如何创建高效、经济的Kubernetes集群

Kubernetes是我主要学习的主题之一。我知道不光是我，还有一定数量的人愿意在工作之余进一步使用和研究它。

本文是介绍关于如何创建一个高效的Kubernetes集群，用于在Scaleway上使用Terraform和Rancher 2.x的开发目的。我假设你已经知道了（或者至少听过）：

• Kubernetes
• Terraform
• Rancher
• Scaleway
• Cloudflare

概 述

下图的概要描述了本文尝试实现的内容：

部署工作大部分将由Terraform自动完成。我们将创建一个Rancher服务器，在上面添加Rancher代理来创建和管理Kubernetes集群。域解析也将由Terraform自动配置到Cloudflare。所有的服务器都将部署到Scaleway上，而且它们非常的便宜（在撰写本文时Start1-S服务器只花费€3.99/mo和€0.008/小时！）

为什么选择Rancher？

如果你想从头开始学习Kubernetes成为一名kubectl魔术师，这个出发点不错，我不反对。不过在我看来，仅仅是学习Kuberenetes是不够的，更重要的是你想用它做什么，你想实现什么。比如，我经常开发微服务和功能来进行测试（特别是webhook集成），并在Kubernetes上运行它。当然，在管理Kubernetes方面kubectl起到了很大的帮助，但是当我想检查某些服务的日志或创建一些secrets时，我不得不使用kubectl输入大量命令创建出大量的清单，这些常让我感到疲惫。有时候我只是想简单地部署一下资源，并不使用清单。我知道有很多工具（如stern、ksonnet等等）可以帮助实现这些工作流，但是我从Rancher 1.x开始就是忠实用户了，知道他们的UI可以让工作变得更简单直观。这也是我为什么在这个工具集中包含Rancher的原因。

让我们开始吧！

话不多说，我们开始部署一些资源吧。这儿有一些准备工作：

• 准备一个Scaleway账号
• 准备一个Cloudflare账号
• 在Cloudflare中设置至少1个zone（你可以得到一个免费的服务域比如Freenom）
• 克隆kenfdev/rancher-scaleway仓库
• 安装terraform
• 安装kubectl

我不会详细解释这些内容，因为如果都写的话这篇文章得爆炸了。你可以自己搜索找到相关的资源。

在这里有一个重要的提示。我们将在Scaleway上部署服务器，这些都不是免费的。所以事先要确认这一点，它会花费一些钱（不过Scaleway非常便宜）。我不会对这些成本承担任何责任，所以如果你完成了，一定要破坏掉它们。

从Scaleway获取信息

我们将在Scaleway上自动部署服务器，为此，我们需要有一个token。在Scaleway中转到Credentials页面并点击Create new token。把Secret key记录下来，因为我们之后会用到这个。

同时，前往Account页面找到ORGANIZATION ID做好记录。到现在为止你已经完成了Scaleway的部分，Terraform会处理好其他事情。

从Cloudflare获取API token

我们需要为创建的Rancher服务器设置DNS，为了实现这一点，我们需要获得Cloudflare的API token。前往Cloudflare下的My Profile，可以在这里找到API Keys。如下图所示点击Global API Key的View按钮。

现在记录下这个token，到这里收集信息的工作结束了。

为Rancher服务器准备Terraform资源

现在我们已经有了需要收集的信息，那么下一步就是用Terraform来部署了。先去克隆kenfdev/rancher-scaleway仓库。

首先，前往rancherserver目录，按照terraform.tfvars.sample创建一个tfvars文件，打开它：

tfvars文件看起来像这样：

需要对这些内容做修改：

• scw_token – 你的Scaleway Secret Token
• scw_org – 你的Scaleway Organization ID
• admin_password – 你将在Rancher服务器使用的密码
• rancher_server_url – Rancher服务器所使用的URL。Terraform会为你的cloudflare zone设置一个rancher子域名。所以如果你的zone名为example.com，那么terraform会创建一个记录链接到rancher.example.com。
• cloudflare_email – 你Cloudflare中的Email
• cloudflare_token – 你Cloudflare的API token
• cloudflare_zone – 你的Cloudflare zone

