使用 Minikube 安装 Kubernetes

Minikube 是一种可以让你在本地轻松运行 Kubernetes 的工具。 Minikube 在笔记本电脑上的虚拟机（VM）中运行单节点 Kubernetes 集群， 供那些希望尝试 Kubernetes 或进行日常开发的用户使用。

Minikube 功能

Minikube 支持以下 Kubernetes 功能：

  • DNS
  • NodePorts
  • ConfigMaps 和 Secrets
  • Dashboards
  • 容器运行时: Docker、CRI-O 以及 containerd
  • 启用 CNI （容器网络接口）
  • Ingress

安装

请参阅安装 Minikube。

快速开始

这个简短的演示将指导你如何在本地启动、使用和删除 Minikube。请按照以下步骤开始探索 Minikube。

  1. 启动 Minikube 并创建一个集群：

    1. minikube start

    输出类似于：

    1. Starting local Kubernetes cluster...
    2. Running pre-create checks...
    3. Creating machine...
    4. Starting local Kubernetes cluster...

    有关使用特定 Kubernetes 版本、VM 或容器运行时启动集群的详细信息，请参阅启动集群。

  2. 现在，你可以使用 kubectl 与集群进行交互。有关详细信息，请参阅与集群交互。

    让我们使用名为 echoserver 的镜像创建一个 Kubernetes Deployment，并使用 --port 在端口 8080 上暴露服务。echoserver 是一个简单的 HTTP 服务器。

    1. kubectl create deployment hello-minikube --image=k8s.gcr.io/echoserver:1.10

    输出类似于：

    1. deployment.apps/hello-minikube created

  3. 要访问 hello-minikube Deployment，需要将其作为 Service 公开：

    1. kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080

    选项 --type = NodePort 指定 Service 的类型。

    输出类似于：

    1. service/hello-minikube exposed

  4. 现在 hello-minikube Pod 已经启动，但是你必须等到 Pod 启动完全才能通过暴露的 Service 访问它。

    检查 Pod 是否启动并运行：

    1. kubectl get pod

    如果输出显示 STATUS 为 ContainerCreating，则表明 Pod 仍在创建中：

    1. NAME                              READY     STATUS              RESTARTS   AGE
    2. hello-minikube-3383150820-vctvh   0/1       ContainerCreating   0          3s

    如果输出显示 STATUS 为 Running，则 Pod 现在正在运行：

    1. NAME                              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    2. hello-minikube-3383150820-vctvh   1/1       Running   0          13s

  5. 获取暴露 Service 的 URL 以查看 Service 的详细信息：

    1. minikube service hello-minikube --url

  6. 要查看本地集群的详细信息，请在浏览器中复制粘贴并访问上一步骤输出的 URL。

    输出类似于：

    1. Hostname: hello-minikube-7c77b68cff-8wdzq
    3. Pod Information:
    4.     -no pod information available-
    6. Server values:
    7.     server_version=nginx: 1.13.3 - lua: 10008
    9. Request Information:
    10.     client_address=172.17.0.1
    11.     method=GET
    12.     real path=/
    13.     query=
    14.     request_version=1.1
    15.     request_scheme=http
    16.     request_uri=http://192.168.99.100:8080/
    18. Request Headers:
    19.     accept=*/*
    20.     host=192.168.99.100:30674
    21.     user-agent=curl/7.47.0
    23. Request Body:
    24.     -no body in request-

    如果你不再希望运行 Service 和集群，则可以删除它们。

  7. 删除 hello-minikube Service：

    1. kubectl delete services hello-minikube

    输出类似于：

    1. service "hello-minikube" deleted

  8. 删除 hello-minikube Deployment：

    1. kubectl delete deployment hello-minikube

    输出类似于：

    1. deployment.extensions "hello-minikube" deleted

  9. 停止本地 Minikube 集群：

    1. minikube stop

    输出类似于：

    1. Stopping "minikube"...
    2. "minikube" stopped.

    有关更多信息，请参阅停止集群。

  10. 删除本地 Minikube 集群：

    1. minikube delete

    输出类似于：

    1. Deleting "minikube" ...
    2. The "minikube" cluster has been deleted.

    有关更多信息，请参阅删除集群。

管理你的集群

启动集群

minikube start 命令可用于启动集群。

此命令将创建并配置一台虚拟机，使其运行单节点 Kubernetes 集群。

此命令还会配置你的 kubectl 安装，以便使其能与你的 Kubernetes 集群正确通信。

说明：

如果你启用了 web 代理，则需要将此信息传递给 minikube start 命令：

  1. minikube start --docker-env http_proxy=<my proxy> --docker-env https_proxy=<my proxy> --docker-env no_proxy=192.168.99.0/24

不幸的是，单独设置环境变量不起作用。

Minikube 还创建了一个 minikube 上下文，并将其设置为 kubectl 的默认上下文。

要切换回此上下文，请运行以下命令：kubectl config use-context minikube。

指定 Kubernetes 版本

你可以通过将 --kubernetes-version 字符串添加到 minikube start 命令来指定要用于 Minikube 的 Kubernetes 版本。例如，要运行版本 v1.19.0，你可以运行以下命令：

