Go to Qiita Advent Calendar 2024 Top
LoginSignup
108
93

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

More than 5 years have passed since last update.

@hatotaka

Raspberry PI と kubeadm で自宅 Kubernetes クラスタを構築する

Last updated at Posted at 2017-12-15

はじめに

こんにちは､ @hatotaka と申します｡この記事は､ Z Lab Advent Calendar 2017 16日目の記事です｡

今回は､Kubernetes初心者向けに､Raspberry PIとkubeadmを利用して自宅Kuberneetesクラスタを構築する方法を紹介したいと思います｡私も11月から本格的に業務でもKubernetesを利用するようになりました｡その勉強として自宅でKubernetesを構築したので､その方法を共有したいと思います｡

準備

まずは､必要なものを準備します｡

今回､私が準備したものは以下の通りです｡これらはすべて Yahoo! ショッピングやAmazonで購入することができます｡

  • Raspberry Pi 3 Model B * 3
  • Transcend microSDHCカード 32GB Class10 UHS-I対応 * 3
  • Anker PowerPort 6 (60W 6ポート USB急速充電器)
  • LAN ケーブル * 3
  • マイクロ USB ケーブル * 3

これらは、弊社親会社のヤフー株式会社が10月から開始したMy Polaris1の技術活動費用補助を利用して購入しました。この制度は技術力向上のための費用を月1万円まで補助してくれる制度です。Z Labでは、My Porarisをはじめ、ヤフーの様々な制度234を利用することができます。

また､すでに自宅にある以下のものを利用しました。

  • スイッチングハブ
  • AirMac Express

私の自宅では､有線LANを作業場まで引っ張ってくることが難しかったので､AirMac Expressを自宅のWiFi アクセスポイントに接続し､そこからスイッチングハブ､スイッチングハブからRaspberry PIに接続しました｡

wifi.png

Kubernetes クラスタの構築

今回構築するKubernetes クラスタは以下のとおりです｡

  • Raspberry pi
    • モデル: Raspberry Pi 3 Model B
    • OS: Raspbian stretch lite (2017-11-29)
  • Kubernetes
    • kubeadm: v1.8.4
    • Pod Network: Flannel

また､今回の方法はmacOS High Sierraで行っています｡WindowsやLinux、macOSのほかのバージョンでは異なる場合があるので注意してください｡

OS のインストール

まずは､Raspberry PIにOSをインストールします｡今回のOSはRaspbianを利用します｡OSのインストールはマイクロSDカードにイメージを書き込みます。これらの作業はmacOS上で行います。

以下のURLからRaspbian stretch liteをダウンロードします｡

ダウンロードしたzipファイルを解凍して､マイクロSDカードに書き込みます｡
ディスクのパスは環境ごとに違うので注意が必要です｡

// zipファイルを解凍する
$ cd ~/Download
$ unzip 2017-09-07-raspbian-stretch-lite.zip
Archive:  2017-09-07-raspbian-stretch-lite.zip
  inflating: 2017-09-07-raspbian-stretch-lite.img 

// SD card のパスを確認
$ diskutil list

// SD card をアンマウントする
$ sudo diskutil umount /dev/disk2s1

// dd コマンドでイメージを書き込む
$ sudo dd bs=1M if=/path/to/image/2017-09-07-raspbian-stretch-lite.img of=/dev/rdisk2

詳細は https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/README.md を参照してください｡

OSイメージをSDカードに書き込めたら､いくつか設定を行います｡これらの作業もmacOS上で行います｡

ssh の有効化

sshを有効にするための設定をします｡bootディレクトリ以下にsshという名前のファイルを作成します｡

$ cd /Volumes/boot
$ touch ssh

この作業を行うことにより､Raspbianの起動後にsshdが起動して､リモートからセットアップを続けることができます｡詳細は https://www.raspberrypi.org/blog/a-security-update-for-raspbian-pixel/ を参照してください｡

cgroups の有効化

次にcgroupsのcpusetとmemoryを有効化するために､以下の設定を行います｡

$ cd /Volumes/boot
$ vi cmdline.txt

cgroup_enable=cpuset cgroup_enable=memoryを追加します｡

- dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=af816d3b-02 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait
+ dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=af816d3b-02 rootfstype=ext4 cgroup_enable=cpuset cgroup_enable=memory elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

最新のkernelバージョンでは､ 設定方法が cgroup_memory=1 に変わっているようです｡

以上の作業をセットアップするRaspberry PIの台数分行います｡

Bootと初期設定

上記の手順で作成したSDカードを､Raspberry PIに挿入し､電源をいれます｡

起動後､同一ネットワークに raspberrypi の名前のインスタンスがなければ､ raspberrypi.localの名前でアクセスすることができます｡

$ slogin pi@raspberrypi.local
//  初期パスワードは raspberry

ログインができたら､次にホスト名を変更します｡/etc/hostnameファイルを修正して、好きなホスト名に変更します。今回私はraspi[001-003]の名前を付けました。

