Kubernetes Grundlagen lernen

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Kubernetes lokal über Minikube betreiben

Minikube ist ein Tool, mit dem Kubernetes lokal einfach ausgeführt werden kann. Minikube führt einen Kubernetes-Cluster mit einem einzigen Node in einer VM auf Ihrem Laptop aus, damit Anwender Kubernetes ausprobieren oder täglich damit entwickeln können.

Minikube-Funktionen

  • Minikube unterstützt Kubernetes-Funktionen wie:
    • DNS
    • NodePorts
    • ConfigMaps and Secrets
    • Dashboards
    • Container Laufzeiumgebungen: Docker, rkt, CRI-O und containerd
    • Unterstützung von CNI (Container Network Interface)
    • Ingress

Installation

Lesen Sie Minikube installieren für Informationen zur Installation von Minikubes.

Schnellstart

Folgend finden Sie eine kurze Demo zur Verwendung von Minikube. Wenn Sie den VM-Treiber ändern möchten, fügen Sie das entsprechende --vm-driver=xxx-Flag zu minikube start hinzu. Minikube unterstützt die folgenden Treiber:

  • virtualbox
  • vmwarefusion
  • kvm2 (Treiber installation)
  • kvm (Treiber installation)
  • hyperkit (Treiber installation)
  • xhyve (Treiber installation) (deprecated)
  • hyperv (Treiber installation) Beachten Sie, dass die unten angegebene IP-Adresse dynamisch ist und sich ändern kann. Sie kann mit minikube ip abgerufen werden.

  • none (Führt die Kubernetes-Komponenten auf dem Host und nicht in einer VM aus. Die Verwendung dieses Treibers erfordert Docker (Docker installieren) und eine Linux-Umgebung)

    minikube start
    Starting local Kubernetes cluster...
Running pre-create checks...
Creating machine...
Starting local Kubernetes cluster...

    kubectl create deployment hello-minikube --image=k8s.gcr.io/echoserver:1.10
    deployment.apps/hello-minikube created

    kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080
    service/hello-minikube exposed

    # Wir haben jetzt einen echoserver Pod gestartet, aber wir müssen warten,
# bis der Pod betriebsbereit ist, bevor wir über den exponierten Dienst auf ihn zugreifen können.
# Um zu überprüfen, ob der Pod läuft, können wir Folgendes verwenden:
kubectl get pod

    NAME                              READY     STATUS              RESTARTS   AGE
hello-minikube-3383150820-vctvh   0/1       ContainerCreating   0          3s

    # Wir können anhand des ContainerCreating-Status sehen, dass der Pod immer noch erstellt wird.
kubectl get pod

    NAME                              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-minikube-3383150820-vctvh   1/1       Running   0          13s

    # Wir können sehen, dass der Pod jetzt läuft und wir können ihn jetzt mit curl kontaktieren:
curl $(minikube service hello-minikube --url)

    
Hostname: hello-minikube-7c77b68cff-8wdzq

Pod Information:
	-no pod information available-

Server values:
	server_version=nginx: 1.13.3 - lua: 10008

Request Information:
	client_address=172.17.0.1
	method=GET
	real path=/
	query=
	request_version=1.1
	request_scheme=http
	request_uri=http://192.168.99.100:8080/

Request Headers:
	accept=*/*
	host=192.168.99.100:30674
	user-agent=curl/7.47.0

Request Body:
	-no body in request-

    kubectl delete services hello-minikube
    service "hello-minikube" deleted

    kubectl delete deployment hello-minikube
    deployment.extensions "hello-minikube" deleted

    minikube stop
    Stopping local Kubernetes cluster...
Stopping "minikube"...

Alternative Containerlaufzeitumgebungen

containerd

Um containerd als Containerlaufzeitumgebung zu verwenden, führen Sie den folgenden Befehl aus:

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --container-runtime=containerd \
    --bootstrapper=kubeadm

Oder verwenden Sie die erweiterte Version:

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
    --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
    --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
    --bootstrapper=kubeadm

CRI-O

Um CRI-O als Containerlaufzeitumgebung zu verwenden, führen Sie den folgenden Befehl aus:

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --container-runtime=cri-o \
    --bootstrapper=kubeadm

Oder verwenden Sie die erweiterte Version:

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
    --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=/var/run/crio.sock \
    --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=/var/run/crio.sock \
    --bootstrapper=kubeadm

rkt container engine

Um rkt als Containerlaufzeitumgebung zu verwenden, führen Sie den folgenden Befehl aus:

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --container-runtime=rkt

Hierbei wird ein alternatives Minikube-ISO-Image verwendet, das sowohl rkt als auch Docker enthält, und CNI-Netzwerke ermöglichen.

