# 创建计算资源 Kubernetes 需要一些机器去搭建管理 Kubernetes 的控制平台, 也需要一些工作节点（work node）来运行容器。在这个实验中你将会创建一些虚拟机，并利用 GCE [Compute Zone](https://cloud.google.com/compute/docs/regions-zones/regions-zones) 来运行安全且高可用的 Kubernetes 集群。 > 请确定默认 Compute Zone 和 Region 已按照 [事前准备](https://kubernetes.feisky.xyz/setup/01-prerequisites#set-a-default-compute-region-and-zone) 的设定步骤完成。 ## 网络 Kubernetes [网络模型](https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/networking/#kubernetes-model) 假设使用扁平网路能让每个容器与节点都可以相互通信。 在这里我们先忽略用于控制容器网络隔离的 Network policies（Network Policies 不在本指南的范围内）。 ### 虚拟私有网络（VPC） 本节将会创建一个专用的 [Virtual Private Cloud](https://cloud.google.com/compute/docs/networks-and-firewalls#networks) (VPC) 网络来搭建我们的 Kubernetes 集群。 首先创建一个名为 kubernetes-the-hard-way 的 VPC 网络： ```bash gcloud compute networks create kubernetes-the-hard-way --subnet-mode custom ``` 为了给 Kubernetes 集群的每个节点分配私有 IP 地址，需要创建一个含有足够大 IP 地址池的子网。 在 `kubernetes-the-hard-way` VPC 网络中创建 `kubernetes` 子网： ```bash gcloud compute networks subnets create kubernetes \ --network kubernetes-the-hard-way \ --range 10.240.0.0/24 ``` > `10.240.0.0/24` IP 地址范围, 可以分配 254 个计算节点。 ### 防火墙规则 创建一个防火墙规则允许内部网路通过所有协议进行通信： ```bash gcloud compute firewall-rules create kubernetes-the-hard-way-allow-internal \ --allow tcp,udp,icmp \ --network kubernetes-the-hard-way \ --source-ranges 10.240.0.0/24,10.200.0.0/16 ``` 创建一个防火墙规则允许外部 SSH、ICMP 以及 HTTPS 等通信： ```bash gcloud compute firewall-rules create kubernetes-the-hard-way-allow-external \ --allow tcp:22,tcp:6443,icmp \ --network kubernetes-the-hard-way \ --source-ranges 0.0.0.0/0 ``` > [外部负载均衡器](https://cloud.google.com/compute/docs/load-balancing/network/) 被用来暴露 Kubernetes API Servers 给远端客户端。 列出在 `kubernetes-the-hard-way` VPC 网络中的防火墙规则： ```bash gcloud compute firewall-rules list --filter="network:kubernetes-the-hard-way" ``` > 输出为 ```bash NAME NETWORK DIRECTION PRIORITY ALLOW DENY DISABLED kubernetes-the-hard-way-allow-external kubernetes-the-hard-way INGRESS 1000 tcp:22,tcp:6443,icmp False kubernetes-the-hard-way-allow-internal kubernetes-the-hard-way INGRESS 1000 tcp,udp,icmp Fals ``` ### Kubernetes 公网 IP 地址 分配固定的 IP 地址, 被用来连接外部的负载平衡器至 Kubernetes API Servers: ```bash gcloud compute addresses create kubernetes-the-hard-way \ --region $(gcloud config get-value compute/region) ``` 验证 `kubernetes-the-hard-way` 固定 IP 地址已经在默认的 Compute Region 中创建出来： ```bash gcloud compute addresses list --filter="name=('kubernetes-the-hard-way')" ``` > 输出为 ```bash NAME ADDRESS/RANGE TYPE PURPOSE NETWORK REGION SUBNET STATUS kubernetes-the-hard-way XX.XXX.XXX.XXX EXTERNAL us-west1 RESERVED ``` ## 计算实例 本节将会创建基于 [Ubuntu Server 20.04](https://www.ubuntu.com/server) 的计算实例，原因是它对 [containerd](https://github.com/containerd/containerd) 容器引擎有很好的支持。每个虚拟机将会分配一个私有 IP 地址用以简化 Kubernetes 的设置。 ### Kubernetes 控制节点 建立三个控制节点用以配置 Kubernetes 控制平面： ```bash for i in 0 1 2; do gcloud compute instances create controller-${i} \ --async \ --boot-disk-size 200GB \ --can-ip-forward \ --image-family ubuntu-2004-lts \ --image-project ubuntu-os-cloud \ --machine-type e2-standard-2 \ --private-network-ip 10.240.0.1${i} \ --scopes compute-rw,storage-ro,service-management,service-control,logging-write,monitoring \ --subnet kubernetes \ --tags kubernetes-the-hard-way,controller done ``` ### Kubernetes 工作节点 每台 worker 节点都需要从 Kubernetes 集群 CIDR 范围中分配一个 Pod 子网。 