Kubeadm का उपयोग करके Kubernetes कैसे स्थापित करें

कुबेरनेट्स को पहले के एक लेख में पेश किया गया था, "अमेज़ॅन वेब सर्विसेज (एडब्ल्यूएस) पर कुबेरनेट्स के साथ शुरुआत करना।" कुबेरनेट्स पर एक अन्य लेख में भी चर्चा की गई थी, "आईबीएम ब्लूमिक्स पर कुबेरनेट्स (K8s) का उपयोग करना।" कुबेरनेट्स को विकास उद्देश्यों के लिए फेडोरा, सेंटोस, उबंटू और कोरओएस सहित लगभग किसी भी ओएस पर नंगे धातु पर स्थापित किया जा सकता है।

समस्या

नंगे धातु पर कुबेरनेट्स की स्थापना में मास्टर नोड, वर्कर नोड्स, पॉड नेटवर्क और आदि की स्थापना के लिए कई कमांड चलाना शामिल है।

समाधान

Kubernetes 1.4 एक नया टूल पेश करता है जिसे kubeadm . कहा जाता है कुबेरनेट्स क्लस्टर को बूटस्ट्रैप करने के लिए। कुबेदम कुबेरनेट्स क्लस्टर को दो कमांड के साथ बूटस्ट्रैप करता है। Docker, kubectl, और kubelet को स्थापित करने के बाद, मास्टर नोड kubeadm init से शुरू किया जा सकता है और वर्कर नोड्स kubeadm join . के साथ जोड़े गए ।

इस लेख में, हम कुबेरनेट्स क्लस्टर को स्थापित करने और बूटस्ट्रैप करने के लिए निम्नलिखित प्रक्रिया का उपयोग करेंगे और बाद में क्लस्टर का परीक्षण करेंगे:

Amazon EC2 पर तीन नए Ubuntu इंस्टेंस शुरू करें।
उबंटू के सभी उदाहरणों पर, डॉकर, कुबेदम, कुबेक्टल और क्यूबलेट स्थापित करें।
उबंटू इंस्टेंस में से एक से, कुबेरनेट्स क्लस्टर मास्टर को निम्न कमांड के साथ इनिशियलाइज़ करें:
```
kubeadm init
```
केलिको पॉड नेटवर्क नीति लागू करें kubeadm/calico.yaml ।
मास्टर के साथ अन्य दो उबंटू इंस्टेंस (नोड्स) को kubeadm join --token= के साथ मिलाएं ।
मास्टर पर, तीन नोड्स 'kubectl get node' के साथ सूचीबद्ध होते हैं।

मास्टर पर एप्लिकेशन चलाएँ:

kubectl -s http://localhost:8080 run nginx
   --image=nginx
   --replicas=3 --port=80

पॉड्स की सूची बनाएं:
```
kubectl get pods -o wide
```
कुबेरनेट्स क्लस्टर को अनइंस्टॉल करें।
```
kubeadm reset
```

इस लेख में निम्नलिखित भाग हैं:

पर्यावरण की स्थापना
प्रत्येक होस्ट पर Docker, kubeadm, kubectl, और kubelet इंस्टॉल करना
मास्टर को इनिशियलाइज़ करना
केलिको पॉड नेटवर्क स्थापित करना
नोड्स को क्लस्टर से जोड़ना
नमूना एप्लिकेशन इंस्टॉल करना
क्लस्टर अनइंस्टॉल करना
सीमाएं
कुबेदम में और विकास
निष्कर्ष

पर्यावरण की स्थापना

कुबेदम टूल के लिए निम्न मशीनों की आवश्यकता होती है जो Ubuntu 16.04+, HypriotOS v1.0.1+, या CentOS 7 में से किसी एक पर चल रही हों।

मास्टर नोड के लिए एक मशीन
कार्यकर्ता नोड्स के लिए एक या अधिक मशीनें

प्रत्येक मशीन पर कम से कम 1GB RAM की आवश्यकता होती है। हमने एक मास्टर नोड और दो वर्कर नोड्स वाले क्लस्टर को बूटस्ट्रैप करने के लिए Amazon EC2 पर चलने वाली तीन उबंटू मशीनों का उपयोग किया है। तीन उबंटू मशीनें चित्र 1 में दिखाई गई हैं।

