随着云计算的发展，Kubernetes 已成为了容器编排的标准。但是，搭建起一个 Kubernetes 集群并不是一件易事。在本篇文章中，我们将详细介绍如何使用 Ansible 工具快速搭建 Kubernetes 集群，详解相关步骤以及配置细节，帮助读者在实际应用场景中快速应用。
安装 Ansible 工具
Ansible 是一种自动化工具，可以简化和加速 Kubernetes 集群的搭建。因此，在开始前，我们需要先安装 Ansible 工具。
在 Linux 系统上，可以通过以下命令安装 Ansible：
$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install software-properties-common $ sudo apt-add-repository --yes --update ppa:ansible/ansible $ sudo apt-get install ansible
安装完成后，可以使用以下命令检查是否安装成功：
$ ansible --version
集群节点环境准备
在搭建 Kubernetes 集群之前，需要先将所有节点的环境准备好。在本文中，我们将以 3 台节点为例进行介绍，分别为 1 台 Master 节点和 2 台 Worker 节点。
系统要求
在开始之前，请确保所有节点满足以下系统要求：
- Ubuntu 18.04 LTS 或更高版本
- 2 vCPU
- 2GB RAM
- 20GB 可用磁盘空间
关闭交换分区
在所有节点上，需要关闭交换分区。在 Ubuntu 中，可以使用以下命令来关闭交换分区：
$ sudo swapoff -a
此外，还需要编辑 /etc/fstab 文件将交换分区行注释掉，以确保这些设置在下次启动时仍然适用。
禁用防火墙
在所有节点上，需要禁用防火墙，或者至少打开必要的端口。在本文中，我们将禁用防火墙：
$ sudo ufw disable
关闭 SELinux
需要在所有节点上关闭 SELinux：
$ sudo setenforce 0
此外，还要修改 /etc/selinux/config 文件将 SELinux 的状态改为 disabled。
安装 Docker
Kubernetes 集群使用 Docker 来运行容器，因此需要在每个节点上安装 Docker。可以使用以下命令安装 Docker：
$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install docker.io
安装完成后，可以使用以下命令检查是否安装成功：
$ sudo docker --version
配置 Kubernetes 集群
创建 Ansible playbook
在开始配置之前，我们需要创建一个 Ansible playbook 文件。可以使用以下命令在本地计算机上创建 k8s-cluster.yml 文件：
$ touch k8s-cluster.yml
编写 Ansible playbook 文件
编辑 k8s-cluster.yml 文件，添加以下内容：
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- ------- ---------
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- ------- --------- -----
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- ----------以上 YAML 文件包含了不同角色的节点，且每个节点都必须具有 ssh 公钥和 sudo 权限。
安装 Ansible roles 文件
在 Ansible 中，roles 文件包含所有角色的任务。可以使用以下命令下载并安装必要的 roles 文件：
$ mkdir -p roles $ ansible-galaxy install geerlingguy.docker $ ansible-galaxy install geerlingguy.kubernetes
编写 Common role
我们需要创建 Common role，以保证所有节点上的 Docker 和 Kubernetes 工具的正确安装配置。在 roles 文件夹下，可以使用以下命令创建 common 文件夹：
$ mkdir -p roles/common/tasks $ touch roles/common/tasks/main.yml
编辑 main.yml 文件，添加以下内容：
-- -------------------- ---- -------
- ------ ----- --- --- -----
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- ---------- ----------- --
- ---------- ----------- --
- ---------- ----------- --以上 YAML 文件定义了以下任务：
- 安装依赖项
- 添加 Docker 和 Kubernetes PPA 密钥
- 添加 Docker 和 Kubernetes PPA 源
- 安装 Docker 和 Kubernetes 最新版本
编写 Kubernetes Master role
我们需要创建 Kubernetes Master role，以帮助我们在 Master 节点上设置 Kubernetes 控制面板和工作负载。同样在 roles 文件夹下，可以使用以下命令创建 k8s-master 文件夹：
$ mkdir -p roles/k8s-master/tasks $ touch roles/k8s-master/tasks/main.yml
编辑 main.yml 文件，添加以下内容：
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- ---------- ------ -----
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-------- --- ---- ---
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- ----- -- ------------------
- -- -- -------------------------- -------------------------
- ----- -- ------------- ------------------
- ----- ------- ------- --- -------
-------- ------- ----- -- --------------------------------------------------------------------------------------以上 YAML 文件定义了以下任务：
- 初始化 Kubernetes Master
- 配置非根用户的 kubectl
- 安装 Flannel Pod 网络插件
编写 Kubernetes Worker role
我们需要创建 Kubernetes Worker role，以保证 Worker 节点能够正确地注册到 Kubernetes Master 并运行容器。在 roles 文件夹下，可以使用以下命令创建 k8s-worker 文件夹：
$ mkdir -p roles/k8s-worker/tasks $ touch roles/k8s-worker/tasks/main.yml
编辑 main.yml 文件，添加以下内容：
-- -------------------- ---- -------
- ---------- ------ -----
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- ----- ---- ---------- ------
-------- --- --------------------------------------------------- ---
------------- -----
- ----- ------- ---
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----- --------------- --------- --
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- ----- --------
- ----- ----------
- ----- ---------以上 YAML 文件定义了以下任务：
- 加入 Kubernetes Master 节点
- 安装 CNI 插件
编写 Inventory 文件
在 Ansible 中，Inventory 文件定义了一组被 Ansible 管理的远程节点。在 Kubernetes 集群中，我们将需要定义 3 台节点，分别为 1 台 Master 节点和 2 台 Worker 节点。
在本地计算机上，可以使用以下命令创建 hosts 文件：
$ touch hosts
编辑 hosts 文件，添加以下内容：
-- -------------------- ---- ------- ------------ ----------- ------------- --------------- --------------- ---------- --------------------------------------------
其中：
<MASTER_IP>：Master 节点的 IP 地址。<WORKER_ONE_IP>和<WORKER_TWO_IP>：Worker 节点的 IP 地址。
运行 Ansible playbook
在本地计算机终端（确保在当前目录下）执行以下命令：
$ ansible-playbook k8s-cluster.yml -i hosts
这将根据 Ansible playbook 文件中的指令在远程节点上自动执行操作。如果所有操作都成功，则可以在 Master 节点上输入以下命令以验证 Kubernetes 控制面板是否正常工作：
$ kubectl get nodes
此时，您应该可以看到所有节点的状态均为 Ready。至此，您已经成功搭建了 Kubernetes 集群。
总结
通过本文，我们详细讲述了如何使用 Ansible 工具快速搭建 Kubernetes 集群，讲解了各种配置细节和步骤要领，并附带示例代码帮助读者快速上手。在实际应用场景中，通过正确使用 Ansible 工具，可以帮助前端开发者完成自动化配置任务，大大提高开发效率和产品质量。
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