Pod 子网分配将会在之后的容器网路章节做练习。在 worker 节点内部可以通过 `pod-cidr` 元数据来获得 Pod 子网的分配结果。 > Kubernetes 集群 CIDR 的范围可以通过 Controller Manager 的 `--cluster-cidr` 参数来设定。在本次教学中我们会设置为 `10.200.0.0/16`，它支持 254 个子网。 创建三个计算节点用来作为 Kubernetes Worker 节点： ```bash for i in 0 1 2; do gcloud compute instances create worker-${i} \ --async \ --boot-disk-size 200GB \ --can-ip-forward \ --image-family ubuntu-2004-lts \ --image-project ubuntu-os-cloud \ --machine-type e2-standard-2 \ --metadata pod-cidr=10.200.${i}.0/24 \ --private-network-ip 10.240.0.2${i} \ --scopes compute-rw,storage-ro,service-management,service-control,logging-write,monitoring \ --subnet kubernetes \ --tags kubernetes-the-hard-way,worker done ``` ### 验证 列出所有在默认 Compute Zone 的计算节点： ```bash gcloud compute instances list --filter="tags.items=kubernetes-the-hard-way" ``` 输出为： ```bash NAME ZONE MACHINE_TYPE PREEMPTIBLE INTERNAL_IP EXTERNAL_IP STATUS controller-0 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.10 XX.XX.XX.XXX RUNNING controller-1 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.11 XX.XXX.XXX.XX RUNNING controller-2 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.12 XX.XXX.XX.XXX RUNNING worker-0 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.20 XX.XX.XXX.XXX RUNNING worker-1 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.21 XX.XX.XX.XXX RUNNING worker-2 us-west1-c e2-standard-2 10.240.0.22 XX.XXX.XX.XX RUNNING ``` ## 配置 SSH 本教程使用 SSH 来配置控制节点和工作节点。当通过 `gcloud compute ssh` 第一次连接计算实例时，会自动生成 SSH 证书，并[保存在项目或者实例的元数据中](https://cloud.google.com/compute/docs/instances/connecting-to-instance)。 验证 `controller-0` 的 SSH 访问 ```bash gcloud compute ssh controller-0 ``` 因为这是第一次访问，此时会生成 SSH 证书。按照提示操作 ```bash WARNING: The public SSH key file for gcloud does not exist. WARNING: The private SSH key file for gcloud does not exist. WARNING: You do not have an SSH key for gcloud. WARNING: SSH keygen will be executed to generate a key. Generating public/private rsa key pair. Enter passphrase (empty for no passphrase): Enter same passphrase again: ``` 此时，SSH 证书回保存在你的项目中： ```bash Your identification has been saved in /home/$USER/.ssh/google_compute_engine. Your public key has been saved in /home/$USER/.ssh/google_compute_engine.pub. The key fingerprint is: SHA256:nz1i8jHmgQuGt+WscqP5SeIaSy5wyIJeL71MuV+QruE $USER@$HOSTNAME The key's randomart image is: +---[RSA 2048]----+ | | | | | | | . | |o. oS | |=... .o .o o | |+.+ =+=.+.X o | |.+ ==O*B.B = . | | .+.=EB++ o | +----[SHA256]-----+ Updating project ssh metadata...-Updated [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$PROJECT_ID]. Updating project ssh metadata...done. Waiting for SSH key to propagate. ``` SSH 证书更新后，你就可以登录到 `controller-0` 实例中了： ```bash Welcome to Ubuntu 20.04 LTS (GNU/Linux 5.4.0-1019-gcp x86_64) ... Last login: Sun May 13 14:34:27 2018 from XX.XXX.XXX.XX ``` 执行 `exit` 命令退出 `controller-0` 实例 ```bash $USER@controller-0:~$ exit logout Connection to XX.XX.XX.XXX closed ``` 下一步：[配置 CA 和创建 TLS 证书](https://kubernetes.feisky.xyz/setup/k8s-hard-way/04-certificate-authority)