原文
https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster/blob/master/README-cn.md
注意，测试过程中发现：集群入口IP只能用172.17.8.102，不能用172.17.8.101、172.17.8.103
使用Vagrant和VirtualBox在本地搭建分布式的Kubernetes集群和Istio Service Mesh
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。
注意：kube-proxy使用ipvs模式。
Demo
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Kubernetes 1.9以上版本（支持最新的1.13.0）的release压缩包
- Mac/Linux，Windows不完全支持，仅在windows10下通过
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，支持Kubernetes1.9+）
可选插件
- Heapster + InfluxDB + Grafana
- ElasticSearch + Fluentd + Kibana
- Istio service mesh
- Helm
- Vistio
- Kiali
使用说明
将该repo克隆到本地，下载Kubernetes的到项目的根目录。
git clone https://github.com/rootsongjc/kubernetes-vagrant-centos-cluster.git
cd kubernetes-vagrant-centos-cluster
注意：如果您是第一次运行该部署程序，那么可以直接执行下面的命令，它将自动帮你下载 Kubernetes 安装包，下一次你就不需要自己下载了，另外您也可以在这里找到Kubernetes的发行版下载地址，下载 Kubernetes发行版后重命名为kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz，并移动到该项目的根目录下。
因为该项目是使用 NFS 的方式挂载到虚拟机的 /vagrant 目录中的，所以在安装 NFS 的时候需要您输入密码授权。
使用vagrant启动集群。
vagrant up
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。
Windows 安装特别说明
执行vagrant up之后会有如下提示：
G:\code\kubernetes-vagrant-centos-cluster>vagrant up
Bringing machine 'node1' up with 'virtualbox' provider...
Bringing machine 'node2' up with 'virtualbox' provider...
Bringing machine 'node3' up with 'virtualbox' provider...
==> node1: Importing base box 'centos/7'...
==> node1: Matching MAC address for NAT networking...
==> node1: Setting the name of the VM: node1
==> node1: Clearing any previously set network interfaces...
==> node1: Specific bridge 'en0: Wi-Fi (AirPort)' not found. You may be asked to specify
==> node1: which network to bridge to.
==> node1: Available bridged network interfaces:
1) Realtek PCIe GBE Family Controller
2) TAP-Windows Adapter V9
==> node1: When choosing an interface, it is usually the one that is
==> node1: being used to connect to the internet.
node1: Which interface should the network bridge to?
node1: Which interface should the network bridge to?
输入1之后按回车继续。（根据自己真实网卡选择，node2、node3同样需要）
node3快要结束的时候可能会有如下错误：
node3: Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service to /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.
node3: Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kube-proxy.service to /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service.
node3: deploy coredns
node3: /tmp/vagrant-shell: ./dns-deploy.sh: /bin/bash^M: bad interpreter: No such file or directory
node3: error: no objects passed to apply
node3: /home/vagrant
解决方法：
vagrant ssh node3
sudo -i
cd /vagrant/addon/dns
yum -y install dos2unix
dos2unix dns-deploy.sh
./dns-deploy.sh -r 10.254.0.0/16 -i 10.254.0.2 |kubectl apply -f -
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。
要想在本地直接操作Kubernetes集群，需要在你的电脑里安装kubectl命令行工具，对于Mac用户执行以下步骤：
wget https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.11.0/kubernetes-client-darwin-amd64.tar.gz
tar xvf kubernetes-client-darwin-amd64.tar.gz && cp kubernetes/client/bin/kubectl /usr/local/bin
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。
[图片上传失败...(image-33ba1f-1546677071807)]
只有当你安装了下面的heapster组件后才能看到上图中的监控metrics。
