Rancher 2.x 搭建及管理 Kubernetes 集群

哎_小羊

发布于 2019-05-25 19:47:07

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1、Rancher 2.x 介绍
- 1.1、Rancher 1.x VS Rancher 2.x
- 1.2、Rancher 2.x 架构图
2、环境、软件准备
3、创建 RancherOS 启动 Rancher 2.x
- 3.1、安装 Docker machine
- 3.2、创建 RancherOS
- 3.3、启动 Rancher 2.x
4、Rancher 2.x UI 界面
5、Rancher 2.x 管理现有 Kubernetes 集群
6、Rancher 2.x 基于 RKE 搭建 Kubernetes 集群
7、Rancher 部署服务

1、Rancher 2.x 介绍

Rancher 是一套容器管理平台，它可以帮助组织在生产环境中轻松快捷的部署和管理容器。Rancher可以轻松地管理各种环境的 Kubernetes，满足IT需求并为 DevOps 团队提供支持。Rancher 用户可以选择使用 Rancher Kubernetes Engine(RKE) 创建 K8s 集群，也可以使用 GKE，AKS 和 EKS 等云K8s 服务。Rancher 用户还可以导入和管理现有的 Kubernetes 集群。同时 Rancher UI 为 DevOps 工程师提供了一个直观的用户界面来管理他们的服务容器。

每个团队都可以在他们选择的公共云或私有云上部署应用程序，Rancher 在 IT 和 DevOps 组织中扮演的角色如下：

1.1、Rancher 1.x VS Rancher 2.x

Rancher 1.x 版本是基于 Docker 以 Cattle 为调度引擎的容器管理平台。Rancher 2.x 版本基于Kubernetes 基础上重新设计，保留了 1.x 版本中的友好功能，同时提供了更多新的功能。

内置 CI/CD 流水线
告警和日志收集功能
多集群管理功能
集成 Rancher Kubernetes Engine (RKE)
与各云 Kubernetes 服务(如 GKE、EKS、AKS) 集成

1.2、Rancher 2.x 架构图

下图描述了 Rancher 管理两个 Kubernetes 集群的 Rancher server: 一个由 RKE 创建，另一个由 GKE 创建。

2、环境、软件准备

本次演示环境，我是在虚拟机上安装 RancherOS 系统来执行操作，通过虚拟机完成 Kubernetes 集群的搭建，以下是安装的软件及版本：

Oracle VirtualBox: 5.1.20 r114628 (Qt5.6.2)
System: Linux 4.14.85
RancherOS: v1.5.1
docker: 18.06.1-ce
docker-machine: 0.16.0
minikube: v0.28.2
kubernetes: v1.10.0
Rancher v2.1.7

注意：这里现有的 Kubernetes 集群使用 Minikube 来搭建，Minikube 启动的单节点 K8s Node 实例是需要运行在本机的 VM 虚拟机里面，所以需要提前安装好 VM，这里我选择 Oracle VirtualBox。同时本机需要安装好 Docker 环境，这里忽略 Docker、VirtualBox、Minikube 的安装过程。

Rancher 2.x 运行对系统配置的最低要求为：系统要求：

Ubuntu 16.04 (64-bit)
Red Hat Enterprise Linux 7.5 (64-bit)
RancherOS 1.4 (64-bit)

内存要求：4 GB 软件要求：Docker v1.12.6, 1.13.1, 17.03.2

3、创建 RancherOS 启动 Rancher 2.x

首先说明一下，启动 Rancher 2.x 不必要非得在 RancherOS 上，任何满足上边条件的主机均可。那么什么是 RancherOS 系统呢？Rancher 提供了 RancherOS 系统，该系统是生产中运行 Docker 的最小、最简单的办法，它只包含运行 Docker 所需的服务，所以 RancherOS 比大多数传统操作系统要小得多。它通过删除不必要的库和服务，对安全补丁和其他维护的要求也得到了降低。所以可以理解为一个包含了 Docker 服务的轻量级的 Linux 操作系统。这里我就使用 RancherOS 来启动 Rancher Server。

3.1、安装 Docker machine

我们可以使用 Docker Machine 来创建 RancherOS 实例，Docker Machine 是一个方便安装 Docker 服务到虚拟机的一个工具。安装很简单，执行以下命令即可。

Linux 系统：

$ base=https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.16.0 &&
  curl -L $base/docker-machine-$(uname -s)-$(uname -m) >/tmp/docker-machine &&
  sudo install /tmp/docker-machine /usr/local/bin/docker-machine

