Day-07-Kubernetes_介紹-建立本地 Kubernetes 環境

前言

接下來幾天會開始介紹 Kubernetes 常用的組件(Pod, Deployment, Service..)，在認識這些組件的時候，希望讀者也能透過實際操作來加深印象，所以先介紹怎麼透過 kind 在本地快速的搭建 Kubernetes 環境，並使用 kubectl 操作你的 Kubernetes 環境。

Note:
透過 kind 建立的環境非常適合開發與測試，但並不適合使用再生產環境，若希望建立生產環境的 Kubernetes Cluster 請參考官方手冊

前置作業

今天我們先於本地安裝 kubectl 與 kind，筆者的操作環境為 MacOS (Apple Silicon)。

• kubectl
  Kubernetes 的 command-line 工具，可以透過此工具來部署應用服務或操作、管理你的 Kubernetes。

  # 透過 Homebrew 安裝
  brew install kubectl
  
  # 檢查是否安裝成功
  kubectl version --client=true
  

  Note: Windows / Linux 或其他安裝方式能參考 kubectl 安裝官方手冊

• kind ("Kubernetes IN Docker")
  使用 Docker container 為基礎，能在本地環境快速的建立 Kubernetes 群集，是一個輕量級的搭建方案，適合用於開發與測試。

  # 透過 Homebrew 安裝
  brew install kind
  
  # 檢查是否安裝成功
  kind version
  

  Note: Windows / Linux 或其他安裝方式能參考 kind 安裝官方手冊

建立你的 Kubernetes 環境

1. 準備 kind-config.yaml
   因為 kind 預設只會建立一個單一節點，要建立多個節點時，需要提供配置檔案來定義，所以我們在本地建立一個 kind-config.yaml 的檔案

   kind-config.yaml 內容：

   apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
   kind: Cluster
   nodes:
   - role: control-plane  # 指定要一個 Master Node
   extraPortMappings:
   - containerPort: 30000 # 本地端能訪問 Cluster 30000 Port
       hostPort: 30000
       listenAddress: "0.0.0.0" # Optional, defaults to "0.0.0.0"
       protocol: tcp # Optional, defaults to tcp
   - containerPort: 30001 # 本地端能訪問 Cluster 30001 Port
       hostPort: 30001
       listenAddress: "0.0.0.0" # Optional, defaults to "0.0.0.0"
       protocol: tcp # Optional, defaults to tcp
   - role: worker  # 指定要一個 Worker Node
   

   檔案內容除了指定要一個 Master Node + Worker Node 之外，也要求轉發 30000 & 30001 port 到 Host 方便後面測試用。

2. 建立 Kubernetes Cluster

   # 建立一個 Kubernetes cluster 且 cluster name 為 my-cluster
   kind create cluster --name my-cluster --config kind-config.yaml
   
   # 查詢建立的 clusters
   kind get clusters
   

   執行結果
   
   預設為會使用 Docker container 建立一個 kubernetes node，該 node 同時為 master node(control-plane) 與 worker node。

3. 配置 kubectl 要操作哪個 kubernetes

   kubectl 是 Client 端組件，用來操作本地或遠端的 Kubernetes，所以需要指定現在你要操作的 Kubernetes。
   而透過 kind create cluster 建置時，會將該 Kubernetes 配置一個 Context 到本地端的配置檔(kubeconfig)中，該 Context 的名稱方式為 `kind-${you cluster name}。

   # 查詢 Context 名稱，我的 cluster name 為 my-cluster，故 context 名稱應為 kind-my-cluster
   kubectl config get-contexts
   
   # 設定 kubectl context 為 kind-my-cluster
   kubectl cluster-info --context kind-my-cluster
   

   執行結果
   
   

4. Cluster 已經建立完成，讓我們來部署個服務，測試一下 Cluster 是否可用

   # 部署一個叫 podinfo 的 golang 服務
   kubectl apply -k github.com/stefanprodan/podinfo//kustomize
   
   # 讓該服務能透過 localhost:30000 訪問
   kubectl patch svc podinfo -p '{"spec": {"type": "NodePort", "ports": [{"port": 9898, "targetPort": 9898, "nodePort": 30000}]}}'
   

   使用瀏覽器訪問 localhost:30000
   

   出現以上畫面代表你已經成功部署了一個服務在本地端的 Kubernetes cluster。

總結

今天我們透過 kind 建立了一個適合開發與測試的 Kubernetes Cluster，並能透過 kubectl 操作該 Cluster，最後也部署了一個服務到 Kubernetes 上運行，接下來會開始介紹 Kubernetes 中常用的組件。

補充

若要清掉上面部署的服務來保持 Cluster 乾淨的話，能使用下面語法

k delete -k github.com/stefanprodan/podinfo//kustomize