Proviamo Kubernetes con Kind
Questa guida è indicata per tutti coloro che hanno esigenza di interagire con un cluster Kubernetes per meri scopi di test, conoscenza e sviluppo utilizzando una workstation o notebook con risorse limitate.
Kind (Kubernetes IN Docker) è uno strumento open-source progettato per semplificare la creazione e la gestione di cluster Kubernetes locali utilizzando container Docker come nodi del cluster.
Ecco alcune caratteristiche chiave di kind:
Installazione Semplificata: kind semplifica notevolmente il processo di installazione di Kubernetes su una macchina locale, consentendo agli sviluppatori di creare rapidamente e facilmente cluster Kubernetes per scopi di sviluppo o test.
Utilizzo di Docker come Nodi: kind utilizza container Docker per creare i nodi del cluster Kubernetes. Ogni nodo del cluster viene eseguito come un container Docker specifico, consentendo un’implementazione leggera e isolata del cluster locale.
Ambienti Isolati: kind consente agli sviluppatori di creare cluster Kubernetes completamente isolati, garantendo che le risorse e le configurazioni di un cluster non interferiscano con altri cluster o ambienti.
Configurazione Dichiarativa: La configurazione di kind è dichiarativa e può essere definita attraverso file di configurazione in stile YAML. Questo approccio semplifica la creazione e la gestione di cluster con configurazioni complesse.
Integrazione con Strumenti di CI/CD: kind è spesso utilizzato negli ambienti di sviluppo e nei flussi di lavoro (CI/CD) per testare e validare applicazioni Kubernetes.
Agilità nello Sviluppo e nel Test: kind consente agli sviluppatori di eseguire e testare le proprie applicazioni Kubernetes in un ambiente locale, facilitando lo sviluppo, il debug e il test delle applicazioni Kubernetes senza la necessità di un cluster remoto.
Estendibile e Configurabile: In quanto strumento open-source, kind è estendibile e può essere configurato per soddisfare esigenze specifiche. Gli sviluppatori possono personalizzare i cluster creati con kind per rispecchiare le configurazioni desiderate.
In sintesi, kind è uno strumento che semplifica l’installazione di cluster Kubernetes locali, facilitando il processo di sviluppo, test e debug delle applicazioni Kubernetes in un ambiente controllato e isolato.
Prerequisiti
- Virtual Machine, Workstation o Notebook con distribuzione Linux (si può utilizzare anche WSL2 su Windows con Docker Desktop installati)
- Docker
- Kubectl per interagire con il cluster
Procedimento
Per questo esempio io utilizzo una VM installata sul mio cluster Proxmox, la distribuzione utilizzata è Ubuntu 22-04-LTS, iniziamo con installare Docker
# Aggiungiamo la chiave **GPG key** ufficiale del repository Docker
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg
echo "deb [arch="$(dpkg --print-architecture)" signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu "$(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")" stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
Installiamo Kind, sostanzialmente si tratta di scaricare il file binario eseguibile, impostare i giusti permessi e spostarlo sul path riservato ai file eseguibili
# For AMD64 / x86_64
[ $(uname -m) = x86_64 ] && curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-amd64
sudo chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/kind
Installiamo Kubectl, il concetto è lo stesso precedente
sudo curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin
Verifichiamo le versioni appena installate di docker, Kind e Kubectl
docker --version
Docker version 25.0.1, build 29cf629
kind --version
kind version 0.20.0
kubectl version
Client Version: v1.29.1
Kustomize Version: v5.0.4-0.20230601165947-6ce0bf390ce3
Adesso siamo pronti per creare il nostro primo cluster Kubernetes utilizzando Kind, decidiamo prima come deve essere composto il nostro cluster, per esempio per le nostre esigenze desideriamo un cluster con 1 nodo control-plane e 3 nodi worker. Per istruire Kind a fare questo dobbiamo scrivere un file di configurazione.
File esempio in formato yaml, cluster-config.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
# patch the generated kubeadm config with some extra settings
kubeadmConfigPatches:
- |
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
evictionHard:
nodefs.available: "0%"
# patch it further using a JSON 6902 patch
kubeadmConfigPatchesJSON6902:
- group: kubeadm.k8s.io
version: v1beta2
kind: ClusterConfiguration
patch: |
- op: add
path: /apiServer/certSANs/-
value: my-hostname
# 1 control plane node and 3 workers
nodes:
# the control plane node config
- role: control-plane
image: kindest/node:v1.27.3@sha256:3966ac761ae0136263ffdb6cfd4db23ef8a83cba8a463690e98317add2c9ba72
kubeadmConfigPatches:
- |
kind: InitConfiguration
nodeRegistration:
kubeletExtraArgs:
node-labels: "ingress-ready=true"
extraPortMappings:
- containerPort: 80
hostPort: 80
protocol: TCP
- containerPort: 443
hostPort: 443
protocol: TCP
# the three workers
- role: worker
image: kindest/node:v1.27.3@sha256:3966ac761ae0136263ffdb6cfd4db23ef8a83cba8a463690e98317add2c9ba72
- role: worker
image: kindest/node:v1.27.3@sha256:3966ac761ae0136263ffdb6cfd4db23ef8a83cba8a463690e98317add2c9ba72
- role: worker
image: kindest/node:v1.27.3@sha256:3966ac761ae0136263ffdb6cfd4db23ef8a83cba8a463690e98317add2c9ba72
Il file oltre a dichiarare i tre nodi, 1 control-plane + 3 worker pre-abilita anche l’ingress controller con le porte 80 e 443. Mi raccomando sul file prestate attenzione alla corretta identazione yaml, altrimenti riceverete errore.