  1. minikube start --kubernetes-version v1.19.0

指定 VM 驱动程序

你可以通过将 --vm-driver=<enter_driver_name> 参数添加到 minikube start 来更改 VM 驱动程序。

例如命令：

  1. minikube start --vm-driver=<driver_name>

Minikube 支持以下驱动程序：

说明： 有关支持的驱动程序以及如何安装插件的详细信息，请参阅驱动程序。

请注意，下面的 IP 是动态的，可以更改。可以使用 minikube ip 检索。

  • vmware (驱动安装) （VMware 统一驱动）
  • none (在主机上运行Kubernetes组件，而不是在 VM 中。使用该驱动依赖 Docker (安装 Docker) 和 Linux 环境)

通过别的容器运行时启动集群

你可以通过以下容器运行时启动 Minikube。

要使用 containerd 作为容器运行时，请运行：

  1. minikube start \
  2.     --network-plugin=cni \
  3.     --enable-default-cni \
  4.     --container-runtime=containerd \
  5.     --bootstrapper=kubeadm

或者你可以使用扩展版本：

  1. minikube start \
  2.     --network-plugin=cni \
  3.     --enable-default-cni \
  4.     --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
  5.     --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
  6.     --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
  7.     --bootstrapper=kubeadm

要使用 CRI-O 作为容器运行时，请运行：

  1. minikube start \
  2.     --network-plugin=cni \
  3.     --enable-default-cni \
  4.     --container-runtime=cri-o \
  5.     --bootstrapper=kubeadm

或者你可以使用扩展版本：

  1. minikube start \
  2.     --network-plugin=cni \
  3.     --enable-default-cni \
  4.     --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
  5.     --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=/var/run/crio.sock \
  6.     --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=/var/run/crio.sock \
  7.     --bootstrapper=kubeadm

通过重用 Docker 守护进程使用本地镜像

当为 Kubernetes 使用单个 VM 时，重用 Minikube 的内置 Docker 守护程序非常有用。重用内置守护程序意味着你不必在主机上构建 Docker 镜像仓库并将镜像推入其中。相反，你可以在与 Minikube 相同的 Docker 守护进程内部构建，这可以加速本地实验。

说明： 一定要用非 latest 的标签来标记你的 Docker 镜像，并使用该标签来拉取镜像。因为 :latest 标记的镜像，其默认镜像拉取策略是 Always，如果在默认的 Docker 镜像仓库（通常是 DockerHub）中没有找到你的 Docker 镜像，最终会导致一个镜像拉取错误（ErrImagePull）。

要在 Mac/Linux 主机上使用 Docker 守护程序，请在 shell 中运行 docker-env command：

  1. eval $(minikube docker-env)

你现在可以在 Mac/Linux 机器的命令行中使用 Docker 与 Minikube VM 内的 Docker 守护程序进行通信：

  1. docker ps

在 Centos 7 上，Docker 可能会报如下错误：

  1. Could not read CA certificate "/etc/docker/ca.pem": open /etc/docker/ca.pem: no such file or directory

你可以通过更新 /etc/sysconfig/docker 来解决此问题，以确保 Minikube 的环境更改得到遵守：

  1. < DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
  2. ---
  3. > if [ -z "${DOCKER_CERT_PATH}" ]; then
  4. >   DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
  5. > fi

配置 Kubernetes

Minikube 有一个 “configurator” 功能，允许用户使用任意值配置 Kubernetes 组件。

要使用此功能，可以在 minikube start 命令中使用 --extra-config 参数。

此参数允许重复，因此你可以使用多个不同的值多次传递它以设置多个选项。

此参数采用 component.key=value 形式的字符串，其中 component 是下面列表中的一个字符串，key 是配置项名称，value 是要设置的值。

通过检查每个组件的 Kubernetes componentconfigs 的文档，可以找到有效的 key。

下面是每个组件所支持的配置的介绍文档：

例子

要在 Kubelet 上将 MaxPods 设置更改为 5，请传递此参数：--extra-config=kubelet.MaxPods=5。

此功能还支持嵌套结构。要在调度程序上将 LeaderElection.LeaderElect 设置更改为 true，请传递此参数：--extra-config=scheduler.LeaderElection.LeaderElect=true。

要将 apiserver 的 AuthorizationMode 设置为 RBAC，你可以使用：--extra-config=apiserver.authorization-mode=RBAC。

