6.20 Деплоймент Kubernetes на прикладі Ubuntu

Kubernetes Banner

Kubernetes – це інструмент для автоматизації розгортання, масштабування та управління контейнеризованими додатками. Він дозволяє легко запускати програми в контейнерах та керувати їх життєвим циклом.

Для тестування та розгортання програм нам потрібен налаштований кластер Kubernetes. У статті ми розглянемо розгортання кластера на одному сервері (single-node cluster) та на кількох вузлах (multi-node cluster), пояснимо нюанси установки та налаштування, а також покажемо, як запустити тестовий додаток.

У цій інструкції наш сервер виступить майстер-вузлом, до якого потім підключатимуться інші вузли.

Вимоги до сервера

Перед початком роботи необхідно переконатись, що ваш сервер відповідає мінімальним вимогам:

  • ОС: Ubuntu 22.04 або CentOS 8 (Ubuntu краще, тому що у нього краще підтримка Kubernetes);
  • Процесор: 4 ядра та вище;
  • ОЗУ: мінімум 8 ГБ (для багатонодових кластерів рекомендується 16 ГБ та вище);
  • Диск: мінімум 50 ГБ вільного місця;
  • Мережеве підключення: статичний IP і відкриті порти (6443, 10250, 10255, 30000-32767 та інші).
  • Kubernetes вимагає, щоб swap був відключений, інакше kubelet працювати не буде. На наших VPS це реалізовано за замовчуванням.

Для стабільної роботи майстер-вузла Kubernetes ми рекомендуємо сервера на тарифі не менш ніж Cloud-8.

Що таке майстер-вузол, нода, pod? Ознайомтеся із пов’язаною термінологією

Ось кілька ключових понять, які варто знати перед початком:

  • Контейнер – ізольоване середовище з додатком та всіма його залежностями. Працює однаково на будь-якому сервері.

  • Pod (под) – мінімальна одиниця в Kubernetes, що містить один або кілька контейнерів.

  • Маніфест – YAML-файл з описом об’єкта Kubernetes (наприклад, розгортання або сервісу).

  • Нода (node) – фізична або віртуальна машина в кластері.

  • Майстер-вузол – головний вузол, що управляє кластером.

  • Робочий вузол – вузол, на якому запускаються контейнери (поди).

Покрокова інструкція

Kubernetes використовує контейнерний двигун Docker для запуску контейнерів.

Порада: у нас існує окремий, більш детальний матеріал з встановлення та використання Docker. Ознайомитися з ним можна за посиланням.

Встановлення Docker

  • Оновлюємо пакети та ставимо Docker:
sudo apt update && sudo apt install -y docker.io
  • Перевіряємо версію Docker:
docker --version
  • Додаємо Docker в автозавантаження:
sudo systemctl enable --now docker
  • Додаємо поточного користувача до групи Docker (щоб не використовувати sudo при запуску контейнерів):
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker
  • Перевіряємо роботу Docker:
docker run hello-world

Якщо виводить повідомлення про коректну установку, значить працює:

Docker, hello-world

Встановлення Kubernetes

  • Додаємо репозиторій Kubernetes:
sudo apt update && sudo apt install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  • Встановлюємо компоненти Kubernetes:
sudo apt update && sudo apt install -y kubelet kubeadm kubectl
  • Додаємо в автозавантаження:
sudo systemctl enable --now kubelet
  • Перевіряємо версію Kubernetes:
kubectl version --client

Налаштування кластера

  • Ініціалізація кластера (тільки для майстер-вузла):
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16

Врахуйте: параметр --pod-network-cidr вказує діапазон IP-адрес для майбутніх подів. Різні мережеві плагіни ( Flannel, Calico та ін) можуть вимагати різні значення.

Після успішної ініціалізації з’явиться команда для підключення робочих вузлів (kubeadm join). Зберігаємо її.

  • Щоб працювати з кластером, налаштовуємо kubectl:
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
  • Перевіряємо працездатність:
kubectl get nodes

Повинен з’явитися майстер-вузол (Ready з’явиться після установки мережевого плагіна).

Встановлення мережевого плагіна

Щоб pods могли обмінюватись даними, встановлюємо мережевий плагін. Наприклад, Flannel:

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

За хвилину перевіряємо вузли:

kubectl get nodes

Тепер майстер-вузол має бути в стані Ready.

Додавання робочих вузлів

На кожному робочому вузлі встановлюємо Docker та Kubernetes, потім виконуємо команду kubeadm join, отриману при інціалізації майстер-вузла:

sudo kubeadm join <master-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash <hash>

Перевіряємо, що вузли підключилися:

kubectl get nodes

Розгортання тестової програми

Створюємо файл deployment.yaml:

Приклад файлу-маніфесту
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: nginx-deployment
spec:
 replicas: 2
 selector:
 matchLabels:
 app: nginx
 template:
 metadata:
 labels:
 app: nginx
 spec:
 containers:
 - name: nginx
 image: nginx:latest
 ports:
 - containerPort: 80

Застосовуємо маніфест:

kubectl apply -f deployment.yaml

Перевіряємо:

kubectl get pods

Якщо бачимо працюючі поди, все налаштовано правильно.

Висновок

Тепер у вас є готовий сервер для тестування та розгортання додатків на Kubernetes. Ми розглянули встановлення, налаштування та запуск тестової програми.

Подальші кроки можуть включати:

  • Налаштувати балансувальник навантаження (ingress-nginx).
  • Додати моніторинг (Prometheus, Grafana).
  • Вивчити управління конфігураціями (ConfigMaps, Secrets).
  • Налаштувати CI/CD для автоматичного розгортання.