MacOS 系统：

$ base=https://github.com/docker/machine/releases/download/v0.16.0 &&
  curl -L $base/docker-machine-$(uname -s)-$(uname -m) >/usr/local/bin/docker-machine &&
  chmod +x /usr/local/bin/docker-machine

安装完毕后，执行 docker-machine -v 查看版本信息。

$ docker-machine -v
docker-machine version 0.16.0, build 702c267f

3.2、创建 RancherOS

接下来，我们就可以使用 docker-machine 命令来加载 VM 虚拟机来创建 RancherOS 了，目前支持虚拟机类型有 VirtualBox、VMWare(VMWare VSphere, VMWare Fusion)、AWS，注意在创建前，请选择以上一种 VM 并安装到本地，这里我本机已安装 virtualbox 虚拟机了。

$ docker-machine create -d virtualbox \
        --virtualbox-boot2docker-url https://releases.rancher.com/os/latest/rancheros.iso \
        --virtualbox-memory 3072 \
        rancher-machine

稍等一会，它会自动创建一个名称为 rancher-machine ，内存为 3072M，系统为 Linux 4.14.85 的虚拟机 RancherOS 系统。我们可以使用 docker-machine 命令来查看并操作它。

# 查看创建的虚拟机列表
$ docker-machine ls
NAME              ACTIVE   DRIVER       STATE     URL                         SWARM   DOCKER        ERRORS
rancher-machine   -        virtualbox   Running   tcp://192.168.99.101:2376           v18.06.1-ce

# 查看虚拟机 IP
$ docker-machine ip rancher-machine
192.168.99.101

# 进入到 rancher-machine 虚拟机内
$ docker-machine ssh rancher-machine
[docker@rancher-machine ~]$ docker -v
Docker version 18.06.1-ce, build e68fc7a

RacherOS 系统内有两种 Docker 进程，一种就是常用的 Docker Daemon，也就是我们说的 Docker 容器，另一种就是 System Docker，这个是 RancherOS 运行系统服务的进程，例如：syslog、ntp、console 等系统服务。

$ sudo system-docker images
REPOSITORY                  TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
rancher/os                  v1.5.1              d63929d3b7e7        4 weeks ago         155MB
rancher/os-logrotate        v1.5.1              75feef2a843e        4 weeks ago         46.9MB
rancher/os-syslog           v1.5.1              4fd39422c03a        4 weeks ago         46.9MB
rancher/os-console          v1.5.1              533f86f2ce17        4 weeks ago         46.9MB
rancher/os-acpid            v1.5.1              513cc99c250c        4 weeks ago         46.9MB
rancher/os-base             v1.5.1              6aec1b999629        4 weeks ago         46.9MB
rancher/os-docker           18.06.1-1           5097564f0920        5 weeks ago         148MB
rancher/container-crontab   v0.4.0              7a2485d285d9        14 months ago       12.9MB

$ sudo system-docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                              COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
9bf9855e2132        rancher/os-console:v1.5.1          "/usr/bin/ros entr..."   1 days ago          Up 1 days                               console
89e69b66af05        rancher/os-docker:18.06.1-1        "ros user-docker"        1 days ago          Up 1 days                               docker
764787b89066        rancher/os-base:v1.5.1             "/usr/bin/ros entr..."   1 days ago          Up 1 hours                              ntp
c6c6520de701        rancher/os-base:v1.5.1             "/usr/bin/ros entr..."   1 days ago          Up 1 days                               network
96a22ba5b10c        rancher/os-base:v1.5.1             "/usr/bin/ros entr..."   1 days ago          Up 1 days                               udev
4226d2939e7e        rancher/container-crontab:v0.4.0   "container-crontab"      1 days ago          Up 1 days                               system-cron
34aaaeec7b00        rancher/os-acpid:v1.5.1            "/usr/bin/ros entr..."   1 days ago          Up 1 days                               acpid
87d675f308eb        rancher/os-syslog:v1.5.1           "/usr/bin/entrypoi..."   1 days ago          Up 1 days                               syslog

3.3、启动 Rancher 2.x

现在，我们可以非常简单的在 RancherOS 上搭建 Rancher Server，只需要登录到系统内，执行 docker run 命令即可，是不是很方便。

$ sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 rancher/rancher

注意：以上命令启动 Rancher，删除容器后在启动的话， Rancher 之前配置都会失效，所以建议挂载主机目录到容器内 /var/lib/rancher 目录，这样能保存之前配置及数据，增加 -v <主机路径>:/var/lib/rancher/ 配置。稍等片刻，容器就启动成功了。

