09.6

* Pulling images ...

* Launching Kubernetes ...

* Verifying: apiserver proxy etcd scheduler controller dns

* Done! kubectl is now configured to use "minikube"

成功之後，我們就可以使用kubectl來操作叢集了，比如檢視當前所有pod的狀態：

kubectl get pods --all-namespaces

剛才我們使用Minikube建立了預設的叢集，我們還可以使用Minikube建立新的叢集，比如：

minikube start -p mycluster

值得注意的是，Minikube搭配Hyper-V使用需要禁用動態記憶體（Docker for Windows初始化時指定禁用了相關虛擬機器使用動態記憶體），執行Powershell指令碼如下所示：

Set-VMMemory -VMName 'minikube' -DynamicMemoryEnabled $false。

在Windows 10下，我們還可以使用docker-desktop來啟用k8s，不過由於網路的原因，並不是很推薦：

開啟Minikube視覺化面板

成功啟動Minikube之後，我們就可以通過以下命令來開啟Minikube視覺化面板:

minikube dashboard

啟用面板

PS C:\WINDOWS\system32> minikube dashboard

* Enabling dashboard ...

* Verifying dashboard health ...

* Launching proxy ...

* Verifying proxy health ...

* Opening http://127.0.0.1:3173/api/v1/namespaces/kube-system/services/http:kubernetes-dashboard:/proxy/ in your default browser...

常見錯誤

啟動Minikube時提示錯誤如下：X Unable to start VM: start: exit status 1

處理方案：執行“minikube delete”或者手工清理時虛擬機器目錄存在殘留內容，需手動刪除目錄“C:\Users\{your username} \.minikube\machines”後再次嘗試。

Linux下安裝

1.安裝虛擬機器（可選）

在Linux環境下，Minikube支援直接在主機上執行Kubernetes，因此此步驟為可選。所以大家可以根據實際情況來選擇是否安裝虛擬機器，比如KVM和VirtualBox。

注意：如果直接在主機上執行，Minikube會執行一個不安全的API Server，可能會導致安全隱患，因此不建議在個人工作環境安裝。

2.安裝kubectl

由於Google網路不太穩定，我們使用阿里雲映象進行安裝。

CentOS

echo '#k8s

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64

enabled=1

gpgcheck=0

'>/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

#kubeadm和相關工具包

yum -y install kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni

Debian / Ubuntu

apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https

curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -

echo 'deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main' >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

apt-get update

apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

3.安裝Minikube

這裡我們直接下載安裝：

curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \

&& chmod +x minikube

由於網路問題，我們可以選擇使用阿里雲的執行程式：

curl -Lo minikube https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \

&& chmod +x minikube

然後將可執行檔案新增到/usr/local/bin目錄下

sudo install minikube /usr/local/bin

4.啟動Minikube

minikube start --vm-driver=none

如果存在網路問題，請使用--image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers指定映象倉庫地址。

安裝過程中如出現問題，可以執行以下命令之後再重新嘗試：

minikube delete

rm ~/.minikube

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