Kubernetes

Kubernetes はコンテナ化されたアプリケーションのデプロイ・スケーリング・管理を自動化するためのオープンソースシステムです。Kubernetes は k8s とも呼ばれます。

Arch Linux の Kubernetes

Minikube

MiniKubeはVirtualBoxなどの仮想マシン上に小さなKubernetesクラスタを構築することが出来るプラットフォームです。 Kubernetesを試してみたいという場合、完全なインストールをいきなり用意するよりもMinikubeを利用するのが良いでしょう。

Arch LinuxでMinikubeを利用するには、minikube パッケージおよび、virtualboxなどの仮想化環境をインストールします。

実際のminikubeの操作法については公式のチュートリアルを参照してください。

完全なインストール

Arch Linux で Kubernetes を使用するためには、kubelet-bin^AUR, kubeadm-bin^AUR, kubectl-bin^AURをインストールします。 Kubernetesを実際に動作させるには、dockerやcri-o^AURなどのコンテナランタイムも予めインストールしておく必要が有ります。

さらに、AURパッケージの依存関係が不完全なため、ebtables, ethtool, socat, conntrack-toolsが追加で必要です。

また、必要に応じて以下のパッケージをインストールします。

cni-plugins-bin^AUR: CNI(Container Network Interface)プラグインを動作させるのに必要なバイナリパッケージ。標準のCNI(flannel等)を利用する場合、これは必須です。

Arch Linux の Kubectl プラグイン

Kubectl プラグインは独立したバイナリであり、サブコマンドを追加して Kubectl の機能を拡張します。

Arch Linux には Kubectl プラグインの AUR パッケージが存在します:

kubectl-trace-git^AUR: kubectl を使って kubernetes クラスタの bpftrace プログラムをスケジュールします。

基本設定

kubeadm ヘルパーを使用するか手動で kubernetes クラスタを設定します。

kubeadm を使う

以下はマスターとスレーブがひとつずつの構成を取っており、両ノードとも 192.168.122.0/24 ネットワーク内に存在し、マスターは kubernetes クラスタを 192.168.122.1 でホストします。

また、ポッドに割り当てるIPアドレス範囲(CIDR)は利用するCNIプラグインに合わせて決定しますが、ここではflannelを利用するので、10.244.0.0/16 とします。

マスター

まず、マシンのスワップを無効にします。Kubernetesを稼働させる全てのノードにおいて、これは必須です。

# swapoff -a

次に、コンテナランタイムを開始させます。dockerを利用する場合、docker.serviceを開始します。

# systemctl start docker.service

それから、以下のコマンドを実行:

# kubeadm init --advertise-address=192.168.122.1 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

kubeadmによってPKI(公開鍵基盤)とクライアント証明書が自動的に作成され、kubelet.serviceが開始されます。

問題なく起動が完了したら、以下のようなメッセージが表示されます:

Your Kubernetes master has initialized successfully!

新しく作成した kubernetes クラスタの管理者としてアカウントを設定します:

$ mkdir -p $HOME/.kube
$ sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
$ sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

それからポッドネットワークをデプロイします。こちらに様々な方法が載っています。全ての方法にはそれぞれデフォルトのポッドネットワーク CIDR が存在します。--pod-network-cidr で指定した値にあわせて設定を修正してください。

ここではflannelをデプロイするので、以下のコマンドを実行:

$ wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
$ kubectl apply -f kube-flannel.yml

最後に、マスターの状態を確認:

$ kubectl get componentstatus

ノード

マスターの成功メッセージの最後の行に入力してクラスタに参加:

kubeadm join --token <token> 192.168.122.1:6443 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

トラブルシューティング

settings behind proxy

kubeadm は https_proxy, http_proxy, no_proxy 環境変数を読み込みます。Kubernetes の内部ネットワークは最後の環境変数に記述します。例:

export no_proxy="192.168.122.0/24,10.96.0.0/12,192.168.123.0/24"

2番目の CIDR がデフォルトのサービスネットワーク CIDR です。

また、CNI プラグインが追加で必要です:

$ go get -d github.com/containernetworking/plugins
$ cd ~/go/src/github.com/containernetworking/plugins
$ bash ./build_linux.sh 
# cp bin/* /opt/cni/bin/

fatal error: runtime: out of memory

ソースから kubernetes をビルドしたときに発生します。zram 領域を設定することで回避できます:

# modprobe zram
# echo lz4 > /sys/block/zram0/comp_algorithm
# echo 16G > /sys/block/zram0/disksize
# mkswap --label zram0 /dev/zram0
# swapon --priority 100 /dev/zram0

error when creating "xxx.yaml": No API token found for service account "default"

stackoverflow を見てください。

Error: unable to load server certificate

サービスの起動時に発生することがあります。*.key ファイルのパーミッションの設定が正しいか確認してください。