如何成功启动 Docker 自带的 Kubernetes?(2020年更新)

(2020年11月,基于 Docker Desktop 2.5.0.1 + kubernetes 1.19.3 全新修订)

大家好,相对之前的文档,因最新的 Docker Desktop 更新后,有些地方不再适用,现根据最新 stable 版本,重新撰写本文档。
毕竟我们使用 Google 的东西没那么容易,希望这篇技术笔记能帮大家节省一点点时间,知道坑在哪里,以便更好的玩转 Kubernetes。具体步骤的话,大概分以下几步:

  • 步骤1:安装 Docker Desktop
  • 步骤2:下载 Kubernetes 镜像并启动运行
  • 步骤3:下载 kubectl 工具
  • 步骤4:启用 Dashboard(可选)
About Docker Desktop

步骤1:安装 Docker Desktop

从 Docker 官网导航菜单,可以找到 Docker Desktop 产品页面,选择指定平台的版本下载。
备注:懒人可以参见本文末尾附件,以进行快速下载。

也可以访问 Docker Hub,找到社区版 Docker CE,并根据自己的操作系统选择对应的产品。

Docker Desktop for

对于我这种新手来说,选择稳定版本即可:

不同的版本内置的 kubernetes 版本不一样,请在安装完 Docker Desktop 后到关于对话框查看具体的版本号。

  • Docker Version 2.5.0.1 (49550) 》kubernetes 1.19.3
  • Docker Version 2.4.0.0 (48506) 》kubernetes 1.18.8

步骤2:下载 Kubernetes 镜像并启动运行

要想把 Kubernetes 启动起来,需要先下载 Kubernetes 组件的镜像。因为在阿里云上,有同步镜像的组件,我们就不需要翻到官网下载了。借鉴网上找到脚本 k8s-deploy,进行改良一下,加入了 Dashboard 组件进去。大家如果只使用 kubectl 来控制 Kubernetes 的话,可以自己将这部分去掉。对于新手来说,可能有个网页界面,看着舒服些。

另外,为了更顺畅的运行,可进入状态栏图标的下拉菜单项 “Preferences”,打开首选项对话框,选择“Resources > ADVANCED”,稍微调大一点运行资源:


Resources > ADVANCED 配置

再在 Docker Engine 的配置脚本中,添加国内的 Docker Hub、GCR、Quay 镜像加速器地址(比如七牛云、中科大、Azure、网易云、阿里云、Docker-cn等),从而提升获取 Docker 官方镜像的速度。你可以配置一个或多个地址。

{
  "debug": true,
  "experimental": false,
  "registry-mirrors": [
    "https://xxxxxxxx.mirror.aliyuncs.com",
    "https://reg-mirror.qiniu.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
    "https://dockerhub.azk8s.cn",
    "https://hub-mirror.c.163.com",
    "https://registry.docker-cn.com"
  ]
}

备注:阿里云的镜像加速器地址,参见 https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors ,然后将 xxxxxxxx 变更为你获取到的地址。

Docker Engine 配置

现在,创建一个拉取 Kubernetes 镜像的脚本文件。
macOS 平台:docker-images-k8s.sh

#!/bin/bash

set -e
KUBE_VERSION=v1.19.3
KUBE_PAUSE_VERSION=3.2
ETCD_VERSION=3.4.13-0
COREDNS_VERSION=1.7.0
GCR_URL=k8s.gcr.io
ALIYUN_URL=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

# get images
images=(kube-proxy:${KUBE_VERSION}
    kube-scheduler:${KUBE_VERSION}
    kube-controller-manager:${KUBE_VERSION}
    kube-apiserver:${KUBE_VERSION}
    pause:${KUBE_PAUSE_VERSION}
    etcd:${ETCD_VERSION}
    coredns:${COREDNS_VERSION})

for imageName in ${images[@]} ; do
    docker pull $ALIYUN_URL/$imageName
    docker tag $ALIYUN_URL/$imageName $GCR_URL/$imageName
    docker rmi $ALIYUN_URL/$imageName
done

# show images
docker images

接下来,我们增加文件的执行权限,并运行一下这个脚本:

$ chmod +x docker-images-k8s.sh
$ ./docker-images-k8s.sh

看到最终的运行结果:

REPOSITORY                           TAG                                              IMAGE ID            CREATED             SIZE
docker/desktop-kubernetes            kubernetes-v1.19.3-cni-v0.8.5-critools-v1.17.0   7f85afe431d8        4 weeks ago         285MB
k8s.gcr.io/kube-proxy                v1.19.3                                          cdef7632a242        4 weeks ago         118MB
k8s.gcr.io/kube-controller-manager   v1.19.3                                          9b60aca1d818        4 weeks ago         111MB
k8s.gcr.io/kube-apiserver            v1.19.3                                          a301be0cd44b        4 weeks ago         119MB
k8s.gcr.io/kube-scheduler            v1.19.3                                          aaefbfa906bd        4 weeks ago         45.7MB
k8s.gcr.io/etcd                      3.4.13-0                                         0369cf4303ff        2 months ago        253MB
k8s.gcr.io/coredns                   1.7.0                                            bfe3a36ebd25        4 months ago        45.2MB
docker/desktop-storage-provisioner   v1.1                                             e704287ce753        7 months ago        41.8MB
docker/desktop-vpnkit-controller     v1.0                                             79da37e5a3aa        8 months ago        36.6MB
k8s.gcr.io/pause                     3.2                                              80d28bedfe5d        9 months ago        683kB

这时候稍等片刻,就可以看到 Kubernetes 已正常运行了。

另外,如果需要网页控制台界面,创建以下脚本文件(可选):
**docker-images-dashboard.sh **

#!/bin/bash

set -e
KUBE_DASHBOARD_VERSION=v2.0.3
METRICS_SCRAPER=v1.0.4
KUBENETESUI_URL=kubernetesui
ALIYUN_KUBENETESUI_URL=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetes_ns

# get images (ui)
imagesui=(dashboard:${KUBE_DASHBOARD_VERSION}
    metrics-scraper:${METRICS_SCRAPER})

for imageName in ${imagesui[@]} ; do
    docker pull $ALIYUN_KUBENETESUI_URL/$imageName
    docker tag $ALIYUN_KUBENETESUI_URL/$imageName $KUBENETESUI_URL/$imageName
    docker rmi $ALIYUN_KUBENETESUI_URL/$imageName
done

# show images
docker images

同理,我们增加文件的执行权限,并运行一下这个脚本:

$ chmod +x docker-images-dashboard.sh
$ ./docker-images-dashboard.sh

看到最终的运行结果:

REPOSITORY                           TAG                                              IMAGE ID            CREATED             SIZE
kubernetesui/dashboard               v2.0.3                                           503bc4b7440b        3 weeks ago         225MB
kubernetesui/metrics-scraper         v1.0.4                                           86262685d9ab        3 months ago        36.9MB
...

备注:

  • 针对老版本 Kubernetes 1.18.8 版本,请使用以下版本配置:
KUBE_VERSION=v1.18.8
KUBE_PAUSE_VERSION=3.2
ETCD_VERSION=3.4.3-0
COREDNS_VERSION=1.6.7

Windows 平台:docker-images-k8s.ps1
使用 PowerShell 来执行脚本。
首先创建一个镜像对应表文件 images.properties:

k8s.gcr.io/pause:3.2=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.19.3=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.19.3
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.19.3=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.19.3
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.19.3=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.19.3
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.19.3=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.19.3
k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0
k8s.gcr.io/coredns:1.7.0=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0

另外,如果需要网页控制台界面可增加以下镜像(可选):

kubernetesui/dashboard:v2.0.3=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetes_ns/dashboard:v2.0.3
kubernetesui/metrics-scraper:v1.0.4=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetes_ns/metrics-scraper:v1.0.4

看官方文档,dashboard:v2.0.4 应该更兼容 kubernetes:v1.19 系列版本的,但阿里源还没有,待后续有了再更新一下。

然后在相同目录下,创建脚本 docker-images-k8s.ps1:

foreach($line in Get-Content .\images.properties) {
    $data = $line.Split('=')
    $key = $data[0];
    $value = $data[1];
    Write-Output "$key=$value"
    docker pull ${value}
    docker tag ${value} ${key}
    docker rmi ${value}
}

并执行脚本:

.\docker-images-k8s.ps1

备注:如果因为安全策略而无法执行 PowerShell 脚本,请在 “以管理员身份运行” 的 PowerShell 中执行 Set-ExecutionPolicy RemoteSigned 命令。

步骤3:下载 kubectl 工具

根据你电脑的操作系统,从 github 上直接下载指定平台版本的 kubectl。
macOS 平台:

下载后解压 kubectl 到某个目录下。然后打开终端命令行,进入这个目录,执行以下脚本,将其变更为可执行命令,同时移动到系统特定目录下。

$ tar zxvf kubernetes-client-darwin-amd64.tar.gz
$ cd ./kubernetes/client/bin
$ chmod +x kubectl && mv kubectl /usr/local/bin/kubectl

Windows 平台:

下载后解压 kubectl.exe 文件到 C:\Windows\System32 目录下。

我们可以看下 kubectl 的版本号:

$ kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.3", GitCommit:"1e11e4a2108024935ecfcb2912226cedeafd99df", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-10-14T12:50:19Z", GoVersion:"go1.15.2", Compiler:"gc", Platform:"darwin/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.3", GitCommit:"1e11e4a2108024935ecfcb2912226cedeafd99df", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-10-14T12:41:49Z", GoVersion:"go1.15.2", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

步骤4:启用 Dashboard(可选)

需要注意的是,因为 Dashboard 的版本是单独演进的,参见 https://github.com/kubernetes/dashboard 。当前版本为 v2.0.3。

可以在 recommended.yaml 文件查看到使用的容器镜像版本。

...
image: kubernetesui/dashboard:v2.0.3
...
image: kubernetesui/metrics-scraper:v1.0.4
...

接下来,我们要想启动 Kubernetes Dashboard,还得在集群中部署一下 recommended.yaml。

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/aio/deploy/recommended.yaml
namespace/kubernetes-dashboard created
serviceaccount/kubernetes-dashboard created
service/kubernetes-dashboard created
secret/kubernetes-dashboard-certs created
secret/kubernetes-dashboard-csrf created
secret/kubernetes-dashboard-key-holder created
configmap/kubernetes-dashboard-settings created
role.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/kubernetes-dashboard created
deployment.apps/kubernetes-dashboard created
service/dashboard-metrics-scraper created
deployment.apps/dashboard-metrics-scraper created

备注
如果执行此命令有问题,可从之前网页查看的 recommended.yaml 另存为本地来执行。

部署成功后,启动 Kubernetes API Server 访问代理。

kubectl proxy
Starting to serve on 127.0.0.1:8001

这时候,打开浏览器,通过如下 URL 访问 Kubernetes Dashboard:
http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

Kubernetes Dashboard 登录

通过以下脚本,配置访问控制台所需的令牌。
macOS 平台:

TOKEN=$(kubectl -n kube-system describe secret default| awk '$1=="token:"{print $2}')
kubectl config set-credentials docker-desktop --token="${TOKEN}"
echo $TOKEN

Windows 平台:

$TOKEN=((kubectl -n kube-system describe secret default | Select-String "token:") -split " +")[1]
kubectl config set-credentials docker-desktop --token="${TOKEN}"
echo $TOKEN

复制生成的令牌字符串,并在登录对话框中选择“令牌”方式登录后,粘贴到输入框中,登录即可。


Kubernetes Dashboard 首页

要想重新找到令牌字符串,可以查看 kubeconfig 文件。
macOS 平台:

$HOME/.kube/config

可以使用 “shift + command + .” 命令查看隐藏目录,并找到文件 ~/.kube/config 。

  • Windows 平台:
%UserProfile%\.kube\config

找到 kubeconfig 文档后,在文档末尾就可以发现刚生成的令牌。

    token: eyJh....UIUT-GFkv....WDtO-XesQ....5Kwh-ONGgbgAQFIVf0MdA

好的,那就介绍到这里。
如果在使用 Docker 中还是出现各种异常,可以考虑使用状态栏图标的下拉菜单项 “Troubleshoot”,打开故障排除对话框,以解决各种疑难杂症。


Troubleshoot

如果是从旧版本升级,出现始终无法正常启动时,建议 Clear / Purge Data 一下,完全从头执行一遍。

如果要检查 Pod 是否正常运行,可以考虑使用状态栏图标的下拉菜单项 “Dashboard”,就可以查看当前运行的 Pod 情况。如果有问题可以手动将相关的镜像删除,并重新拉取后,再重启 Docker 试下。


查看 Pod 运行情况

恭喜您,成功启动 Kubernetes 的学习之路了。

附件

对于文章中提到的安装文件或脚本,下载仍有困难的,也可以使用我百度网盘中的备份。

参考文档

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