# 快速部署一个云原生本地实验环境 本文旨在帮助您快速部署一个云原生本地实验环境，让您可以基本不需要任何Kubernetes和云原生技术的基础就可以对云原生环境一探究竟。 本文中使用[kubernetes-vagrant-centos-cluster](https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster)在本地使用 Vagrant 启动三个虚拟机部署分布式的Kubernetes集群。 如仅需要体验云原生环境和测试服务功能，可以使用更加轻量级的[cloud-native-sandbox](https://github.com/rootsongjc/cloud-native-sandbox)，通过个人电脑的Docker部署单节点的Kubernetes、Istio等云原生环境。 ## 准备环境 需要准备以下软件和环境： - 8G以上内存 - [Vagrant 2.0+](https://www.vagrantup.com/) - [VirtualBox 5.0 +](https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads) - 提前下载kubernetes1.9.1以上版本的release压缩包，[至百度网盘下载](https://pan.baidu.com/s/1zkg2xEAedvZHObmTHDFChg) - Mac/Linux，**不支持Windows** - 支持Kubernetes1.9以上版本（支持当前Kubernetes最新版本1.11.1） ## 集群 我们使用Vagrant和Virtualbox安装包含3个节点的kubernetes集群，其中master节点同时作为node节点。 | IP | 主机名 | 组件 | | ------------ | ------ | ------------------------------------------------------------ | | 172.17.8.101 | node1 | kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、etcd、kubelet、docker、flannel、dashboard | | 172.17.8.102 | node2 | kubelet、docker、flannel、traefik | | 172.17.8.103 | node3 | kubelet、docker、flannel | **注意**：以上的IP、主机名和组件都是固定在这些节点的，即使销毁后下次使用vagrant重建依然保持不变。 容器IP范围：172.33.0.0/30 Kubernetes service IP范围：10.254.0.0/16 ## 安装的组件 安装完成后的集群包含以下组件： - flannel（`host-gw`模式） - kubernetes dashboard - etcd（单节点） - kubectl - CoreDNS - kubernetes（版本根据下载的kubernetes安装包而定） **可选插件** - Heapster + InfluxDB + Grafana - ElasticSearch + Fluentd + Kibana - Istio service mesh ## 使用说明 确保安装好以上的准备环境后，执行下列命令启动kubernetes集群： ```bash git clone https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster.git cd kubernetes-vagrant-centos-cluster vagrant up ``` **注意**：克隆完Git仓库后，需要提前下载kubernetes的压缩包到`kubenetes-vagrant-centos-cluster`目录下，包括如下两个文件： - kubernetes-client-linux-amd64.tar.gz - kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz 如果是首次部署，会自动下载`centos/7`的box，这需要花费一些时间，另外每个节点还需要下载安装一系列软件包，整个过程大概需要10几分钟。 如果您在运行`vagrant up`的过程中发现无法下载`centos/7`的box，可以手动下载后将其添加到vagrant中。 **手动添加centos/7 box** ```bash wget -c http://cloud.centos.org/centos/7/vagrant/x86_64/images/CentOS-7-x86_64-Vagrant-1801_02.VirtualBox.box vagrant box add CentOS-7-x86_64-Vagrant-1801_02.VirtualBox.box --name centos/7 ``` 这样下次运行`vagrant up`的时候就会自动读取本地的`centos/7` box而不会再到网上下载。 ### 访问kubernetes集群 访问Kubernetes集群的方式有三种： - 本地访问 - 在VM内部访问 - kubernetes dashboard **通过本地访问** 可以直接在你自己的本地环境中操作该kubernetes集群，而无需登录到虚拟机中，执行以下步骤： 将`conf/admin.kubeconfig`文件放到`~/.kube/config`目录下即可在本地使用`kubectl`命令操作集群。 ```bash mkdir -p ~/.kube cp conf/admin.kubeconfig ~/.kube/config ``` 我们推荐您使用这种方式。 **在虚拟机内部访问** 如果有任何问题可以登录到虚拟机内部调试： ```bash vagrant ssh node1 sudo -i kubectl get nodes ``` **Kubernetes dashboard** 还可以直接通过dashboard UI来访问：https://172.17.8.101:8443 可以在本地执行以下命令获取token的值（需要提前安装kubectl）： ```bash kubectl -n kube-system describe secret `kubectl -n kube-system get secret|grep admin-token|cut -d " " -f1`|grep "token:"|tr -s " "|cut -d " " -f2 ``` **注意**：token的值也可以在`vagrant up`的日志的最后看到。  **Heapster监控** 创建Heapster监控： ```bash kubectl apply -f addon/heapster/ ``` 访问Grafana 使用Ingress方式暴露的服务，在本地`/etc/hosts`中增加一条配置： ```ini 172.17.8.102 grafana.jimmysong.io ``` 访问Grafana：`http://grafana.jimmysong.io`  **Traefik** 部署Traefik ingress controller和增加ingress配置： ```bash kubectl apply -f addon/traefik-ingress ``` 在本地`/etc/hosts`中增加一条配置： ```ini 172.17.8.102 traefik.jimmysong.io ``` 访问Traefik UI：<http://traefik.jimmysong.io>  **EFK** 使用EFK做日志收集。 ```bash kubectl apply -f addon/efk/ ``` **注意**：运行EFK的每个节点需要消耗很大的CPU和内存，请保证每台虚拟机至少分配了4G内存。 **Helm** 用来部署helm。 ```bash hack/deploy-helm.sh ``` ### Service Mesh 我们使用 [istio](https://istio.io) 作为 service mesh。 **安装** ```bash kubectl apply -f addon/istio/ ``` **运行示例** ```bash kubectl apply -n default -f <(istioctl kube-inject -f yaml/istio-bookinfo/bookinfo.yaml) istioctl create -f yaml/istio-bookinfo/bookinfo-gateway.yaml ``` 在您自己的本地主机的`/etc/hosts`文件中增加如下配置项。 ``` 172.17.8.102 grafana.istio.jimmysong.io 172.17.8.102 servicegraph.istio.jimmysong.io ``` 我们可以通过下面的URL地址访问以上的服务。 | Service | URL | | ------------ | ------------------------------------------------------------ | | grafana | `http://grafana.istio.jimmysong.io` | | servicegraph | `http://servicegraph.istio.jimmysong.io/dotviz`, `http://servicegraph.istio.jimmysong.io/graph`, `http://servicegraph.istio.jimmysong.io/force/forcegraph.htm` | | tracing | `http://172.17.8.101:$JAEGER_PORT` | | productpage | `http://172.17.8.101:$GATEWAY_PORT/productpage` | **注意**：`JAEGER_PORT`可以通过`kubectl -n istio-system get svc tracing -o jsonpath='{.spec.ports[0].nodePort}'`获取，`GATEWAY_PORT`可以通过`kubectl -n istio-system get svc istio-ingressgateway -o jsonpath='{.spec.ports[0].nodePort}'`获取。 详细信息请参阅 https://istio.io/zh/docs/examples/bookinfo/  ### Vistio [Vizceral](https://github.com/Netflix/vizceral)是Netflix发布的一个开源项目，用于近乎实时地监控应用程序和集群之间的网络流量。Vistio是使用Vizceral对Istio和网格监控的改进。它利用Istio Mixer生成的指标，然后将其输入Prometheus。Vistio查询Prometheus并将数据存储在本地以允许重播流量。 ```bash # Deploy vistio via kubectl kubectl apply -f addon/vistio/ # Expose vistio-api kubectl -n default port-forward $(kubectl -n default get pod -l app=vistio-api -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') 9091:9091 & # Expose vistio in another terminal window kubectl -n default port-forward $(kubectl -n default get pod -l app=vistio-web -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') 8080:8080 & ``` 如果一切都已经启动并准备就绪，您就可以访问Vistio UI，开始探索服务网格网络，访问[http://localhost:8080](http://localhost:8080/) 您将会看到类似下图的输出。  更多详细内容请参考[Vistio—使用Netflix的Vizceral可视化Istio service mesh](https://servicemesher.github.io/blog/vistio-visualize-your-istio-mesh-using-netflixs-vizceral/)。 ### Kiali Kiali是一个用于提供Istio service mesh观察性的项目，更多信息请查看 [https://kiali.io](https://kiali.io/)。 在本地该项目的根路径下执行下面的命令： ```bash kubectl apply -n istio-system -f addon/kiali ``` Kiali web地址：`http://172.17.8.101:31439` 用户名/密码：admin/admin  **注意**：Kilia使用Jaeger做追踪，请不用屏蔽kilia页面的弹出窗口。 ### Weave scope [Weave scope](https://github.com/weaveworks/scope)可用于监控、可视化和管理Docker&Kubernetes集群，详情见 https://www.weave.works/oss/scope/ 在本地该项目的根路径下执行下面的命令： ```bash kubectl apply -f addon/weave-scope ``` 在本地的`/etc/hosts`下增加一条记录。 ``` 172.17.8.102 scope.weave.jimmysong.io ``` 现在打开浏览器，访问 `http://scope.weave.jimmysong.io/`  ## 管理 除了特别说明，以下命令都在当前的repo目录下操作。 ### 挂起 将当前的虚拟机挂起，以便下次恢复。 ```bash vagrant suspend ``` ### 恢复 恢复虚拟机的上次状态。 ```bash vagrant resume ``` 注意：我们每次挂起虚拟机后再重新启动它们的时候，看到的虚拟机中的时间依然是挂载时候的时间，这样将导致监控查看起来比较麻烦。因此请考虑先停机再重新启动虚拟机。 ### 重启 停机后重启启动。 ```bash vagrant halt vagrant up # login to node1 vagrant ssh node1 # run the prosivision scripts /vagrant/hack/k8s-init.sh exit # login to node2 vagrant ssh node2 # run the prosivision scripts /vagrant/hack/k8s-init.sh exit # login to node3 vagrant ssh node3 # run the prosivision scripts /vagrant/hack/k8s-init.sh sudo -i cd /vagrant/hack ./deploy-base-services.sh exit ``` 现在你已经拥有一个完整的基础的kubernetes运行环境，在该repo的根目录下执行下面的命令可以获取kubernetes dahsboard的admin用户的token。 ```bash hack/get-dashboard-token.sh ``` 根据提示登录即可。 ### 清理 清理虚拟机。 ```bash vagrant destroy rm -rf .vagrant ``` ### 注意 仅做开发测试使用，不要在生产环境使用该项目。 ## 参考 - [Kubernetes handbook - jimmysong.io](https://jimmysong.io/kubernetes-handbook) - [duffqiu/centos-vagrant](https://github.com/duffqiu/centos-vagrant) - [coredns/deployment](https://github.com/coredns/deployment) - [Kubernetes 1.8 kube-proxy 开启 ipvs](https://mritd.me/2017/10/10/kube-proxy-use-ipvs-on-kubernetes-1.8/#%E4%B8%80%E7%8E%AF%E5%A2%83%E5%87%86%E5%A4%87) - [Vistio—使用Netflix的Vizceral可视化Istio service mesh](https://servicemesher.github.io/blog/vistio-visualize-your-istio-mesh-using-netflixs-vizceral/)