win10利用WSL2安装windows版kubernetes集群

前言

Kubernetes成为事实上的云原生平台，用于在分布式环境中运行容器化服务和应用程序。尽管可以在在云环境（公有云，私有云或混合云）或裸机环境中部署Kubernetes，但有时仍然需要在本地部署和运行Kubernetes进行开发测试。

Kubernetes最初被设计为在Linux环境中部署和使用。但是，大量用户是使用Windows OS作为其日常驱动程序，本文探讨利用windows10的WLS2功能，使用Kind或Minikube在本地运行Kubernetes集群。

在安装windows版kubernetes集群时，需要先在win10上面开启WSL2功能和安装docker，可以参考这篇文章的姊妹篇- win10利用WSL2安装docker的2种方式,链接地址:https://www.toutiao.com/i6838436149912928772/

部署安装

kind方式

• 启动docker服务(可选)

    #使用的为linux原生docker方式，如果使用docker desktop for windows，此步骤可选
    service docker start
  

• 下载kind二进制文件

    curl -Lo ./kind https://github.com/kubernetes-sigs/kind/releases/download/v0.8.1/kind-$(uname)-amd64
    #标记为可执行文件
    chmod +x ./kind
    #移动到 PATH 目录下去
    mv ./kind /usr/bin/
  

• 开始创建集群

    kind create cluster --name wsl2-k8s
  

• 检查启动kubernetes集群的容器启动正常

    docker ps
  

  

  我们发现kind下载了kindest/node:v1.18.2镜像并用此镜像启动容器，kubernetes集群运行在此容器内，这也是kind名字的由来(kubernetes in docker)。如上图，kube-apiserver的6443端口暴露到docker宿主机的37293端口。

  exec到该容器，我们发现容器内启动的kubernetes进程。

  

• 拷贝kubectl二进制文件到docker宿主机

    id=$(docker ps |grep "kindest\/node"|awk '{print $1}')
    docker cp $id:/kind/bin/kubectl /usr/bin/
    kubectl get node
  

  

如上图，一个单节点的kubernetes集群就创建好了，那如何创建多节点kubernetes集群呢

• 创建多节点kubernetes集群

  • 删除现有集群

      #获取创建的集群名字
      kind get clusters
      #删除集群
      kind delete cluster --name wsl2-k8s
    

  • 创建一个3节点集群的配置文件

    cat << EOF > kind-3nodes.yaml
      kind: Cluster
      apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
      nodes:
        - role: control-plane
        - role: worker
        - role: worker
      EOF
    

  • 使用配置文件创建新的集群

    kind create cluster --name wsl2-3nodes --config ./kind-3nodes.yaml
    

    在实际创建中，会报错“ docker: Error response from daemon: cgroups: cannot find cgroup mount destination: unknown”问题，这是因为使用的linux原生的docker会有此问题，如果使用docker desktop for windows，没有此问题出现，可以通过如下办法解决：

      mkdir /sys/fs/cgroup/systemd
      mount -t cgroup -o none,name=systemd cgroup /sys/fs/cgroup/systemd
    

    

    再次执行集群创建命令后，上述报错消失。

  • 获取集群节点

      kubectl get nodes
    

    

  • docker ps检查kind启动的容器

minikue方式

• 下载minikube二进制文件

    curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
    chmod +x ./minikube
    mv ./minikube  /usr/bin/
  

也可以使用阿里云的minikube版本：

curl -Lo minikube https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/minikube/releases/v1.11.0/minikube-linux-amd64 && chmod +x minikube && sudo mv minikube /usr/local/bin/

• 创建集群

    minikube start --vm-driver=none --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
  

  值得注意的是，运行Kubernetes v 1.18时，我们会收到“conntrack需要被安装”的提示：

通过安装缺少的软件包来解决此问题：

apt install -y conntrack

同时发现WSL2下使用的ubuntu因为没有systemd，导致部署异常

System has not been booted with systemd as init system (PID 1). Can’t operate

我么可以通过如下方法解决systemd的问题，参考自 https://forum.snapcraft.io/t/running-snaps-on-wsl2-insiders-only-for-now/13033：

首先安装 Systemd 相关的依赖

apt install -yqq fontconfig daemonize

创建一个如下所示的脚本文件

# Create the starting script for SystemD
vi /etc/profile.d/00-wsl2-systemd.sh
SYSTEMD_PID=$(ps -ef | grep '/lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target$' | grep -v unshare | awk '{print $2}')

if [ -z "$SYSTEMD_PID" ]; then
   sudo /usr/bin/daemonize /usr/bin/unshare --fork --pid --mount-proc /lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target
   SYSTEMD_PID=$(ps -ef | grep '/lib/systemd/systemd --system-unit=basic.target$' | grep -v unshare | awk '{print $2}')
fi

if [ -n "$SYSTEMD_PID" ] && [ "$SYSTEMD_PID" != "1" ]; then
    exec sudo /usr/bin/nsenter -t $SYSTEMD_PID -a su - $LOGNAME
fi

上面的脚本放置在 /etc/profile.d 目录下面，所以要让脚本生效，我们需要退出当前 session，重新进入即可，再次登录session，我们会发现系统PID为1的进程已经变成systemd。

注意，此处有个坑，在退出重新登录切换session时，需在一个旧的session停掉原来旧的init方式启动的docker，否则新的session下，会再次用systemd启动docker，不在旧session停掉init方式启动的docker，新session用systemd接管的docker无法启动，因为使用的咨询冲突，报错 failed to start daemon: error while opening volume store metadata database: timeout。同时在新的session下，是无法看到dockerd服务端进程的，原因为通过上面/etc/profile.d/00-wsl2-systemd.sh脚本创建的systemd的session，其实是用nsenter创建的一个隔离的ns里面。

继续执行先前的minikube集群创建命令，集群创建成功。

• 检查创建的kubernetes集群状态

     kubectl get nodes
     kubectl get all -A
  

  

总结

标准	Kind	Minikube
在WSL2上安装	很容易	有点复杂
多节点集群	支持	不支持
插件	手动安装	支持
持久化	支持（但没有针对WSL2设计）	支持
替代方案	K3d	Microk8s

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