4、Rancher 2.x UI 界面

Rancher 提供了一个非常直观的 UI 界面，通过 UI 可以很方便的查看并操作 Kubernetes 集群。浏览器访问 https://<server_ip> 即可打开主页啦！server_ip 替换为运行 Rancher 容器主机的 IP，如果在本机启动，那么直接访问 https://127.0.0.1 即可，这里我访问 https://192.168.99.101 为 RancherOS 系统 IP。

注意：第一次登录 Rancher 系统会要求设置管理员密码，默认管理员账号为: admin。设置完毕后，要设置一下 Rancher Server URL，这个 URL 是 Agent 节点注册的地址，需要保证这个地址能够被其他主机访问的到，一般默认即可，例如我这个 Rancher Server URL 为 https://192.168.99.101。

5、Rancher 2.x 管理现有 Kubernetes 集群

Rancher 可以管理现有 Kubernetes 集群，通过在现有 Kubernetes 集群中启动一个 Rancher Agent 服务，就可以托管整个 Kubernetes 集群，然后在 Rancher UI 中导入即可。这里我以导入本地 Minikube 搭建的 Kubernetes 为例，演示下如何在 Rancher UI 中操作。

根据页面提示，在本地执行对应的命令，来添加 cattle-cluster-agent、cattle-node-agent 等资源，这些资源作为代理程序运行在 Kubernetes 集群中，来负责收集信息、处理请求、监控资源等等。

然后，我本地执行一下如下命令即可。

$ curl --insecure -sfL https://192.168.99.101/v3/import/hksfnzj582j4hkwgvbhd42hbn86q4k5dvrcg76ktnp2cnnf8qbsfdv.yaml | kubectl apply -f -
namespace "cattle-system" created
serviceaccount "cattle" created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "cattle-admin-binding" created
secret "cattle-credentials-6842057" created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io "cattle-admin" created
deployment.extensions "cattle-cluster-agent" created
daemonset.extensions "cattle-node-agent" created

$ kubectl get pods -n cattle-system
NAME                                    READY     STATUS    RESTARTS   AGE
cattle-cluster-agent-5bd8fc48dc-57k44   1/1       Running   0          7m
cattle-node-agent-8g7zf                 1/1       Running   0          7m

OK，代理程序启动之后，它会自动向 Rancher Server 发送请求，等到 API 准备就绪后，这样我们就可以在 UI 上边看到托管的 Kubernetes 资源了。

现在，就可以在 Rancher UI 上很直观的查看和操作托管的 Kubernetes 集群资源了，包括添加命名空间、存储卷、告警、通知、日志、部署服务、负载均衡、服务发现、CI/CD 流水线等等功能，而且界面非常简洁直观，非常适合新手学习体验。

这里我就暂时先不演示这些功能如何使用了，可以参照 Kubernetes in Rancher Doc 官方文档来体验尝试下。

6、Rancher 2.x 基于 RKE 搭建 Kubernetes 集群

上边演示了通过导入现有 Kubernetes 集群，来实现 UI 操作托管集群，Rancher 还可以通过 RKE 方式自动搭建 Kubernetes 集群。这里我就在上边创建的 RancherOS 系统内创建，点击 “集群” -> “添加集群” -> “添加主机自建Kubernetes集群”，输入集群名称和描述，编辑集群选项，点击 “下一步” 到下一个配置页面。

注意：因为这里我只有一个主机节点，所以主机角色那里 etcd、Control、Worker 都需要勾选上，否则集群启动不起来，如果有多个节点，那么这里可以分别选择不同的角色来生成对应命令执行即可。复制最下边的命令到 RancherOS 系统内执行即可。

$ docker-machine ssh rancher-machine
$ sudo docker run -d --privileged --restart=unless-stopped --net=host -v /etc/kubernetes:/etc/kubernetes -v /var/run:/var/run rancher/rancher-agent:v2.1.7 --server https://192.168.99.101 --token hk47lchqxpdhl47kksxck49rhbfqldmpkh299ptplhmqgvcgdmjdsf --ca-checksum d57849795454b69b6a6c3047e51fccb2eb5c2b519c3ddcc5930a5b1833e90720 --node-name my-rancheros-k8s --etcd --controlplane --worker --label system=RancherOS
301a5ff60a65791a631c4e8a761fa03ffbabfebb5b591155364a8d1ffadca65f