Treiber Plugins

Weitere Informationen zu unterstützten Treibern und zur Installation von Plugins finden Sie bei Bedarf unter TREIBER.

Lokale Images durch erneute Verwendung des Docker-Daemon ausführen

Wenn Sie eine einzige Kubernetes VM verwenden, ist es sehr praktisch, den integrierten Docker-Daemon von Minikube wiederzuverwenden; Dies bedeutet, dass Sie auf Ihrem lokalen Computer keine Docker-Registy erstellen und das Image in die Registry importieren müssen - Sie können einfach innerhalb desselben Docker-Daemons wie Minikube arbeiten, was lokale Experimente beschleunigt. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie Ihr Docker-Image mit einem anderen Element als ‘latest’ versehen, und verwenden Sie dieses Tag, wenn Sie das Image laden. Andernfalls, wenn Sie keine Version Ihres Images angeben, wird es als :latest angenommen, mit der Pull-Image-Richtlinie von Always entsprechend, was schließlich zu ErrImagePull führen kann, da Sie möglicherweise noch keine Versionen Ihres Docker-Images in der Standard-Docker-Registry (normalerweise DockerHub) haben.

Um mit dem Docker-Daemon auf Ihrem Mac/Linux-Computer arbeiten zu können, verwenden Sie den docker-env-Befehl in Ihrer Shell:

eval $(minikube docker-env)

Sie sollten nun Docker in der Befehlszeile Ihres Mac/Linux-Computers verwenden können, um mit dem Docker-Daemon in der Minikube-VM zu sprechen:

docker ps

In Centos 7 meldets Docker möglicherweise den folgenden Fehler:

Could not read CA certificate "/etc/docker/ca.pem": open /etc/docker/ca.pem: no such file or directory

Das Update besteht darin, /etc/sysconfig/docker zu aktualisieren, um sicherzustellen, dass die Umgebungsänderungen von Minikube beachtet werden:

< DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
---
> if [ -z "${DOCKER_CERT_PATH}" ]; then
>   DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
> fi

Denken Sie daran, imagePullPolicy: Always auszuschalten. Andernfalls verwendet Kubernetes keine lokal erstellten Images.

Cluster verwalten

Cluster starten

Mit dem Befehl minikube start können Sie Ihr Cluster starten. Dieser Befehl erstellt und konfiguriert eine virtuelle Maschine, auf der ein Kubernetes-Cluster mit einem Knoten ausgeführt wird. Ebenfalls konfiguriert dieser Befehl auch Ihre kubectl Installation zur Kommunikation mit diesem Cluster.

Wenn Sie sich hinter einem Web-Proxy befinden, müssen Sie diese Informationen mit dem Befehl minikube start übergeben:

https_proxy=<mein_proxy> minikube start --docker-env http_proxy=<mein_proxy> --docker-env https_proxy=<mein_proxy> --docker-env no_proxy=192.168.99.0/24

Leider wird nur das Setzen der Umgebungsvariablen nicht funktionieren.

Minikube erstellt auch einen “Minikube”-Kontext und setzt ihn in kubectl auf den Standardwert. Um später wieder zu diesem Kontext zurückzukehren, führen Sie den folgenden Befehl aus: kubectl config use-context minikube.

Angabe der Kubernetes-Version

Sie können die bestimmte Version von Kubernetes für Minikube angeben, indem Sie die Zeichenfolge --kubernetes-version an den Befehlminikube start anhängen. Zum Verwenden der Version v1.7.3 führen Sie beispielsweise Folgendes aus:

minikube start --kubernetes-version v1.7.3

Kubernetes konfigurieren

Minikube verfügt über eine “Konfigurator”-Funktion, mit der Anwender die Kubernetes-Komponenten mit beliebigen Werten konfigurieren können. Um diese Funktion zu verwenden, setzen Sie das --extra-config-Flag an den minikube start Befehl.

Dieses Flag wird wiederholt, sodass Sie es mehrere Male mit verschiedenen Werten übergeben können, um mehrere Optionen festzulegen.