你也可以根据你自己的需求修改其他变量。

部署Rancher Server

现在我们准备好了，用Terraform来进行部署吧！点击terraform apply你会看到像下面这样的显示：

5个资源？

“为什么是5个资源？我们刚刚不是只部署了1个服务器吗？”你可能会这么问，其实我们确实部署了不止一个资源，我们部署了：

• 1个服务器（Rancher服务器）
• 1个为cloud-init进程引导Rancher服务器的用户数据
• 1个安全组
• 1条附加到安全组来控制流量的规则
• 1条指向Rancher服务器的Cloudflare DNS记录

这样便添加了5个资源，现在点击yes。如果一切进行顺利，你应该能看到这样的信息：

如果检查Scaleway的话：

看起来服务器是部署好了，那DNS如何呢？

它看起来也添加到了Cloudflare！现在我们用这个地址访问Rancher服务器：

https://rancher.your.zone/

如果你使用的是Chrome的话应该会看到警告提示

这是因为你还没有给服务器设置合法的SSL证书。单击左下角的按钮，忽略警告并强制访问页面。

瞧！我们用1条命令部署了一个带有DNS的Rancher服务器！很酷吧！输入你保存在tfvars中设置的密码，应该能登陆了。

现在你有了一个正在工作的Rancher服务器！你可以在UI上开始为各个位置创建Kubernetes集群，不过本文不会介绍这些用例。取而代之的，我们将在这里使用Terraform，在Scaleway上创建Rancher代理，自动设置这些由Rancher服务器管理的集群。

为Rancher代理准备Terraform资源

返回kenfdev/rancher-scaleway仓库。现在，前往rancheragent目录。同样复制一份terraform.tfvars.sample给terraform.tfvars。

现在打开terraform.tfvars:

和Rancher服务器时一样填入凭证信息，这里列出一些要记住的变量：

• rancher_server_address – Rancher Serve的地址，它可能是一个IP或者域名，不过我建议你在之前的步骤中设置成域名
• count_agent_all_nodes – 统计创建的拥有all roles（etcd, controlplane, worker）的节点数。如果你只是取体验一下Kubernetes集群，那么有一个就足够了。
• count_agent_etcd_nodes – 统计创建的拥有etcd role的节点数
• count_agent_controlplane – 统计创建的拥有controlplane role的节点数
• count_agent_worker_nodes – 统计创建的拥有worker role的节点数

部署Rancher代理

现在再一次点击terraform apply，将rancher代理部署到Scaleway上。

选择yes，服务器就部署好了。几分钟后你可以看到资源部署完毕：

同时，在Rancher服务器的UI下，你可以看到一个新的集群注册好了。

再过一会，你可以看到Kubernetes集群部署完毕（Active）！

这也很酷对吧？我们可以在Internet（Scaleway）上创建自己的Kubernetes集群，而这仅仅通过几行命令！

测试Ingress控制器

现在我们可以使用Kubernetes集群了，让我们看看Nginx Ingress控制器是否按照预期工作。在rancheragent目录中，打开dns.tf 文件并添加下面的信息：

这将创建一个Cloudflare记录来指向具有all roles的Rancher代理节点。点击terraform apply，在Cloudflare设置DNS。

现在我们访问http://default.your.zone ，我们还没有在集群上配置任何Ingress，因此需要访问默认后端。

嘿！我们可以看到Ingress控制器正按我们期望的运作着。

通过kubectl访问集群

最后，我们来试试能不能通过kubectl访问这个集群。拉取kubeconfig十分容易。只要在集群层找到按钮即可：

把config文件复制或者下载到model上：

用kubectl和KUBECONFIG获取一些信息

成功获得了关于节点的信息，pods又是如何呢？

只用了简单的kubectl就能轻松获得信息，你也可以通过Rancher UI或者kubectl部署资源。

清 理

如果你想继续使用集群，你可以从这时起继续使用，不过我下面要介绍的是如果你已经使用完毕，该如何把这一切清理掉。

破坏掉Rancher代理和Cloudflare资源

执行下面的命令：

销毁Rancher服务器和Cloudflare资源

确保Scaleway上没有任何资源了（只有默认的安全组）。否则你还要为这些资源付费。