初试 minikube 本地部署运行 kubernetes 实例

目录

• kubernetes 介绍
• 环境、软件准备
• kubectl 安装
• minikube 安装
• 部署运行实例

1、kubernetes 介绍

Kubernetes 是 Google 开源的容器集群管理系统，它构建在目前流行的 Docker 技术之上，为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等一整套功能。而就在日前 DockerCon 欧洲大会上， Docker 宣布拥抱支持 Kubernetes，Docker 公司计划提供一个无缝平台，同时支持包含 Swarm 和 Kubernetes 集群的异构部署。minikube 是一个使我们很容易在本地运行 kubernetes 的工具，他是通过在本机 VM 里运行一个单节点集群，大大方便学习和使用 kubernetes。

2、环境、软件准备

本次演示环境，我是在本机 MAC OS 以及虚拟机 Linux Centos7 上操作，以下是安装的软件及版本：

1. Docker: version 17.09.0-ce
2. Oracle VirtualBox: version 5.1.20 r114628 (Qt5.6.2)
3. Minikube: version v0.22.2
4. Kuberctl: 

• Client Version: v1.8.1
• Server Version: v1.7.5

注意：Minikube 启动的单节点 k8s Node 实例是需要运行在本机的 VM 虚拟机里面，所以需要提前安装好 VM，这里我选择 Oracle VirtualBox。k8s 运行底层使用 Docker 容器，所以本机需要安装好 Docker 环境，这里忽略 Docker、VirtualBox 的安装过程，着重介绍下 Minikube 和 Kuberctl 的安装。

3、 kubectl 安装

kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具，我们可以使用该工具查看集群资源，创建、更新、删除各个组件等等，同时提供了非常详细的使用文档，非常方便，那我们在本机 Mac 上安装一下。

安装方式有两种：

一、通过 curl 安装

curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl

2、赋二进制文件执行权限chmod +x ./kubectl

3、将二进制文件移到 PATH 中sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

安装完毕后，执行 ​​kubectl version​​ 查看版本以及是否安装成功。我们可以通过 ​​kubectl help​​

4、minikube 安装

minikube 是一个使我们很容易在本地运行 kubernetes 的工具，他是通过在本机 VM 里运行一个单节点 kubernetes 集群，这对于新手想了解和学习 kubernetes 提供了很大的帮助。所以在安装 minikube 之前我们需要在本机先安装 VM，这里我选择 VirtualBox 忽略安装过程，以下是可选 VM 列表：

• OS X: ​​xhyve driver​​​, ​​VirtualBox​​​, ​​VMware Fusion​​.
• Linux: ​​VirtualBox​​​, ​​KVM​​
• Windows: ​​VirtualBox​​​, ​​Hyper-V​​

minikube 的安装也很简单。

1、curl 方式安装

OSX 系统：
curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/v0.22.3/minikube-darwin-amd64 && chmod +x minikube && sudo mv minikube /usr/local/bin/

Linux 系统：
curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/v0.22.3/minikube-linux-amd64 && chmod +x minikube && sudo mv minikube /usr/local/bin/

2、若上边地址被墙了，可以去 GitHub 上下载安装包，在执行。

下载最新版安装包，各系统对应地址如下：

• ​​minikube-darwin-amd64​​
• ​​minikube-linux-amd64​​
• ​​minikube-installer.exe​​

然后执行 ​​chmod +x minikube && sudo mv minikube /usr/local/bin/​​，即可完成安装。安装完毕后，执行 ​​minikube version​​ 查看版本以及是否安装成功。我们可以通过 ​​minikube help​​

5、部署运行实例

好了，环境我们已经安装完毕，现在来演示运行一个实例，这里我已 tomcat 镜像为例，演示部署服务，发布服务，扩容缩容服务等操作。

1、创建并启动 minikube 虚拟机
$ minikube start
Starting local Kubernetes cluster...
Running pre-create checks...
Creating machine...
Starting local Kubernetes cluster...

2、创建 hello-minikube 部署
$ kubectl run hello-minikube --image=tomcat:8.0 --port=8080
deployment "hello-minikube" created

3、发布服务 hello-minikube
$ kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort
service "hello-minikube" exposed

4、查看 pods
$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS              RESTARTS   AGE
hello-minikube-598805112-3bzmf   1/1       ContainerCreating   0          5s
注意：刚开始时，pod 没有完全创建好的时候，状态是 ContainerCreating，当部署完成后，状态就变成 Running。

$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-minikube-598805112-3bzmf   1/1       Running   0          25s

5、获取服务地址
$ minikube service hello-minikube --url
http://192.168.99.102:30724
$ minikube service hello-minikube 将直接打开地址到默认浏览器上。

6、停止 minikube 虚拟机
$ minikube stop
Stopping local Kubernetes cluster...
Stopping "minikube"...