Dieses Flag nimmt eine Zeichenkette der Form component.key=value an, wobei component eine der Zeichenketten aus der unteren Liste ist, key ein Wert in der Konfigurationsstruktur ist und value der einzustellende Wert ist.

Gültige Schlüssel finden Sie in der Dokumentation der Kubernetes componentconfigs für jede Komponente. Nachstehend die Dokumentation für jede unterstützte Konfiguration:

Beispiele

Um die MaxPods-Einstellung im Kubelet auf 5 zu ändern, übergeben Sie dieses Flag: --extra-config=kubelet.MaxPods=5.

Diese Funktion unterstützt auch verschachtelte Strukturen. Um die LeaderElection.LeaderElect Einstellung zu true zu ändern, übergeben Sie im Scheduler dieses Flag: --extra-config=scheduler.LeaderElection.LeaderElect=true.

Um den AuthorizationMode auf dem apiserver zu RBAC zu ändern, verwenden Sie: --extra-config=apiserver.authorization-mode=RBAC.

Einen Cluster stoppen

Mit dem Befehl minikube stop können Sie Ihr Cluster anhalten. Mit diesem Befehl wird die Minikube Virtual Machine heruntergefahren, der Clusterstatus und die Clusterdaten bleiben jedoch erhalten. Durch erneutes Starten des Clusters wird der vorherige Status wiederhergestellt.

Cluster löschen

Der Befehl minikube delete kann zum Löschen Ihres Clusters verwendet werden. Mit diesem Befehl wird die Minikube Virtual Machine heruntergefahren und gelöscht. Keine Daten oder Zustände bleiben erhalten.

Mit einem Cluster interagieren

Kubectl

Der minikube start Befehl erstellt einen kubectl Kontext genannt “minikube”. Dieser Kontext enthält die Konfiguration für die Kommunikation mit Ihrem Minikube-Cluster.

Minikube setzt diesen Kontext automatisch auf den Standardwert, aber wenn Sie in Zukunft wieder darauf zurückgreifen müssen, führen Sie den folgenden Befehl aus:

kubectl config use-context minikube,

Oder übergeben Sie den Kontext bei jedem Befehl wie folgt: kubectl get pods --context=minikube.

Dashboard

Um Zugriff auf das Kubernetes Dashboard zu erhalten, führen Sie diesen Befehl in einer Shell aus, nachdem Sie Minikube gestartet haben, um die Adresse abzurufen:

minikube dashboard

Services

Um auf einen Service zuzugreifen, der über einen NodePort verfügbar gemacht wird, führen Sie diesen Befehl in einer Shell aus, nachdem Sie Minikube gestartet haben, um die Adresse abzurufen:

minikube service [-n NAMESPACE] [--url] NAME

Netzwerk

Die Minikube-VM wird über eine Host-Only-IP-Adresse, die mit dem Befehl minikube ip abgerufen werden kann, für das Hostsystem verfügbar gemacht. Auf alle Dienste des Typs NodePort kann über diese IP-Adresse und den NodePort zugegriffen werden.

Um den NodePort für Ihren Dienst zu ermitteln, können Sie einen kubectl-Befehl wie folgt verwenden:

kubectl get service $SERVICE --output='jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}"'

Dauerhafte Volumen

Minikube unterstützt PersistentVolumes des Typs hostPath. Diese dauerhaften Volumen werden einem Verzeichnis in der Minikube-VM zugeordnet.

Die Minikube-VM wird in ein temporäres Dateisystem hochgefahren, sodass die meisten Verzeichnisse nicht nach Neustarts beibehalten werden (minikube stop). Minikube ist jedoch so konfiguriert, dass Dateien beibehalten werden, die in den folgenden Host-Verzeichnissen gespeichert sind:

  • /data
  • /var/lib/minikube
  • /var/lib/docker

Hier ist ein Beispiel einer PersistentVolume-Konfiguration, um Daten im Verzeichnis / data beizubehalten:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0001
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 5Gi
  hostPath:
    path: /data/pv0001/

Hostordnerfreigabe

Einige Treiber werden einen Hostordner in der VM bereitstellen, sodass Sie Dateien problemlos zwischen VM und Host freigeben können. Diese sind momentan nicht konfigurierbar und unterscheiden sich für den Treiber und das Betriebssystem, das Sie verwenden.