また、必要に応じて、ユーザの追加、デフォルトユーザ pi の無効化等も実施します。

$ sudo vi /etc/hostname
// ホスト名を変更

// 必要に応じて、ユーザの追加等を行う

$ sudo reboot

reboot後は､ <設定したホスト名>.localの名前でアクセスすることができます｡

Docker のインストール

次にDockerのインストールを行います｡

$ slogin <設定したホスト名>.local

// 必要なパッケージのインストール
$ sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

// リポジトリの追加
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/$(. /etc/os-release; echo "$ID")/gpg | sudo apt-key add -
$ echo "deb [arch=armhf] https://download.docker.com/linux/$(. /etc/os-release; echo "$ID") \
     $(lsb_release -cs) stable" | \
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list

// インストール
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker-ce

詳細は､ https://docs.docker.com/engine/installation/linux/docker-ce/debian/ を参照してください｡

kubeadmのインストール

次に､kubeadmとkubelet、kubectlをインストールします｡

ます､スワップを無効にします。これはKubernetes 1.8からスワップが有効だとkubeletが起動しない5ためです｡

$ sudo dphys-swapfile swapoff
$ sudo dphys-swapfile uninstall
$ sudo update-rc.d dphys-swapfile remove

リポジトリを追加してパッケージをインストールします｡

$ slogin <設定したホスト名>.local

// リポジトリの追加
$ curl -fsSL https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg|sudo apt-key add -
$ echo "deb http://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kube.list

// インストール
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install kubelet kubeadm kubectl

詳細は､ https://kubernetes.io/docs/setup/independent/install-kubeadm/ を参照してください｡

Master のセットアップ

masterにするインスタンスで以下のコマンドを実行します｡ --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 のオプションはflannelを利用するために必要なオプションです。

$ sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

....

Your Kubernetes master has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run (as a regular user):

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  http://kubernetes.io/docs/admin/addons/

You can now join any number of machines by running the following on each node
as root:

  kubeadm join --token xxxxxx.xxxxxxxx 10.0.1.22:6443 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxxxx

無事成功すると､上記のようなメッセージが表示されます｡

メッセージ通り､pod networkをデプロイします｡今回はFlannelを利用します｡

$ mkdir -p $HOME/.kube
$ sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
$ sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

kubectlが正しく実行できるかどうか､確認します｡

$ kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"8", GitVersion:"v1.8.5", GitCommit:"cce11c6a185279d037023e02ac5249e14daa22bf", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2017-12-07T16:16:03Z", GoVersion:"go1.8.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/arm"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"8", GitVersion:"v1.8.5", GitCommit:"cce11c6a185279d037023e02ac5249e14daa22bf", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2017-12-07T16:05:18Z", GoVersion:"go1.8.3", Compiler:"gc", Platform:"linux/arm"}

以下のコマンドでflannelをデプロイします｡

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/bc79dd1505b0c8681ece4de4c0d86c5cd2643275/Documentation/kube-flannel.yml

これで､masterのセットアップが完了しました｡

Node のセットアップ

nodeとして追加するインスタンスで以下のコマンドを実行します｡このコマンドはmasterのkubeadm init実行時に表示されたものです｡

$ kubeadm join --token xxxxxx.xxxxxxxx 10.0.1.22:6443 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxxxxxxxx

kubeadm joinを実行後、kubectl get nodeを実行すると、ノードが追加され、ステータスも Ready になります。

$ kubectl get node
NAME       STATUS    ROLES     AGE       VERSION
raspi001   Ready     master    27m       v1.8.5
raspi002   Ready     <none>    1m        v1.8.5
raspi003   Ready     <none>    1m        v1.8.5

以上でセットアップ完了です｡

おわりに

以上の手順でkubeadmを利用することで簡単にRaspberry PIにKubernetesクラスタを構築することができます。みなさんもぜひ自宅にRaspberry PIでKubernetesクラスタを構築してみてください。

  1. https://about.yahoo.co.jp/pr/release/2017/10/02a/ ↩

  2. https://about.yahoo.co.jp/hr/workplace/welfare.html ↩

  3. https://about.yahoo.co.jp/hr/workplace/familycare.html ↩

  4. https://about.yahoo.co.jp/hr/workplace/vacation.html ↩

  5. https://qiita.com/tkusumi/items/0962220a0700cb1f6eb3#ノードの-swap-が有効な場合kubelet-が起動しないようになった ↩

108
93
2

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
Sign upLogin
108
93

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?