चित्र 1: उबंटू मशीनें

प्रत्येक होस्ट पर Docker, kubeadm, kubectl, और kubelet इंस्टॉल करना

इस खंड में हम तीन मशीनों में से प्रत्येक पर Docker, kubelet, kubectl, और kubeadm स्थापित करेंगे। स्थापित घटकों की तालिका 1 में चर्चा की गई है।

घटक	विवरण
डॉकर	कंटेनर रनटाइम। संस्करण 1.11.2 की सिफारिश की गई है और v1.10.3 और v1.12.1 भी ठीक हैं। क्लस्टर में सभी मशीनों पर आवश्यक।
क्यूबलेट	कुबेरनेट्स का मुख्य घटक जो क्लस्टर में सभी मशीनों पर चलता है। कंटेनर और पॉड्स शुरू करता है। क्लस्टर में सभी मशीनों पर आवश्यक।
kubectl	क्लस्टर को प्रबंधित करने के लिए कमांड लाइन टूल। केवल मास्टर नोड पर आवश्यक है, लेकिन सभी नोड्स पर स्थापित होने पर उपयोगी है।
kubeadm	क्लस्टर को बूटस्ट्रैप करने का टूल। क्लस्टर में सभी मशीनों पर आवश्यक।

तालिका 1: स्थापित करने के लिए घटक

तीन मशीनों में से प्रत्येक में सार्वजनिक आईपी पता प्राप्त करें और प्रत्येक मशीन में एसएसएच लॉग इन करें:

ssh -i "docker.pem" [email protected]
ssh -i "docker.pem" [email protected]
ssh -i "docker.pem" [email protected]

बायनेरिज़ को स्थापित करने के लिए कमांड को रूट . के रूप में चलाना आवश्यक है; इसलिए, उपयोगकर्ता को रूट पर सेट करें।

sudo su -

प्रत्येक मशीन पर निम्नलिखित कमांड चलाएँ:

curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
   | apt-key add -
cat <<EOF > /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
EOF

पहला कमांड कुबेरनेट्स के लिए आवश्यक पैकेज डाउनलोड करता है, जैसा कि चित्र 2 में आउटपुट में दिखाया गया है।

चित्र 2: Kubernetes के लिए पैकेज डाउनलोड करना

2 कमांड रिपॉजिटरी से पैकेज सूचियों को डाउनलोड करता है और उन्हें पैकेज के नवीनतम संस्करणों के साथ अपडेट करता है।

apt-get update

आउटपुट चित्र 3 में दिखाया गया है।

चित्र 3: रिपॉजिटरी पैकेज अपडेट करना

इसके बाद, डॉकर इंस्टॉल करें:

# Install docker if you don't have it already.
apt-get install -y docker.io

डॉकर स्थापित हो जाता है, जैसा कि चित्र 4 में कमांड आउटपुट में दिखाया गया है।

चित्र 4: डॉकर स्थापित करना

और, बाद में क्यूबलेट (कुबेरनेट्स का मुख्य घटक), कुबेदम (बूटस्ट्रैपिंग टूल), कुबेक्टल (क्लस्टर प्रबंधन उपकरण), और कुबेरनेट्स-सीएनआई (नेटवर्क प्लगइन) स्थापित करें:

apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni

पिछले कमांड से आउटपुट चित्र 5 में दिखाया गया है।

चित्र 5: क्यूबलेट, कुबेदम, कुबेक्ट्लन और कुबेरनेट्स-सीएनआई इंस्टॉल करना

मास्टर को इनिशियलाइज़ करना

इसके बाद, उस मास्टर को इनिशियलाइज़ करें जिस पर etcd डेटाबेस और API सर्वर चलते हैं। क्यूबलेट इन घटकों को चलाने के लिए पॉड्स शुरू करता है। निम्न आदेश चलाएँ जो स्वतः IP पतों का पता लगाता है:

kubeadm init

जैसा कि कमांड आउटपुट में दिखाया गया है, सबसे पहले, सिस्टम स्थिति को सत्यापित करने के लिए कुछ पूर्व-उड़ान जांच चलाई जाती हैं। इसके बाद, एक मास्टर/टोकन टोकन उत्पन्न होता है जिसे क्लस्टर में शामिल होने के इच्छुक कार्यकर्ता नोड्स के लिए पारस्परिक प्रमाणीकरण कुंजी के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके बाद, क्लाइंट के साथ संचार के लिए क्लस्टर में प्रत्येक नोड को पहचान प्रदान करने के लिए एक स्व-हस्ताक्षरित प्रमाणपत्र प्राधिकरण कुंजी और प्रमाणपत्र उत्पन्न होता है। क्लाइंट के साथ संचार के लिए एपीआई सर्वर के लिए एक एपीआई सर्वर कुंजी और प्रमाणपत्र बनाया जाता है। एक उपयोग/kubeconfig क्यूबलेट को एपीआई सर्वर और अन्य util/kubeconfig से कनेक्ट करने के लिए फ़ाइल बनाई गई है फ़ाइल प्रशासन के लिए बनाई गई है। इसके बाद, एपीआई क्लाइंट कॉन्फ़िगरेशन बनाया जाता है। kubeadm init . से आउटपुट कमांड चित्र 6 में दिखाया गया है।

चित्र 6: कुबेदम इनिट चल रहा है

सभी नियंत्रण विमान घटक तैयार हो जाते हैं। पहला नोड तैयार हो जाता है और एक परीक्षण परिनियोजन किया जाता है। आवश्यक ऐड-ऑन घटक क्यूब-डिस्कवरी, क्यूब-प्रॉक्सी, और क्यूब-डीएनएस भी बनते हैं, जैसा कि चित्र 7 में कमांड आउटपुट में दिखाया गया है। कुबेरनेट्स मास्टर सफलतापूर्वक इनिशियलाइज़ हो जाता है। निम्नलिखित सिंटैक्स के साथ एक कमांड उत्पन्न होता है; इसे क्लस्टर में शामिल होने वाली मशीनों (नोड्स) पर चलाया जाना चाहिए।

kubeadm join -token=<token> <IP Address of the master node>

पूर्ववर्ती कमांड को कॉपी किया जाना चाहिए और बाद में वर्कर नोड्स पर उपयोग के लिए रखा जाना चाहिए।

चित्र 7: कुबेरनेट्स मास्टर ने इनिशियलाइज़ किया

डिफ़ॉल्ट रूप से, मास्टर नोड्स शेड्यूल करने योग्य नहीं होते हैं और "समर्पित" कलंक का उपयोग करके ऐसा किया जाता है। मास्टर नोड को निम्न कमांड के साथ शेड्यूल करने योग्य बनाया जा सकता है:

kubectl taint nodes --all dedicated-

कुबेदम कमांड कुछ अन्य विकल्पों का समर्थन करता है (तालिका 2 देखें)।

कमांड पैरामीटर	विवरण	डिफ़ॉल्ट
`--skip-preflight-checks`	पूर्व उड़ान जांच को छोड़ देता है	पूर्व उड़ान जांच की जाती है
`--use-kubernetes-version`	कुबेरनेट्स संस्करण को उपयोग करने के लिए सेट करता है	v1.5.1
`--api-advertise-addresses`	kubeadm init कमांड ऑटो डिफ़ॉल्ट नेटवर्क इंटरफेस के आईपी एड्रेस का पता लगाता है और उसका उपयोग करता है और एपीआई सर्वर के लिए सर्टिफिकेट जेनरेट करने के लिए इसका इस्तेमाल करता है। इस कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर का उपयोग एक या अधिक IP पतों के साथ डिफ़ॉल्ट को ओवरराइड करने के लिए किया जा सकता है, जिस पर API सर्वर को सत्यापित किया जाना है।	स्वतः पता लगाता है
`--api-external-dns-names`	इस कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर का उपयोग डिफ़ॉल्ट नेटवर्क इंटरफ़ेस को एक या अधिक होस्टनामों के साथ ओवरराइड करने के लिए किया जा सकता है, जिस पर API सर्वर को मान्य किया जाना है। आईपी पते/एस या बाहरी डीएनएस नामों में से केवल एक का उपयोग किया जाना चाहिए।
`--cloud-provider`	एक क्लाउड प्रदाता निर्दिष्ट करता है। क्लाउड-मैनेजर "aws", "azure", "cloudstack", "gce", "mesos", "openstack", "ovirt", "rackspace" और "vsphere" को सपोर्ट करता है। क्लाउड प्रदाता कॉन्फ़िगरेशन /etc/kubernetes/cloud-config फ़ाइल में प्रदान किया जा सकता है। क्लाउड प्रदाता का उपयोग करने से लगातार वॉल्यूम और लोड संतुलन का उपयोग करने का भी लाभ होता है।	क्लाउड प्रदाता की कोई स्वतः पहचान नहीं
`--pod-network-cidr`	प्रत्येक नोड को नेटवर्क रेंज (CIDRs) आवंटित करता है और फलालैन और क्लाउड प्रदाताओं सहित कुछ नेटवर्किंग समाधानों के लिए उपयोगी है।
`--service-cidr`	पॉड्स को IP एड्रेस असाइन करने के लिए कुबेरनेट्स द्वारा उपयोग किए जाने वाले सबनेट को ओवरराइड करता है। `/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf` भी संशोधित किया जाना चाहिए।	10.96.0.0/12
`--service-dns-domain`	DNS नामों के साथ सेवाएं प्रदान करने के लिए DNS नाम प्रत्यय को ओवरराइड करता है; इसका प्रारूप `..svc.cluster.local` है . `/etc/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf` भी संशोधित किया जाना चाहिए।	`cluster.local`
`--token`	मास्टर और क्लस्टर में शामिल होने वाले नोड्स के बीच पारस्परिक प्रमाणीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले टोकन को निर्दिष्ट करता है।	स्वतः उत्पन्न

तालिका 2: Kubeadm कमांड विकल्प

केलिको पॉड नेटवर्क स्थापित करना

पॉड्स एक दूसरे के साथ संवाद करने में सक्षम होने के लिए, एक पॉड नेटवर्क ऐड-ऑन स्थापित होना चाहिए। केलिको एक ConfigMap के रूप में एक kubeadm-होस्टेड इंस्टॉल कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करता है http://docs.projectcalico.org/master/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubeadm/calico.yaml पर जिसका उपयोग हम पॉड नेटवर्क स्थापित करने के लिए इस अनुभाग में करेंगे। पॉड नेटवर्क स्थापित करने के लिए मास्टर नोड पर निम्न कमांड चलाएँ:

kubectl apply -f
   http://docs.projectcalico.org/master/getting-started/
   kubernetes/installation/hosted/kubeadm/calico.yaml

वैकल्पिक रूप से, calico.yaml . डाउनलोड करें और मास्टर नोड में कॉपी करें:

scp -i "docker.pem" calico.yaml [email protected]:~

इसके बाद, निम्न कमांड चलाएँ:

kubectl apply -f calico.yaml

केलिको और एकल नोड आदि क्लस्टर स्थापित हो जाते हैं, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है।

चित्र 8: केलिको नीति स्थापित करना

इसके बाद, सभी कुबेरनेट्स नामस्थानों में सभी पॉड्स को सूचीबद्ध करें।

kubectl get pods --all-namespaces

क्यूब-डीएनएस पॉड चलना चाहिए, जैसा कि चित्र 9 में सूचीबद्ध है।

चित्र 9: पॉड्स को सभी नेमस्पेस में सूचीबद्ध करना

नोड्स को क्लस्टर में शामिल करना

इस खंड में, हम kubeadm join का उपयोग करके वर्कर नोड्स को क्लस्टर में शामिल करेंगे। कमांड, जिसमें निम्नलिखित सिंटैक्स है:

kubeadm join --token=<token> <master-ip>

वैकल्पिक रूप से, kubeadm join कमांड को --skip-preflight-checks . के साथ चलाया जा सकता है प्रारंभिक सत्यापन को छोड़ने का विकल्प।

