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在 VirtualBox 虚拟机上通过 `kubeadm` 快速搭建本地 Kubernetes 集群

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kubernetes

Kubernetes 生态越来越成熟，围绕 k8s 做产品或者平台的开发，有时为了快速验证或者做 demo 免不了需要在本地设备上搭建 k8s 集群，而且目前大家使用的设备普遍差不多 8 核 16G 内存的配置，通过 VirtualBox 基本可以创建 1-2 台 2C4G 的虚拟机出来，做为本地临时 k8s 集群也足够了。

今天就总结一下，如何从创建 VirtualBox 虚拟机开始，到通过 kubeadm 搭建本地 k8s 集群，希望对准备上手的同学们有所帮助。

注： 部分步骤需要科学上网，解放社会主义生产力。

VirtualBox 虚拟机创建

下载 CentOS 镜像

这里我们使用 CentOS 7，安装镜像下载地址：https://www.centos.org/download/

点击 «DVD ISO» 并选择喜欢的镜像下载链接就好。

vm 创建

VirtualBox 通过界面创建 vm 过程非常简单，只需要点击“新建”，填写名称，下一步，设置内存大小，下一步，点击“创建” 即可。

vm 启动前配置

启动虚拟机前，有三个地方需要在“设置”里配置下：

  1. 虚拟 CPU 的个数

    vbox_cpu

  2. 网络，推荐配置两个网卡，一块 Host-Only 用于组本地局域网，一般情况下 IP 固定；另一块桥接网络（Bridged）或者 NAT，用来连接网络，包括局域网及公网，优先尝试桥接网络，如果发现不能分配到 IP 或者网络功能不正常，停掉配置成 NAT；

    vbox_network

  3. 加载安装镜像，选择上面下载好的 CentOS 7 ISO 镜像文件

    vbox_iso

配置好后，就可以启动虚拟机进行 CentOS 7 的安装了。

P.S. 启动虚拟机的时候，推荐使用无界面启动，或者分离式启动，这样通过其他常用终端工具 ssh 连接后，就可以关掉 vbox 窗口了。

CentOS 安装

CentOS 安装交互已经比较友好了，这里就不一步步说明了，重点截图如下：

centos_summary

重点提一下三个地方：

  1. 时区及网络时间
  2. 磁盘自动分区

  3. 网络 OnBoot 开启（这里忘了打开，CentOS 默认网卡开机不开启，会导致分不到对应的 IP，解决办法是可以进到系统里，修改 network config 文件，重启网络服务，具体的操作这里不列出了，大家自行谷歌 :-P）

    centos_network

安装完成，重启后，就基本完成了 CentOS 的安装了，大家可以登录进去，看一下网络情况，如果没有问题，就可以开始 k8s 集群的安装了。

这里推荐大家利用 VirtualBox 做一个系统备份，这个方便以后回滚、复制以及导出，后续如果再需要 CentOS 就不需要再从头安装了，直接 Clone （记得勾选重新初始化 MAC 地址）就好了，会快很多，而且避免出错。

kubeadm 创建 k8s 集群

kubeadm 是一个 k8s 官方推出的可以用来方便的创建 kubernetes 集群的工具。

具体的安装及使用的文档，建议直接参考官方说明。

我这里只是把一些注意事项帮大家列出来，免得大家掉坑儿。

准备工作

  1. Disable firewalld

    systemcctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

  2. 安装 Docker

    yum install -y docker
systemctl enable docker && systemctl start docker

  3. Disable Swap

    swapoff -a

# 修改 /etc/fstab 文件，注释掉 SWAP 的自动挂载，使用free -m 确认 swap 已经关闭。
sed -i -e '/swap/d' /etc/fstab

# swappiness 参数调整，修改 /etc/sysctl.d/k8s.conf 添加下面一行：
echo 'vm.swappiness=0' > /etc/sysctl.d/k8s.conf

# 执行使修改生效
sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

  4. Disable SELinux

    vim /etc/sysconfig/selinux
# 修改 SELINUX=enforcing 为 SELINUX=disabled
# 重启 vm

  5. 配置 sysctl iptables

    cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sysctl --system

  6. 重启

    reboot

集群初始化

做好上面的准备后，就可以开始初始化集群了，命令很简单：

kubeadm init <args>

样例：

kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 --apiserver-advertise-address=0.0.0.0 --node-name=192.168.56.105

推荐使用 --dry-run 来做启动前的检查，原因就是执行完 kubeadm init 如果发现有问题，需要先 drain node 再 delete node 之后才能 kubeadm reset 做清理，比较麻烦，通过 --dry-run 可以提前发现一些可以避免的问题。

如果成功，将会看到类似下面截图的输出：

kubeadm-result

其他方式

其实构建 k8s 集群还有很多其他的方式：

  • 二进制直接安装，我个人认为刚接触 k8s 一定要用二进制的方式做一遍，虽然比较繁琐，但是能够获得对 k8s 各个组件配置及相互关系有一个直观感受，增进理解；
  • 源代码中的 ./hack/local-cluster-up.sh，更适合开发及调试 k8s 本身的问题时使用，通过环境变量可以控制持久化 etcd 数据；

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