在本系列文章中，我将使用Raspberry Pi设备作为计算平台的基础来构建kubernetes集群。 Kubernetes是用于部署自动化，容器编排的流行系统； 它包含许多功能（扩展，负载平衡，卷管理，安全性及其他），因此我更喜欢将kubernetes称为生态系统。

在硬件级别上，我将仅使用任何计算机硬件商店中可用的便宜设备：路由器，交换机和存储服务器。

由于kubernetes满足了90％的软件需求，因此我仍然可以使用一些Ansible来实现自动化。现代的路由器，交换机和存储服务器都在UNIX之类的操作系统上运行，因此我也将使用它。

最终，kubernetes集群应该作为云基础架构工作，在这里我可以在类似云的环境中运行应用程序，可以从Internet访问它们，有状态的应用程序将能够使用数据存储层。

硬件设置

  • Mikrotik RB760iGS - 路由器，该设备为Kubernetes集群提供Internet连接，VLAN交换，DHCP服务器，NAT，动态DNS等
  • 凌华DGS-1005P - 具有4个PoE启用端口的非托管交换机。该交换机通过路由器和Kubernetes节点为Raspberry Pi提供电源和数据链路层交换
  • Raspberry Pi 3 B +型 - 带有1.4GHz 64位四核处理器，1GB RAM，千兆以太网的微型计算机
  • Raspberry Pi PoE HAT - Raspberry Pi扩展，可通过以太网为设备供电
  • microSDHC MIREX（class10）8GB - 具有Raspberry Pi操作系统的SD卡

上图，路由器是白框，交换机是黑框。黄色电缆是上行链路（交换机到路由器的连接）。灰色电缆将Raspberry Pi设备与交换机连接。

软件

  • Ubuntu 18.04：操作系统
  • Docker Engine：容器runtime
  • kubelet：在每个节点上运行的“节点代理”
  • kubeadm：用于创建Kubernetes集群的工具
  • kubectl：一个命令行界面，用于针对Kubernetes集群运行命令

列表不完整。 Kubernetes具有更多组件：kube-apiserver，kube-scheduler，kube-controller-manager，etcd，kubelet，kube-proxy和不可数的插件。有关详细信息，最好参考官方文档Kubernetes组件。

在这种情况下，kubeadm将在Kubernetes集群初始化时安装它们。

操作系统

Ubuntu 18.04具有用于Raspberry Pi的ARM 64构建和就绪的操作系统映像。 Google使用Kubernetes为ARM 64构建了deb软件包。

容器runtime和Kubernetes组件

我们将Docker Engine用于容器runtime并不奇怪。 尽管rkt，cri-o和其他方法中有替代方法。 但是，仔细观察，我们可以看到Kubernetes使用容器化。

kubelet是节点代理。它与主节点上的kube-apiserver通信，另一方面与本地容器运行时通信，以便将Docker容器作为主命令运行。

kubectl是一个命令行界面，用于针对Kubernetes集群运行命令。它可以在kubernetes中创建/读取/更新/删除资源。例如：

$ kubectl create -f deployment.yaml
$ kubectl create secret generic db-pass --from-file=./password.txt
$ kubectl get pods
$ kubectl --namespace=kube-system edit deployment coredns
$ kubectl delete node node1.kube.local

kubeadm是Kubernetes集群创建工具。在简单的情况下，kubeadm init命令创建一个kubernetes主节点。 kubeadm join命令通过将其与主节点关联来将节点加入集群。

创建集群

Kubernetes主节点和节点配置

设置kubernetes集群

在Kubernetes集群上部署测试应用

互联网网关简介

具有负载平衡功能的Internet网关

动态DNS

内容传递网络