kubeadm शामिल हों कमांड एपीआई सर्वर के साथ संचार करने और रूट सीए प्रमाणपत्र प्राप्त करने के लिए आपूर्ति किए गए टोकन का उपयोग करता है, और एक स्थानीय कुंजी जोड़ी बनाता है। इसके बाद, एक प्रमाणपत्र हस्ताक्षर अनुरोध (सीएसआर) एपीआई सर्वर पर हस्ताक्षर करने के लिए भेजा जाता है और स्थानीय क्यूबलेट को एपीआई सर्वर से कनेक्ट करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जाता है।

kubeadm joinचलाएं kubeadm init . के आउटपुट से कमांड कॉपी किया गया क्लस्टर में शामिल होने वाली प्रत्येक उबंटू मशीन पर कमांड।

सबसे पहले, एसएसएच उबंटू इंस्टेंस में लॉग इन करें:

ssh -i "docker.pem" [email protected]

और

ssh -i "docker.pem" [email protected]

इसके बाद, kubeadm join run चलाएं आज्ञा। सबसे पहले, कुछ पूर्व-उड़ान जांच की जाती है। प्रदान किया गया टोकन मान्य है। अगला, नोड खोज का उपयोग किया जाता है। एक क्लस्टर जानकारी खोज क्लाइंट बनाया जाता है और एपीआई सर्वर से जानकारी का अनुरोध किया जाता है। एक क्लस्टर सूचना वस्तु प्राप्त होती है और दिए गए टोकन का उपयोग करके एक हस्ताक्षर सत्यापित किया जाता है। क्लस्टर जानकारी हस्ताक्षर और सामग्री को मान्य पाया गया है और नोड की खोज पूरी हो गई है। इसके बाद, नोड बूटस्ट्रैपिंग की जाती है, जिसमें एपीआई समापन बिंदु https://10.0.0.129:6443 का उपयोग कनेक्शन स्थापित करने के लिए किया जाता है। इसके बाद, नोड के लिए एक अद्वितीय प्रमाणपत्र प्राप्त करने के लिए एपीआई क्लाइंट का उपयोग करके एक प्रमाणपत्र हस्ताक्षर अनुरोध (सीएसआर) किया जाता है। एपीआई सर्वर से एक हस्ताक्षरित प्रमाणपत्र प्राप्त होने के बाद, एक क्यूबलेट कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल उत्पन्न होती है। चित्र 10 में सूचीबद्ध "नोड जॉइन कम्प्लीट" संदेश इंगित करता है कि नोड क्लस्टर में शामिल हो गया है।

चित्र 10: एक नोड को क्लस्टर से जोड़ना

इसी तरह, अन्य उबंटू मशीन पर भी यही कमांड चलाएँ। दूसरा नोड भी क्लस्टर में शामिल हो जाता है, जैसा कि चित्र 11 में आउटपुट द्वारा दर्शाया गया है।

चित्र 11: दूसरे नोड को क्लस्टर में शामिल करना

मास्टर नोड पर, नोड्स को सूचीबद्ध करने के लिए निम्न कमांड चलाएँ:

kubectl get nodes

मास्टर नोड और दो वर्कर नोड्स सूचीबद्ध होने चाहिए, जैसा कि चित्र 12 में दिखाया गया है।

चित्र 12: Kubernetes क्लस्टर नोड्स को सूचीबद्ध करना

नमूना एप्लिकेशन इंस्टॉल करना

अगला, हम क्लस्टर का परीक्षण करेंगे। nginx . चलाने के लिए निम्न कमांड चलाएँ -आधारित पॉड क्लस्टर जिसमें तीन प्रतिकृतियां होती हैं:

kubectl -s http://localhost:8080 run nginx
   --image=nginx
   --replicas=3 --port=80

तैनाती की सूची बनाएं:

kubectl get deployments

क्लस्टर-वाइड पॉड्स की सूची बनाएं:

kubectl get pods -o wide

परिनियोजन को LoadBalancer . प्रकार की सेवा के रूप में प्रदर्शित करें :

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=LoadBalancer

सेवाओं की सूची बनाएं:

kubectl get services

पिछले कमांड से आउटपुट nginx . को इंगित करता है परिनियोजन बनाया गया था, और तीन पॉड क्लस्टर में दो कार्यकर्ता नोड्स पर चलते हैं। जैसा कि चित्र 13 में दिखाया गया है, "nginx" नामक एक सेवा भी बन जाती है।

