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@t5693_g

KVMで作ったVM上にKubernetesをインストールする

Last updated at Posted at 2024-04-20

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自宅でKubernetesクラスタを作りたかったが、
物理マシンは配線がめんどくさいのでVMでクラスタを作ることにした。
KVMのインストール〜Kubernetesのインストールまでのただの作業記録。

Host setup

install KVM

sudo apt-get install kvm

install GUI tools

GUI使わない場合は、不要。

sudo apt-get install virt-manager virt-viewer

hostからguestの名前解決ができるようにする

ssh <vm_name>でsshが通るようにしたい。

sudo apt-get install libnss-libvirt

/etc/nsswitch.confを開き、hosts行にlibvirtとlibvirt_guestを追記する。

  • libvirt: Guest OSに設定したHostnameで名前解決できるようになる
  • libvirt_guest: libvirtで作成したVM名で名前解決できるようになる
# /etc/nsswitch.conf
hosts:       files libvirt libvirt_guest dns

create pool

VMのディスク領域を格納するためのリソース。targetのディレクトリは予め作り、libvirt-qemuがアクセスできるようにパーミッションを与えておく。

virsh pool-define-as default dir --target /media/data/libvirt/images/

Guest OS setup

download linux iso

適当にlinuxのisoイメージをダウンロードしてくる。ここではubuntu22.04を選択した。

create vm

vmを作成する。

virt-install --name myvm1 \
  --memory 2048 --vcpus 2 --disk size=8 \
  --cdrom /media/data/libvirt/isos/ubuntu-22.04.4-desktop-amd64.iso

VMにlogin

GUI

virt-manager

image.png

立ち上げるVMをダブルクリックすると、GUIが立ち上がる。
もしくは、virt-viewerで直接VMを指定してもOK。

virt-viewer myvm1

CUI

virsh consoleでコンソールに接続できる。

$ virsh console myvm1

Connected to domain 'myvm1'
Escape character is ^] (Ctrl + ])

me@node01:~$

Guest OS設定

いつものように、普通にUbuntuをインストールする…。

sshdの設定

sshdを有効にして外部からsshでログインできるようにする。

sudo apt-get update
sudo apt-get install ssh vim -y
sudo vim /etc/sshd_config

以下を追加する。

Port 22
PermitRootLogin no
PasswordAuthentication yes

設定を変更したのでsshdサービスを再起動する。

sudo service sshd restart

ホストからsshでログインできるようになる。

$ ssh myvm1

上記の手順を2回行い、Ubuntu VMを2つ準備した。

Kubernetesをインストールする

swapをoff

kubeletが正常に動作するためにはswapは必ずオフでなければなりません。

# swapの確認
sudo swapon --show

# swapの無効化
sudo swapoff -a

/etc/fstab をエディタで開いてswapの行をコメントアウト

# /etc/fstab: static file system information.
#/swapfile   none   swap    sw       0       0

cri-o, kubelet, kubeadmのinstall

コンテナランタイムは、適当にcri-oを選ぶ。

上記はcri-oのインストール手順のページだが、kubeletやkubeadmのインストール手順まで、丁寧にほぼすべて書いてある

依存パッケージのインストール

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y software-properties-common curl

バージョンの指定

KUBERNETES_VERSION=v1.30
PROJECT_PATH=prerelease:/main

Kubernetesのリポジトリを追加する

curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/$KUBERNETES_VERSION/deb/Release.key |
   sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg

echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/kubernetes-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/core:/stable:/$KUBERNETES_VERSION/deb/ /" |
   sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list

CRI-Oのリポジトリを追加する

curl -fsSL https://pkgs.k8s.io/addons:/cri-o:/$PROJECT_PATH/deb/Release.key |
    gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/cri-o-apt-keyring.gpg

echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/cri-o-apt-keyring.gpg] https://pkgs.k8s.io/addons:/cri-o:/$PROJECT_PATH/deb/ /" |
    tee /etc/apt/sources.list.d/cri-o.list

cri-o, kubelet, kubeadm, kubectlのインストール

apt-get update
apt-get install -y cri-o kubelet kubeadm kubectl

cri-oの起動

systemctl start crio.service

bootstrapの設定

modprobe br_netfilter
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

ここまでは共通

Controle Plane Nodeの設定

後でCalicoを入れたいので、pod-network-cidrを以下のように指定する。

kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16

しばらく待っていると、次のようなスニペットがターミナルに表示される。

kubeadm join 192.168.122.XXX:6443 --token <<token>> \
	--discovery-token-ca-cert-hash <<hash>>

Worker Nodeの設定

上記のコマンドをコピペして、実行するだけ。

kubeconfigの設定

/etc/kubernetes以下に生成されているので、ローカルにコピーする。

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

kubectlを叩くと、node一覧を取得できた。

$ kubectl get nodes

NAME     STATUS   ROLES           AGE   VERSION
node01   Ready    control-plane   45m   v1.30.0
node02   Ready    <none>          43m   v1.30.0

CNIのインストール

前述の通り、Calicoをインストールする。
公式の手順そのまま。

operatorとcrdをインストールする。

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.3/manifests/tigera-operator.yaml

calicoをインストールするために必要なCustom Resourceを作成する。

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.27.3/manifests/custom-resources.yaml

1分ちょっと待つと、calicoのpodが起動する。

$ kubectl get po -n calico-system
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
calico-kube-controllers-58dc9899f-9v5zr   1/1     Running   0          93s
calico-node-57xs2                         1/1     Running   0          94s
calico-node-fv5zs                         1/1     Running   0          94s
calico-typha-65b5b98d54-k9jzv             1/1     Running   0          94s
csi-node-driver-8r5cg                     2/2     Running   0          93s
csi-node-driver-b92xh                     2/2     Running   0          93s

通信テスト

node01と02にそれぞれpodを立てて、通信できることを確認してみる。
まずはサーバ用のPodを作成する。特に何も指定しないので、worker nodeであるnode02の方にPodが作成されるはず。

kubectl run nginx --image nginx
kubectl expose nginx --port 80

クライアント用のPodをたてる。こちらはnode01に作成したい。node01はcontrol-planeのためtaintがついており、そのままではPodが作成できないのでtolerationを設定した上でnodeNameを指定する。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: client
  name: client
spec:
  containers:
  - image: ubuntu
    name: client
    command:
      - sleep
      - "3600"
  nodeName: node01
  tolerations:
  - key: "node-role.kubernetes.io/control-plane"
    operator: "Exists"
    effect: "NoSchedule"
EOF

作成したPodの確認。想定通り別々のnodeに立っている。

$ kubectl get pod -o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx    1/1     Running   0          19m   192.168.140.67    node02   <none>           <none>
client   1/1     Running   0          10m   192.168.196.131   node01   <none>           <none>

clientに入る。

kubectl exec -it client -- bash

serverへのアクセスを確認。

$ apt-get update && apt-get install -y curl
$ curl nginx

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

ちゃんと通信できた。

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