Windows下Chrome/Firefox访问
如果提示NET::ERR_CERT_INVALID，则需要下面的步骤
进入本项目目录
vagrant ssh node1
sudo -i
cd /vagrant/addon/dashboard/
mkdir certs
openssl req -nodes -newkey rsa:2048 -keyout certs/dashboard.key -out certs/dashboard.csr -subj "/C=/ST=/L=/O=/OU=/CN=kubernetes-dashboard"
openssl x509 -req -sha256 -days 365 -in certs/dashboard.csr -signkey certs/dashboard.key -out certs/dashboard.crt
kubectl delete secret kubernetes-dashboard-certs -n kube-system
kubectl create secret generic kubernetes-dashboard-certs --from-file=certs -n kube-system
kubectl delete pods $(kubectl get pods -n kube-system|grep kubernetes-dashboard|awk '{print $1}') -n kube-system #重新创建dashboard
刷新浏览器之后点击高级，选择跳过即可打开页面。
组件
Heapster监控
创建Heapster监控：
kubectl apply -f addon/heapster/
访问Grafana
使用Ingress方式暴露的服务，在本地/etc/hosts中增加一条配置：
172.17.8.102 grafana.jimmysong.io
访问Grafana：http://grafana.jimmysong.io
[图片上传失败...(image-9cbaab-1546677071807)]
Traefik
部署Traefik ingress controller和增加ingress配置：
kubectl apply -f addon/traefik-ingress
在本地/etc/hosts中增加一条配置：
172.17.8.102 traefik.jimmysong.io
访问Traefik UI：http://traefik.jimmysong.io
[图片上传失败...(image-c15eb8-1546677071807)]
EFK
使用EFK做日志收集。
kubectl apply -f addon/efk/
注意：运行EFK的每个节点需要消耗很大的CPU和内存，请保证每台虚拟机至少分配了4G内存。
Helm
用来部署helm。
hack/deploy-helm.sh
Service Mesh
我们使用 istio 作为 service mesh。
安装
到Istio release 页面下载istio的安装包，安装istio命令行工具，将istioctl命令行工具放到你的$PATH目录下，对于Mac用户：
wget https://github.com/istio/istio/releases/download/1.0.0/istio-1.0.0-osx.tar.gz
tar xvf istio-1.0.0-osx.tar.gz
mv bin/istioctl /usr/local/bin/
在Kubernetes中部署istio：
kubectl apply -f addon/istio/istio-demo.yaml
kubectl apply -f addon/istio/istio-ingress.yaml
运行示例
我们开启了Sidecar自动注入。
kubectl label namespace default istio-injection=enabled
kubectl apply -n default -f yaml/istio-bookinfo/bookinfo.yaml
kubectl apply -n default -f yaml/istio-bookinfo/bookinfo-gateway.yaml
kubectl apply -n default -f yaml/istio-bookinfo/destination-rule-all.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 prometheus.istio.jimmysong.io
172.17.8.102 servicegraph.istio.jimmysong.io
172.17.8.102 jaeger-query.istio.jimmysong.io
我们可以通过下面的URL地址访问以上的服务。
详细信息请参阅：https://istio.io/zh/docs/examples/bookinfo/
[图片上传失败...(image-6ef5dc-1546677071807)]
Vistio
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。
# Deploy vistio via kubectl
kubectl -n default 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 您将会看到类似下图的输出。
[图片上传失败...(image-2cda6f-1546677071807)]
更多详细内容请参考Vistio—使用Netflix的Vizceral可视化Istio service mesh。
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。
在本地该项目的根路径下执行下面的命令：
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
[图片上传失败...(image-c32ffd-1546677071808)]
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：
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/
[图片上传失败...(image-85e41a-1546677071808)]
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。
参考
- Kubernetes Handbook——Kubernetes中文指南/云原生应用架构实践手册
- duffqiu/centos-vagrant
- coredns/deployment
- Kubernetes 1.8 kube-proxy 开启 ipvs
- Vistio—使用Netflix的Vizceral可视化Istio service mesh
更多Istio和Service Mesh的资讯请访问ServiceMesher社区和关注社区的微信公众号。
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