本地分布式开发环境搭建（使用Vagrant和Virtualbox）

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小牛编辑

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2023-12-01

注意：本文停止更新，请直接转到kubernetes-vagrant-centos-cluster仓库浏览最新版本。

当我们需要在本地开发时，更希望能够有一个开箱即用又可以方便定制的分布式开发环境，这样才能对Kubernetes本身和应用进行更好的测试。现在我们使用Vagrant和VirtualBox来创建一个这样的环境。

部署时需要使用的配置文件和vagrantfile请见：https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster

注意：kube-proxy使用ipvs模式。

准备环境

需要准备以下软件和环境：

8G以上内存
Vagrant 2.0+
Virtualbox 5.0 +
提前下载kubernetes1.9.1以上版本的release压缩包
Mac/Linux，不支持Windows

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 1.8.2
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：

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

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。

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：

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）：

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：

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：

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：

kubectl apply -f addon/traefik-ingress

在本地/etc/hosts中增加一条配置：

172.17.8.102 traefik.jimmysong.io

访问Traefik UI：http://traefik.jimmysong.io

EFK

使用EFK做日志收集。

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。

hack/deploy-helm.sh

Service Mesh

我们使用 istio 作为 service mesh。

安装

kubectl apply -f addon/istio/

运行示例

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.html
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/docs/guides/bookinfo.html

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。

vagrant suspend

恢复

恢复虚拟机的上次状态。

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。

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。

hack/get-dashboard-token.sh

根据提示登录即可。

清理

清理虚拟机。

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。