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kind是一个非常方便的用于创建kubernetes测试集群的工具，可以使用kind创建的集群来对kubernetes进行测试。
kind架构
kind的架构如下，它将docker容器作为一个kubernetes的"node"，并在该"node"中安装kubernetes组件。
虚拟机和kind的一个"node"之间的网络模型如下，多"node"之间的通信走bridge即可。
虚拟机到node容器使用了docker的bridge网络(见下面的kind网桥)
# docker network ls NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE 0912809efeab bridge bridge local 3b3ab0cdd358 host host local 198d0909f9cf kind bridge local b0e304ef061c none null local
在kind的"node"内部则默认使用了ptp模型，该模型的通信机制比较简单，容器和"node"直接通过一对veth进行通信。
# cat /etc/cni/net.d/10-kindnet.conflist { "cniVersion": "0.3.1", "name": "kindnet", "plugins": [ { "type": "ptp", "ipMasq": false, "ipam": { "type": "host-local", "dataDir": "/run/cni-ipam-state", "routes": [ { "dst": "0.0.0.0/0" } ], "ranges": [ [ { "subnet": "10.244.0.0/24" } ] ] } , "mtu": 1500 }, { "type": "portmap", "capabilities": { "portMappings": true } } ] }
"node"内的路由如下：10.244.0.2~0.4的地址就是"node"中的容器的eth0网卡上的地址，通过位于"node"上的veth进行通信。但"node"中的容器并不都是使用ptp网络模型，如kubernetes的apiserver，scheduler和controller-manager就是用了host模式。
# ip route default via 172.18.0.1 dev eth0 10.244.0.2 dev vethc85f5947 scope host 10.244.0.3 dev vetheb946a41 scope host 10.244.0.4 dev veth46c994ce scope host 172.18.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.18.0.2
创建集群
- 安装kubectl
- 安装kind命令：
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.9.0/kind-linux-amd64 chmod +x ./kind mv ./kind /${some-dir-in-your-PATH}/kind
- 创建集群，默认的集群名称为
kind，可以使用参数--name指定创建的集群的名称，多集群情况下比较有用
kind create cluster
- 也指定node镜像来创建集群，便于离线安装
kind create cluster --image kindest/node:latest
- 与集群交互：
- 获取集群名称，可以看到下面有两个集群
# kind get clusters kind kind-2
- 切换集群。可以使用如下命令分别切换到集群
kind和kind-2
# kubectl cluster-info --context kind-kind # kubectl cluster-info --context kind-kind-2
- 删除集群，如使用如下命令可以删除集群
kind-2
kind delete cluster --name kind-2
将镜像加载到kind的node中
kind创建的kubernetes会使用它的node上的镜像，因此需要将将镜像加载到node中才能被kubernetes使用(当然在node中也是可以直接拉取公网镜像的)，在无法拉取公网镜像的时候可以手动将镜像load到node上使用。例如，使用如下方式可以将nginx镜像加载到名为kind的集群中：
# kind load docker-image nginx --name kind Image: "nginx" with ID "sha256:7e4d58f0e5f3b60077e9a5d96b4be1b974b5a484f54f9393000a99f3b6816e3d" not yet present on node "kind-control-plane", loading...
配置kind集群
可以在kind创建集群的时候使用配置文件进行自定义配置。例如可以使用--config指定配置文件来创建集群：
kind create cluster --config kind-example-config.yaml
配置多节点
上面部署的kubernetes中只有一个node，可以使用配置文件部署多个节点。下面使用官方提供的默认配置文件kind-config.yaml来创建集群，该集群含3个work节点：
# this config file contains all config fields with comments # NOTE: this is not a particularly useful config file kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 # patch the generated kubeadm config with some extra settings kubeadmConfigPatches: - | apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1 kind: KubeletConfiguration evictionHard: nodefs.available: "0%" # patch it further using a JSON 6902 patch kubeadmConfigPatchesJSON6902: - group: kubeadm.k8s.io version: v1beta2 kind: ClusterConfiguration patch: | - op: add path: /apiServer/certSANs/- value: my-hostname # 1 control plane node and 3 workers nodes: # the control plane node config - role: control-plane # the three workers - role: worker - role: worker - role: worker
创建上述集群：
# kind create cluster --name multi-node --config=kind-config.yaml
切换到该集群：
# kubectl cluster-info --context kind-multi-node
可以看到该集群下有1个控制面node，以及3个work node：
# kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION multi-node-control-plane Ready master 7m57s v1.19.1 multi-node-worker Ready <none> 7m21s v1.19.1 multi-node-worker2 Ready <none> 7m21s v1.19.1 multi-node-worker3 Ready <none> 7m21s v1.19.1
多控制面
一般一个生产使用的kubernetes都会使用多个控制面来保证高可用，使用kind config可以方便地创建多控制面的kubernetes集群。使用如下命令创建一个3控制面，3 work节点的集群：
# this config file contains all config fields with comments # NOTE: this is not a particularly useful config file kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 # patch the generated kubeadm config with some extra settings kubeadmConfigPatches: - | apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1 kind: KubeletConfiguration evictionHard: nodefs.available: "0%" # patch it further using a JSON 6902 patch kubeadmConfigPatchesJSON6902: - group: kubeadm.k8s.io version: v1beta2 kind: ClusterConfiguration patch: | - op: add path: /apiServer/certSANs/- value: my-hostname # 1 control plane node and 3 workers nodes: # the control plane node config - role: control-plane - role: control-plane - role: control-plane # the three workers - role: worker - role: worker - role: worker
此时可以看到有3个控制面：
# kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION kind-control-plane Ready master 15m v1.19.1 kind-control-plane2 Ready master 14m v1.19.1 kind-control-plane3 Ready master 13m v1.19.1 kind-worker Ready <none> 12m v1.19.1 kind-worker2 Ready <none> 12m v1.19.1 kind-worker3 Ready <none> 12m v1.19.1
指定Kubernetes的版本
可以通过指定node的镜像版本来修改kubernetes的版本。可以在官方release页面中中查找需要镜像tag，推荐tag带上sha，如
kindest/node:v1.19.1@sha256:98cf5288864662e37115e362b23e4369c8c4a408f99cbc06e58ac30ddc721600
kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 nodes: - role: control-plane image: kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55 - role: worker image: kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55
将node的端口映射到主机
可以通过如下方式将node的端口映射到主机，将容器的80端口映射到host的80端口：
kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 nodes: - role: control-plane extraPortMappings: - containerPort: 80 hostPort: 80 listenAddress: "0.0.0.0" # Optional, defaults to "0.0.0.0" protocol: udp # Optional, defaults to tcp
kind对cluster的更新(如启用IPv6，配置nodeport等)有一个弊端，就是只能通过重新创建集群来"更新"配置。目前官方不支持对控制面的更新操作，可以参见该issue。更多配置参见官方文档。
ingress部署
可以通过KIND的extraPortMapping配置选项来将流量从主机转发到node的ingress控制器上。
可以通过kubeadm的InitConfiguration来设置自定义的node-labels，用于ingress控制器的nodeSelector。
创建集群
使用extraPortMappings 和node-labels创建一个集群。
cat <<EOF | kind create cluster --config=- kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 nodes: - role: control-plane kubeadmConfigPatches: - | kind: InitConfiguration nodeRegistration: kubeletExtraArgs: node-labels: "ingress-ready=true" extraPortMappings: - containerPort: 80 hostPort: 80 protocol: TCP - containerPort: 443 hostPort: 443 protocol: TCP EOF
部署ingress控制器
kind支持的ingress控制器如下：
下面部署NGINX ingress。
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml
在部署ingree的过程中可能会遇到无法找到secret ingress-nginx-admission的问题，出现该问题的原因可能是因为如下两个job无法正常启动造成的，参见该issue。如果是因为无法拉取外网镜像，可以先将deploy.yaml文件下载到本地，将镜像手动加载到本地主机上，然后使用上面提到的kind load docker-image命令将镜像加载到node上即可。
测试ingress
创建如下资源：kubectl apply -f usage.yaml
kind: Pod apiVersion: v1 metadata: name: foo-app labels: app: foo spec: containers: - name: foo-app image: hashicorp/http-echo:0.2.3 args: - "-text=foo" --- kind: Service apiVersion: v1 metadata: name: foo-service spec: selector: app: foo ports: # Default port used by the image - port: 5678 --- kind: Pod apiVersion: v1 metadata: name: bar-app labels: app: bar spec: containers: - name: bar-app image: hashicorp/http-echo:0.2.3 args: - "-text=bar" --- kind: Service apiVersion: v1 metadata: name: bar-service spec: selector: app: bar ports: # Default port used by the image - port: 5678 --- apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1 kind: Ingress metadata: name: example-ingress spec: rules: - http: paths: - path: /foo backend: serviceName: foo-service servicePort: 5678 - path: /bar backend: serviceName: bar-service servicePort: 5678 ---
在远端curl该主机所在上的foo和bar服务，可以看到网络是通的，此时走的是ingress通过kind配置extraPortMappings暴露的nodeport 80端口。
C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/foo foo C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/bar bar
总结：
kind是一个非常方便的kubernetes部署工具，可以快速地部署多个kubernetes集群。但也有一些实现上的瑕疵，比如，kind不支持对集群的升级，手动加载镜像的过程也比较麻烦，但总体使用上来看，瑕不掩瑜。
FAQ：
- 在切换集群时出现
The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?，且使用如kubectl config use-context kind-kind这样的命令也无法成功切换集群。
可以在/root/.kube/config文件中查看支持的context名称(如下面使用的context为kind-kind)，然后使用kubectl config use-context kind-kind即可:
apiVersion: v1 clusters: - cluster: certificate-authority-data: ... server: https://127.0.0.1:39923 name: kind-kind contexts: - context: cluster: kind-kind user: kind-kind name: kind-kind current-context: kind-kind kind: Config preferences: {} users: - name: kind-kind user: client-certificate-data: ...
- kind创建的apiservice默认地址是
127.0.0.1，无法远程连接。可以使用如下方式，修改apiservice的地址和端口
kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 networking: # WARNING: It is _strongly_ recommended that you keep this the default # (127.0.0.1) for security reasons. However it is possible to change this. apiServerAddress: "192.168.118.154" # By default the API server listens on a random open port. # You may choose a specific port but probably don't need to in most cases. # Using a random port makes it easier to spin up multiple clusters. apiServerPort: 6443 YAML 复制 全屏
- 如果kind无法连通，可以查看是否有其他docker network影响
