从零开始快速搭建本地 Kubernetes 测试环境

By 胡涛 (@daniel-hutao) | 18.04.2022

从零开始？从零开始！

var 零=99 // 别紧张，Just a jok。

Let’s Get Started!

概述

“Kubernetes 集群部署”严格来说是一个复杂的技术活，有很多的可选方案。要交付一套靠拢“最佳实践”的高可用集群有很多需要考虑的技术细节。关于如何部署“真正高可用的 Kubernetes 集群”不在本文的讨论范围，所以今天我们的目标是使用一种简单的方式快速部署一个可用的 Kubernetes 环境。这套环境主要用于满足 DevStream 的开发测试需求。

快速部署 Kubernetes 有好几种可选方案，比如 Minikube 和 Kind。 Minikube最先基于虚拟化实现（新版本也支持容器化实现了），也就是通过 virtualbox 或者 kvm 等工具在本地创建若干虚拟机，然后在虚拟机中运行 Kubernetes 集群，一个节点也就对应一台虚拟机。Kind 通过容器化实现，也就是通过 Docker 在本地启动若干容器，每个容器充当 Kubernetes 的一个节点，在容器内再运行容器化应用。本文我们选择用 Kind 这种“容器中跑容器”的方式来搭建 Kubernetes 环境。当然如果大家有其他擅长的工具，也完全可以用，我们的目的仅仅是快速部署一套可用的 Kubernetes 集群环境。

本文以 macOS 作为开发环境，使用 Linux 或者 Windows 系统作为开发环境的同学可以参考本文的方法，相应地做一些灵活调整。

Docker 的安装

在 Linux 下安装 Docker 是一件非常简单的事情，Docker 的核心原理就是基于 Linux 的 Namespace 和 Cgroup 等机制。不过在 macOS 和 Windows 下就需要通过虚拟化技术间接使用 Docker 了。当然我们现在已经不需要先安装虚拟化软件然后自己安装 Linux 虚拟机，再使用 Docker 了。我们可以直接在 docker.com 下载 Docker Desktop 来跑 Docker 程序。

我们在 https://www.docker.com/products/docker-desktop 寻找合适的 Docker Desktop 版本，主要是看清楚 cpu 架构是 Intel Chip 还是 Apple Chip，前者对应 amd64 架构版本 Mac，后者是 arm 架构的 M1 芯片版本 Mac。 下载页面大致如下：

下载完成后双击 Docker.dmg 文件，可以看到安装页面：

我们把 Docker 图标拖到 Applications 里，稍等不到半分钟，就可以在“启动台”里看到 Docker 图标了，然后点击“启动台”里的 Docker 打开 Docker Desktop：

稍等几秒钟，就可以看到启动页面了：

我们可以点击右上角的“齿轮⚙️”按钮来修改 Docker Desktop 的一些配置，比如调整 Docker 可以使用的资源等。如果后面我们需要启动的容器稍多一些，内存不够用了，可以回到这里来调整，比如我这里把 Memory 调大到 4.00 GB：

修改后记得点击右下角的“Apply & Restart”才会生效。

Kind 介绍

Kind(Kubernetes-in-docker) 是一个使用 Docker 容器作为“节点”实现部署 Kubernetes 集群环境的工具。Kind 工具主要用于 Kubernetes 本身的测试，目前在很多需要部署到 Kubernetes 环境测试的项目在 ci 流程中都会选择用 Kind 来快速拉起一个 Kubernetes 环境，然后运行相关测试用例。

Kind 本身很简单，只包含一个简单的命令行工具“kind”和一个用来启动 Kubernetes 和 systemd等的 Docker 镜像。我们可以这样理解 Kind 的原理：它通过 Host 主机上的 Docker 使用封装了 Kubernetes 等工具的容器镜像拉起一个容器，这个容器里运行了 systemd，容器中的 systemd 进一步可以运行 Docker 和 Kubelet 等 Kubernetes 节点所需基础进程，然后这些进程就可以进一步运行 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、kube-proxy、CoreDNS 等集群所需组件，从而一个这样的容器就组成了一个 K