停止集群

minikube stop 命令可用于停止集群。

此命令关闭 Minikube 虚拟机，但保留所有集群状态和数据。

再次启动集群会将其恢复到以前的状态。

删除集群

minikube delete 命令可用于删除集群。

此命令将关闭并删除 Minikube 虚拟机，不保留任何数据或状态。

与集群交互

Kubectl

minikube start 命令创建一个名为 minikube 的 kubectl 上下文。

此上下文包含与 Minikube 集群通信的配置。

Minikube 会自动将此上下文设置为默认值，但如果你以后需要切换回它，请运行：

kubectl config use-context minikube，

或者像这样，每个命令都附带其执行的上下文：kubectl get pods --context=minikube。

仪表盘

要访问 Kubernetes Dashboard， 请在启动 Minikube 后在 shell 中运行此命令以获取地址：

  1. minikube dashboard

Service

要访问通过节点（Node）端口公开的 Service，请在启动 Minikube 后在 shell 中运行此命令以获取地址：

  1. minikube service [-n NAMESPACE] [--url] NAME

网络

Minikube VM 通过 host-only IP 暴露给主机系统，可以通过 minikube ip 命令获得该 IP。

在 NodePort 上，可以通过该 IP 地址访问任何类型为 NodePort 的服务。

要确定服务的 NodePort，可以像这样使用 kubectl 命令：

kubectl get service $SERVICE --output='jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}"'

持久卷（PersistentVolume）

Minikube 支持 hostPath 类型的 持久卷。

这些持久卷会映射为 Minikube VM 内的目录。

Minikube VM 引导到 tmpfs，因此大多数目录不会在重新启动（minikube stop）之后保持不变。

但是，Minikube 被配置为保存存储在以下主机目录下的文件：

  • /data
  • /var/lib/minikube
  • /var/lib/docker

下面是一个持久卷配置示例，用于在 /data 目录中保存数据：

  1. apiVersion: v1
  2. kind: PersistentVolume
  3. metadata:
  4.   name: pv0001
  5. spec:
  6.   accessModes:
  7.     - ReadWriteOnce
  8.   capacity:
  9.     storage: 5Gi
  10.   hostPath:
  11.     path: /data/pv0001/

挂载宿主机文件夹

一些驱动程序将在 VM 中挂载一个主机文件夹，以便你可以轻松地在 VM 和主机之间共享文件。目前这些都是不可配置的，并且根据你正在使用的驱动程序和操作系统的不同而不同。

说明： KVM 驱动程序中尚未实现主机文件夹共享。

驱动操作系统宿主机文件夹VM 文件夹
VirtualBoxLinux/home/hosthome
VirtualBoxmacOS/Users/Users
VirtualBoxWindowsC://Users/c/Users
VMware FusionmacOS/Users/Users
XhyvemacOS/Users/Users

私有容器镜像仓库

要访问私有容器镜像仓库，请按照此页上的步骤操作。

我们建议你使用 ImagePullSecrets，但是如果你想在 Minikube VM 上配置访问权限，可以将 .dockercfg 放在 /home/docker 目录中，或将config.json 放在 /home/docker/.docker 目录。

附加组件

为了让 Minikube 正确启动或重新启动自定义插件，请将你希望用 Minikube 启动的插件放在 ~/.minikube/addons 目录中。此文件夹中的插件将被移动到 Minikube VM 并在每次 Minikube 启动或重新启动时被启动。

基于 HTTP 代理使用 Minikube

Minikube 创建了一个包含 Kubernetes 和 Docker 守护进程的虚拟机。

当 Kubernetes 尝试使用 Docker 调度容器时，Docker 守护程序可能需要访问外部网络来拉取容器镜像。

如果你配置了 HTTP 代理，则可能也需要为 Docker 进行代理设置。

要实现这一点，可以在 minikube start 期间将所需的环境变量作为参数传递给启动命令。

例如：

  1. minikube start --docker-env http_proxy=http://$YOURPROXY:PORT \
  2.                  --docker-env https_proxy=https://$YOURPROXY:PORT

如果你的虚拟机地址是 192.168.99.100，那么你的代理设置可能会阻止 kubectl 直接访问它。

要绕过此 IP 地址的代理配置，你应该修改 no_proxy 设置。你可以这样做：

  1. export no_proxy=$no_proxy,$(minikube ip)

已知的问题

需要多个节点的功能无法在 Minikube 中使用。

设计

Minikube 使用 libmachine 配置虚拟机，kubeadm 配置 Kubernetes 集群。

有关 Minikube 的更多信息，请参阅提案。

其他链接

  • 目标和非目标: 有关 Minikube 项目的目标和非目标，请参阅我们的 roadmap。
  • 开发指南: 请查阅 CONTRIBUTING.md 获取有关如何提交 Pull Request 的概述。
  • 构建 Minikube: 有关如何从源代码构建/测试 Minikube 的说明，请参阅构建指南。
  • 添加新依赖: 有关如何向 Minikube 添加新依赖的说明，请参阅添加依赖项指南。
  • 添加新插件: 有关如何为 Minikube 添加新插件的说明，请参阅添加插件指南。
  • MicroK8s: 希望避免运行虚拟机的 Linux 用户可以考虑使用 MicroK8s 作为替代品。

社区

我们欢迎你向社区提交贡献、提出问题以及参与评论！Minikube 开发人员可以在 Slack 的 #minikube 频道上互动交流 （点击这里获得邀请）。 我们还有 kubernetes-dev Google Groups 邮件列表。 如果你要发信到列表中，请在主题前加上 “minikube: “。