Hinweis: Die Hostordnerfreigabe ist noch nicht im KVM-Treiber implementiert.
Treiber Betriebssystem Hostordner VM
VirtualBox Linux /home /hosthome
VirtualBox macOS /Users /Users
VirtualBox Windows C://Users /c/Users
VMware Fusion macOS /Users /Users
Xhyve macOS /Users /Users

Private Containerregistries

Um auf eine private Container Registry zuzugreifen, führen Sie die Schritte auf dieser Seite aus.

Wir empfehlen die Verwendung von ImagePullSecrets, wenn Sie jedoch den Zugriff auf die Minikube-VM konfigurieren möchten, können Sie die Datei .dockercfg im Verzeichnis/home/docker oder die Datei config.json im Verzeichnis/home/docker/.docker ablegen.

Add-ons

Damit Minikube benutzerdefinierte Addons ordnungsgemäß starten oder neu starten kann, platzieren Sie die Addons, die mit Minikube gestartet werden sollen, im Verzeichnis ~ /.minikube/addons. Addons in diesem Ordner werden in die Minikube-VM verschoben und jedes Mal gestartet, wenn Minikube gestartet oder neu gestartet wird.

Minikube mit einem HTTP-Proxy verwenden

Minikube erstellt eine virtuelle Maschine, die Kubernetes und einen Docker-Dämon enthält. Wenn Kubernetes versucht, Container mithilfe von Docker zu planen, erfordert der Docker-Daemon möglicherweise einen externen Netzwerkzugriff, um Container abzurufen.

Wenn Sie sich hinter einem HTTP-Proxy befinden, müssen Sie möglicherweise die Proxy-Einstellungen für Docker angeben. Übergeben Sie dazu die erforderlichen Umgebungsvariablen während des minikube start als Flags.

Zum Beispiel:

minikube start --docker-env http_proxy=http://$IHRPROXY:PORT \
                 --docker-env https_proxy=https://$IHRPROXY:PORT

Wenn die Adresse Ihrer virtuellen Maschine 192.168.99.100 lautet, besteht die Möglichkeit, dass Ihre Proxy-Einstellungen verhindern, dass kubectl sie direkt erreicht. Um die Proxy-Konfiguration für diese IP-Adresse zu umgehen, sollten Sie Ihre no_proxy-Einstellungen ändern. Sie können dies mit dem folgenden Befehl tun:

export no_proxy=$no_proxy,$(minikube ip)

Bekannte Probleme

  • Funktionen, die einen Cloud-Provider erfordern, funktionieren in Minikube nicht. Diese schließen ein:
    • LoadBalancer
  • Features, die mehrere Knoten erfordern. Diese schließen ein:
    • Erweiterte Planungsrichtlinien

Design

Minikube verwendet libmachine zur Bereitstellung von VMs, und kubeadm um einen Kubernetes-Cluster in Betrieb zu nehmen.

Weitere Informationen zu Minikube finden Sie im Vorschlag.

  • Ziele und Nichtziele: Die Ziele und Nichtziele des Minikube-Projekts finden Sie in unserer Roadmap.
  • Entwicklungshandbuch: Lesen Sie CONTRIBUTING.md für einen Überblick über das Senden von Pull-Requests.
  • Minikube bauen: Anweisungen zum Erstellen/Testen von Minikube aus dem Quellcode finden Sie im build Handbuch.
  • Neue Abhängigkeit hinzufügen: Anweisungen zum Hinzufügen einer neuen Abhängigkeit zu Minikube finden Sie in der Anleitung zum Hinzufügen von Abhängigkeiten.
  • Neues Addon hinzufügen: Anweisungen zum Hinzufügen eines neuen Addons für Minikube finden Sie im Anleitung zum Hinzufügen eines Addons.
  • MicroK8s: Linux-Benutzer, die die Ausführung einer virtuellen Maschine vermeiden möchten, sollten MicroK8s als Alternative in Betracht ziehen.

Community

Beiträge, Fragen und Kommentare werden begrüßt und ermutigt! Minikube-Entwickler finden Sie in Slack im #minikube Kanal (Erhalten Sie hier eine Einladung). Wir haben ausserdem die kubernetes-dev Google Groups-Mailingliste. Wenn Sie in der Liste posten, fügen Sie Ihrem Betreff bitte “minikube:” voran.

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