Kubernetesクラスターは、リソースの少ないエッジデバイスやミニPC上でも実行できるようになりました。その中でも、k0sは軽量なKubernetesディストリビューションで、少ないリソース使用量でKubernetesクラスターを構築することができます。このチュートリアルでは、4台のMiniPCを使用して、k0sクラスターを構築します。(MiniPCがない場合は、VMを使用して構築することもできます。)
対象は、LinuxやDocker、Kubernetesの基礎知識がある方です。
このチュートリアルは4章構成です。
1. Ubuntu server 20.04 LTSをインストールする
2. ネットワークの設定
3. Control plane nodeにk0sをデプロイする
4. Worker nodeにk0sをデプロイする
必要なデバイスは以下のとおりです。
- MiniPC 4台 (最低2台: マスターノード + ワーカーノード)
- Netowork スイッチ (4ポート以上)
- LANケーブル 4本
- キーボード + ディスプレイ
- USBフラッシュメモリー (4GB以上)
例として使用したMini PCのスペックは以下の通りです。
- 4 core CPU
- 4GB Memory
- 60GB Storage
- イーサネット用LANポート
- Wifi インターフェース
MiniPCがない場合は、同様のスペックの仮想環境上でも構築できます。
1. Ubuntu server 20.04 LTSをインストールする
4台のMini PC上にUbuntu Server 20.04 LTSをセットアップします。
hostnameは1台にmaster01、他のデバイスにはworker01, worker02など一意なhostnameを付けます。
VMを使用する場合も同様に、Ubuntu Server 20.04を4台のVMにインストールしてください。
1.1. ISOイメージファイルのダウンロード
ローカルのPC上から以下のリンクにアクセスし、Ubuntu Server 20.04 LTSのISOイメージを取得してください。(約1.2GB)
1.2 USBブータブルディスクの作成
ローカルのPC上にて、ダウンロードしたISOイメージを使用して、USBブータブルディスクを作成してください。
1.3 インストールの開始
MiniPCにUSBディスクを挿入し、キーボードを使用し、F2キーやF11キーなどを連打し、起動ディスクからインストールを開始します。 (キーはデバイスによって異なります。)
1.4 画面に従ってインストールを進めます。
この時点ではネットワークやWIFIの設定などは空白、または仮の設定で構いません。(後程、設定を行います。)
hostnameは1台にmaster01、他のデバイスにはworker01, worker02など一意なhostnameを付けます。
username, passwordはすべてのデバイス間で同じでもOKです。 例としてavintonというユーザーを作成しました。 SSHはインストールしてOKです。
2. ネットワークの設定
デバイスがインターネットに接続できるように、またデバイス間通信ができるようにネットワークの設定を行います。
この手順はすべてのMini PCに対して共通です。
VMの場合は、管理コンソールよりネットワークの構成を行ってください。 インターネット接続とノード間の接続ができるようにインターフェースを構成してください。
ネットワークの設定は環境によって異なりますが、例では以下のように構成します。
イーサネットインターフェース
- master01: 192.168.2.100/24
- worker01: 192.168.2.101/24
- worker02: 192.168.2.102/24
- worker03: 192.168.2.103/24
Wifiインターフェースの設定は、ご使用のWifi環境で異なります。
環境に併せて設定してください。IPアドレスは固定しなくても大丈夫です。
2.1 netplanでnetworkの接続を構成
/etc/netplan/以下に設定ファイル/etc/netplan/99-network-all.yamlを作成します。
Wifiの設定項目は適宜変更してください。
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network: version: 2 renderer: networkd ethernets: enp1s0: dhcp4: false addresses: - 192.168.2.100/24 nameservers: addresses: [192.168.2.1] routes: - to: default via: 192.168.2.1 metric: 50 wifis: wlp2s0b1: dhcp4: no dhcp6: no addresses: ... gateway4: ... nameservers: addresses: [...] access-points: "...": password: "..." |
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sudo netplan --debug apply |
2.2 インターネットの疎通を確認
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ping google.com |
2.3 パッケージの更新
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sudo apt update && sudo apt upgrade -y |
2.4 再起動
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sudo reboot |
3. Control plane nodeにk0sをデプロイする
ここからはコントロールプレインノードを設定していきます。
例では、master01をコントロールプレインノードとして設定します。
3.1. k0sをインストールする
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curl -sSLf https://get.k0s.sh | sudo K0S_VERSION=v1.22.2+k0s.1 sh |
3.2 設定ファイルを作成する
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mkdir -p /etc/k0s k0s config create > k0s.yaml cp k0s.yaml /etc/k0s/k0s.yaml |
必要に応じて設定を更新してください。 こちらのページが参考になります。
3.3 k0sを起動する
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sudo k0s install controller -c /etc/k0s/k0s.yaml --enable-worker --kubelet-extra-args="--node-ip=192.168.2.100 --address=0.0.0.0" |
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sudo k0s start |
k0sの状態の確認を行ってください。
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sudo systemctl status k0scontroller.service |
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$ sudo k0s status Version: v1.22.2+k0s.1 Process ID: 691 Role: controller Workloads: false |
3.4 worker node用のtokenを発行する
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sudo k0s token create --role=worker > token-worker01 |
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$ ls -lt token-worker0* -rw-rw-r-- 1 avinton avinton 1753 May 11 06:49 token-worker03 -rw-rw-r-- 1 avinton avinton 1757 May 11 06:49 token-worker02 -rw-rw-r-- 1 avinton avinton 1753 May 11 06:49 token-worker01 |
生成したtokenを各ノードに配布します。例えば、
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scp worker01 avinton@192.168.2.101:/home/avinton/ |
4. Worker nodeにk0sをデプロイする
配布されたtokenを使用して、各ノードをクラスターに追加します。
以下は各ワーカーノード上で行ってください。
例では、worker01, worker02, worker03をコントロールプレインノードとして設定します。
4.1 k0sのインストール
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curl -sSLf https://get.k0s.sh | sudo K0S_VERSION=v1.22.2+k0s.1 sh |
例えば、
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sudo k0s install worker --token-file token-worker01 --kubelet-extra-args="--node-ip=192.168.2.101 --address=0.0.0.0" |
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sudo k0s start |
4.2 k0sの状態を確認
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$ sudo k0s status Version: v1.22.2+k0s.1 Process ID: 712 Role: worker Workloads: true |
完了したら上記の手順をすべてのワーカーノードに繰り返します。
4.3. クラスターの状態を確認
すべてのワーカーノードを追加したら、マスターノードからクラスター全体の様子を確認します。
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$ kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION worker01 Ready 45h v1.22.2+k0s worker02 Ready 45h v1.22.2+k0s worker03 Ready 45h v1.22.2+k0s |
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$ kubectl get pods -n kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE coredns-5c98d7d4d8-dv7g6 1/1 Running 0 6h26m konnectivity-agent-27cjf 1/1 Running 0 6h26m konnectivity-agent-6qk4d 1/1 Running 0 6h26m konnectivity-agent-pccj2 1/1 Running 0 6h25m kube-proxy-7wkbw 1/1 Running 0 6h26m kube-proxy-b7sbv 1/1 Running 0 6h26m kube-proxy-zwslm 1/1 Running 0 6h26m kube-router-48bgh 1/1 Running 0 6h26m kube-router-d4qj6 1/1 Running 0 6h26m kube-router-l8rj8 1/1 Running 0 6h26m metrics-server-6fbcd86f7b-gv7z5 1/1 Running 0 135m |
お疲れ様でした。これでk0sクラスターの構築が完了です。
次のタスクとしてKubernetes上にサンプルアプリケーションのデプロイに進んでください。
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