चित्र 13: nginx पॉड क्लस्टर चलाना

सेवा के क्लस्टर आईपी की प्रतिलिपि बनाएँ। सेवा शुरू करने के लिए कर्ल कमांड चलाएँ:

curl 10.0.0.99

सेवा से HTML मार्कअप आउटपुट प्राप्त करता है, जैसा कि चित्र 14 में दिखाया गया है।

चित्र 14: nginx सेवा लागू करना

क्लस्टर अनइंस्टॉल करना

Kubeadm द्वारा स्थापित क्लस्टर को अनइंस्टॉल करने के लिए, निम्न कमांड चलाएँ:

kubeadm reset

क्लस्टर अनइंस्टॉल हो जाता है, जैसा कि चित्र 15 में दिखाया गया है।

चित्र 15: Kubernetes क्लस्टर को अनइंस्टॉल/रीसेट करना

सीमाएं

कुबेदम की कई सीमाएँ हैं और इसे केवल विकास के उपयोग के लिए अनुशंसित किया जाता है। कुबेदम की सीमाएँ इस प्रकार हैं;

केवल कुछ OS समर्थित हैं:Ubuntu 16.04+, CentOS 7, HypriotOS v1.0.1+।
उत्पादन उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।
क्लाउड प्रदाता एकीकरण प्रयोगात्मक है।
एक क्लस्टर बनाया जाता है जिस पर केवल एक मास्टर होता है और उस पर एकल etcd डेटाबेस होता है। उच्च उपलब्धता समर्थित नहीं है, जिसका अर्थ है कि मास्टर विफलता का एकल बिंदु (एसपीओएफ) है।
होस्टपोर्ट और होस्टआईपी कार्यक्षमता समर्थित नहीं हैं।
कुछ अन्य ज्ञात समस्याएँ जब kubeadm का उपयोग RHEL/CentOS 7 और VirtualBox के साथ किया जाता है।

कुबेदम में और विकास

Kubeadm Kubernetes v 1.5 में अल्फा में है और Kubernetes 1.6 के बाद से बीटा में है। प्रत्येक नए Kubernetes संस्करण के साथ kubeadm में मेरे द्वारा किए गए मामूली सुधार और सुधार जारी हैं:

कुबेरनेट्स 1.7 के साथ, कुबेदम के साथ स्थापित क्लस्टर आंतरिक संसाधनों में संशोधनों को v 1.6 से v 1.7 में अपग्रेड करते समय अधिलेखित कर दिया जाता है।
कुबेरनेट्स 1.8 में, kubeadm init के साथ बनाया गया डिफ़ॉल्ट बूटस्ट्रैप टोकन अमान्य हो जाता है और मूल्यवान क्रेडेंशियल के जोखिम को सीमित करने के लिए बनाए जाने के 24 घंटों के बाद हटा दिया जाता है। kubeadm शामिल हों कमांड टीएलएस बूटस्ट्रैपिंग को प्रक्रिया को फिर से लागू करने के बजाय क्यूबलेट को सौंपता है। बूटस्ट्रैप KubeConfig फ़ाइल /etc/kubernetes/bootstrap-kubelet-conf को लिखी गई है kubeadm join . के साथ ।

निष्कर्ष

इस लेख में, हमने Kubernetes v1.4 के बाद से उपलब्ध Kubeadm टूल सुविधा का उपयोग Kubernetes क्लस्टर को बूटस्ट्रैप करने के लिए किया है। सबसे पहले, Docker, kubectl, kubelet, और kubeadm के लिए आवश्यक बायनेरिज़ स्थापित करें। इसके बाद, kubeadm init क्लस्टर में मास्टर नोड को इनिशियलाइज़ करने के लिए कमांड का उपयोग किया जाता है। अंत में, kubeadm शामिल हों कमांड का उपयोग वर्कर नोड्स को क्लस्टर से जोड़ने के लिए किया जाता है। एक नमूना nginx एप्लिकेशन क्लस्टर का परीक्षण करने के लिए चलाया जाता है।