注意：在部署过程中可能会出现问题，大部分跟网络相关，下载 images 时会超时报错，解决办法是一安装翻墙工具，二是替代需要翻墙下载的 images。以下是我本机实验遇到的问题，以及解决方法。

问题一：命令行下载 tomcat:8.0 镜像，执行 ​​docker pull tomcat:8.0​​

$ minikube docker-env
export DOCKER_TLS_VERIFY="1"
export DOCKER_HOST="tcp://192.168.99.102:2376"
export DOCKER_CERT_PATH="/Users/wanyang3/.minikube/certs"
export DOCKER_API_VERSION="1.23"

执行 ​​eval $(minikube docker-env)​​，即设置 minikube 虚拟机的 docker 环境变量即可。

问题二：执行完毕上边 2 和 3 步骤后，发现 hello-minikube 服务并没有成功启动。

$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS              RESTARTS   AGE
hello-minikube-598805112-3bzmf   0/1       ContainerCreating   0          15s

发现 hello-minikube 的状态一直是 ContainerCreating，并且 READY 为 0/1，通过 ​​minikube logs​​ 查看日志可以看出，有一个镜像 ​​gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0​​

# 替换镜像
$ docker pull visenzek8s/pause-amd64:3.0
$ docker tag visenzek8s/pause-amd64:3.0 gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0

# 显式设置拉取策略为 IfNotPresent
$ kubectl run hello-minikube --image=tomcat:8.0 --port=8080 --image-pull-policy=IfNotPresent

方案就是替换该镜像，然后可以设置拉取策略为优先本地获取，本地没有再去远程获取。因为这里服务启动策略为 always，会定时自动重新拉取，所以一旦本地拉取该镜像后，我们会发现上边 hello-minikube 一会就启动成功了。

下边介绍一下 kubectl 一些其他常用操作。

1、创建资源的两种方式

1.1 通过 Yaml 或 Json 文件创建

$ kubectl create -f <file_path>/xxx.yaml | <file_path>/xxx.json --[options]
eg：kubectl create -f ./redis.yaml

简单的 ​​redis.yaml​​

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-redis
  namespace: my-kube
spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        group: hello-scm
        my-kube: hello-redis
        k8s-app: redis
    spec:
      containers:
      - name: redis
        image: redis:latest
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    group: hello-scm
    kubernetes.io/cluster-service: 'true'
    kubernetes.io/name: hello-redis
  name: hello-redis
  namespace: my-kube
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    k8s-app: redis

yaml 文件要符合 kubernetes 的规范，可以参考官网对 yaml 语法定义，可以自学一下，这里就不展开来说了。

1.2 指定镜像启动

$ kubectl run --image=xxxx:xx --[options]
eg: kubectl run hello-minikube --image=tomcat:8.0 --port=8080

2、复制多个部署 pod

$ kubectl scale --replicas=3 deployment/hello-minikube
deployment "hello-minikube" scaled
$ kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-minikube-598805112-3bzmf   1/1       Running   1          1d
hello-minikube-598805112-vrskz   1/1       Running   1          1d
hello-minikube-598805112-xwq55   1/1       Running   1          1d

也可以在启动时，指定复制数量
$ kubectl run hello-minikube --image=tomcat:8.0 --port=8080 --replicas=3

3、暴露 pod (po), service (svc), replicationcontroller (rc), deployment (deploy), replicaset (rs) 成新的服务

$ kubectl expose po | svc | rc | delpoy | rs --[options]
eg：kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort # 暴露名称为 hello-minikube 部署为类型为 NodePort 的服务
eg：kubectl expose rc hello-nginx --port=80 --target-port=8000 --type=NodePort # 暴漏名称为 nginx 的副本为指定服务端口80，连接该服务端口8000，类型为 NodePort 的服务

$ kubectl get service
NAME             TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
hello-minikube   NodePort    10.0.0.176   <none>        8080:30724/TCP   1d
hello-nginx      NodePort    10.0.0.94    <none>        80:8000/TCP      1d
kubernetes       ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP          1d

4、重新加载某个资源

$ kubectl apply -f <file_path>/xxx.yaml | <file_path>/xxx.json --[options]
eg：kubectl apply -f ./redis.yaml

5、查看 pod, service, replicationcontroller, deployment, replicaset 各种类型资源信息列表

$ kubectl get po | svc | rc | deploy | rs # 查看默认 namespace 下各类型资源信息列表
$ kubectl get po | svc | rc | deploy | rs --all-namespaces # 查看所有 namespace 下各类型资源信息列表

6、查看 pod, service, replicationcontroller, deployment, replicaset 各种类型资源日志信息或描述信息

$ kubectl logs <resource_type>/<resource_name> [options]
eg：kubectl logs -f po/hello-minikube-598805112-3bzmf # 查看指定 pod 的日志
eg：kubectl logs deploy/hello-nginx -n my-kube # 查看指定 delpoy 和 namespace 的日志

$ kubectl describe <resource_type>/<resource_name> [options]
eg：kubectl describe pods # 查看所有 pod 的描述信息
eg：kubectl describe po/hello-minikube-598805112-3bzmf # 查看指定 pod 的描述信息
eg：kubectl describe deploy/hello-nginx -n my-kube # 查看指定 delpoy 和 namespace 的描述信息

7、查看集群信息

$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://192.168.99.102:8443

好了，先介绍这么多，下一篇继续介绍下通过 minikube 安装 Kubernetes Dashboard 并集成 Heapster 插件。

参考资料

• ​​Running Kubernetes Locally via Minikube​​
• ​​Install Minikube​​
• ​​Install and Set Up kubectl​​
• ​​github minikube​​