这里需要稍等片刻，RKE 会自动下载依赖的镜像（这里镜像都是 rancher 官方提供，不需要访问外国网站了哈！），来创建并启动 Kubernetes 集群，启动完毕后，它也会自动向 Rancher Server 发送请求，等到 API 准备就绪后，这样我们就可以在 UI 上边看到托管的 Kubernetes 资源了。

7、Rancher 部署服务

最后，我在演示下，如何通过 Rancher UI 来一键式部署服务。Rancher Server 中存在一个项目的概念，默认存在两个项目：default 和 system，类似于 namespaces 但是并不是 namespaces，而且 namespaces 还率属于某项目下，项目可以配置 Pod 安全策略以及资源配额，可以理解为更好的划分各个项目资源隔离。default 项目可以理解为非系统项目的个人自定义项目，system 项目可以理解为具有所有 Kubernetes 和 Rancher 系统命名空间的系统项目，

接下来我们切换到集群 my-rancheros 下 default 命令空间下的工作负荷页面来部署一个服务。

我们以 nginx 为例，在新的 my-namespaces 命名空间内，启动一个新的 nginx Pod，并配置容器 80 端口映射到 NodePort 30001 端口来配置 Service，其他配置默认即可。

点击完成，稍等片刻，Rancher Server 就自动在 my-rancheros Kubernetes 系统内创建了 my-nginx Pod 资源。

接下来，我们就可以在本地访问 http://192.168.99.101:30001 地址来访问刚启动的 nginx 服务了。

妥妥没问题，是不是很方便啦！之前我们是需要使用 kubectl 命令或者手写 yaml 文件来配置，现在只需要在 UI 页面上就可以完成了。当然 Rancher Server 底层还是将配置的参数转换成 yaml 文件方式，通过页面上也可以看到生成的 yaml 文件，例如上边 my-nginx 服务自动生成的 yaml 文件如下：

apiVersion: apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "1"
    field.cattle.io/creatorId: user-j7rjg
    field.cattle.io/publicEndpoints: '[{"addresses":["10.0.2.15"],"port":30001,"protocol":"TCP","serviceName":"my-namespaces:my-nginx-nodeport","allNodes":true}]'
  creationTimestamp: "2019-03-15T05:14:01Z"
  generation: 2
  labels:
    cattle.io/creator: norman
    workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-my-namespaces-my-nginx
  name: my-nginx
  namespace: my-namespaces
  resourceVersion: "7513"
  selfLink: /apis/apps/v1beta2/namespaces/my-namespaces/deployments/my-nginx
  uid: 254de6d5-46e1-11e9-9cfd-02422b02c6d1
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 1
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-my-namespaces-my-nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      annotations:
        cattle.io/timestamp: "2019-03-15T06:24:33Z"
        field.cattle.io/ports: '[[{"containerPort":80,"dnsName":"my-nginx-nodeport","kind":"NodePort","name":"80tcp300011","protocol":"TCP","sourcePort":30001}]]'
      creationTimestamp: null
      labels:
        workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-my-namespaces-my-nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:latest
        imagePullPolicy: Always
        name: my-nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          name: 80tcp300011
          protocol: TCP
        resources: {}
        securityContext:
          allowPrivilegeEscalation: false
          capabilities: {}
          privileged: false
          procMount: Default
          readOnlyRootFilesystem: false
          runAsNonRoot: false
        stdin: true
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
        tty: true
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30
status:
  availableReplicas: 1
  conditions:
  - lastTransitionTime: "2019-03-15T05:14:08Z"
    lastUpdateTime: "2019-03-15T05:14:08Z"
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: "2019-03-15T05:14:01Z"
    lastUpdateTime: "2019-03-15T05:14:08Z"
    message: ReplicaSet "my-nginx-f448f8c6d" has successfully progressed.
    reason: NewReplicaSetAvailable
    status: "True"
    type: Progressing
  observedGeneration: 2
  readyReplicas: 1
  replicas: 1
  updatedReplicas: 1

同时，我们可以看到，它自动为生成了两个相关的 Service，一个为 ClusterIP 服务类型的 my-nginx 服务，一个为 NodePort 服务类型的 my-nginx-nodeport 服务，上边我们访问的 http://192.168.99.101:30001 就是第二种方式暴漏的服务，第一种可以在集群内其他 Pod 来访问。