Eseguiamo il seguente comando che ci permetterà di creare il cluster con la configurazione desiderata.
sudo kind create cluster --name kube-kind-test --config cluster-config.yaml
Il comando completerà i task in circa due minuti, questo potrebbe variare in base alla vostra connessione internet, tenete conto che Docker dovrà scaricare le apposite immagini.
Dovreste ritrovarvi con un’output simile
Creating cluster "kube-kind-test" ...
✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.27.3) 🖼
✓ Preparing nodes 📦 📦 📦 📦
✓ Writing configuration 📜
✓ Starting control-plane 🕹️
✓ Installing CNI 🔌
✓ Installing StorageClass 💾
✓ Joining worker nodes 🚜
Set kubectl context to "kind-kube-kind-test"
You can now use your cluster with:
kubectl cluster-info --context kind-kube-kind-test
Thanks for using kind! 😊
A questo punto possiamo utilizzare kind per verificare il cluster appena creato e kubectl per interagire con esso
sudo kind get clusters
kube-kind-test
sudo kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kube-kind-test-control-plane Ready control-plane 5m47s v1.27.3
kube-kind-test-worker Ready <none> 5m21s v1.27.3
kube-kind-test-worker2 Ready <none> 5m27s v1.27.3
kube-kind-test-worker3 Ready <none> 5m26s v1.27.3
sudo kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 2m
kube-node-lease Active 2m
kube-public Active 2m
kube-system Active 2m
local-path-storage Active 2m
sudo kubectl get pods -A
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-5d78c9869d-6dgr5 1/1 Running 0 7m48s
kube-system coredns-5d78c9869d-fchdj 1/1 Running 0 7m48s
kube-system etcd-kube-kind-test-control-plane 1/1 Running 0 8m2s
kube-system kindnet-6p787 1/1 Running 0 7m44s
kube-system kindnet-7cwt7 1/1 Running 0 7m45s
kube-system kindnet-fx5lg 1/1 Running 0 7m39s
kube-system kindnet-tcwbt 1/1 Running 0 7m48s
kube-system kube-apiserver-kube-kind-test-control-plane 1/1 Running 0 8m2s
kube-system kube-controller-manager-kube-kind-test-control-plane 1/1 Running 0 8m2s
kube-system kube-proxy-cjs8z 1/1 Running 0 7m45s
kube-system kube-proxy-n97zk 1/1 Running 0 7m44s
kube-system kube-proxy-qhmvm 1/1 Running 0 7m48s
kube-system kube-proxy-vzxpr 1/1 Running 0 7m39s
kube-system kube-scheduler-kube-kind-test-control-plane 1/1 Running 0 8m2s
local-path-storage local-path-provisioner-6bc4bddd6b-zzw4d 1/1 Running 0 7m48s
Infine per completare il discorso ingress-controller procederemo con installazione dell’ingress controller NGINX, il deployment verrà eseguito con kubectl scaricando il file direttamente dai repository ufficiali NGINX
sudo kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/main/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml
Verifichiamo sempre tramite kubectl
sudo kubectl get deployment -n ingress-nginx
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
ingress-nginx-controller 1/1 1 1 114s
sudo kubectl get pods -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ingress-nginx-admission-create-jk94q 0/1 Completed 0 2m44s
ingress-nginx-admission-patch-qwc96 0/1 Completed 0 2m44s
ingress-nginx-controller-864894d997-48cn4 1/1 Running 0 2m44s
Assicuriamoci che l’ingress controller stia funzionando creando questo pod con service e ingress di esempio, al termine provate i due comandi curl
sudo kubectl apply -f https://kind.sigs.k8s.io/examples/ingress/usage.yaml
# should output "foo-app"
curl localhost/foo/hostname
# should output "bar-app"
curl localhost/bar/hostname
Bonus extra Installiamo Metal-lb - metal-lb è un servizio che simula la presenza di un load balancer sul nostro cluster Kubernetes, quando attivo si occuperà di assegnare un indirizzo IP al service di tipo LoadBalancer
sudo kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.7/config/manifests/metallb-native.yaml
eseguiamo wget di questo file che poi andremo a editare
wget https://kind.sigs.k8s.io/examples/loadbalancer/metallb-config.yaml
editate il file inserendo un range di indirizzi IP consentiti al loadbalancer metallb, questo range deve appartenere alla vostra rete docker, nel mio caso ho editato solo questa parte del file lasciando il resto invariato
spec:
addresses:
- 172.18.255.200-172.18.255.250
tradotto, metal-lb ogni volta che voi creerete un service di tipo LoadBalncer dentro Kubernetes, assegnerà un IP estrapolato da quel range, come potete vedere io ho assegnato 51 indirizzi disponibili. Applichiamo la configurazione eseguendo il seguente comando
sudo kubectl apply -f metallb-config.yaml
Adesso avete a disposizione tutti gli elementi per provare, testare e utilizzare un cluster Kubernetes. La guida termina quì, spero sia stata semplice e chiara da seguire!
Ps. immagine in copertina creata da Dall-E tramite Microsoft Co-pilot (peccato per il testo :P ) sta AI è talmente intelligente che ha pure la dislessia! LOL