kind是一个非常方便的用于创建kubernetes测试集群的工具，可以使用kind创建的集群来对kubernetes进行测试。

kind架构

kind的架构如下，它将docker容器作为一个kubernetes的"node"，并在该"node"中安装kubernetes组件。
虚拟机和kind的一个"node"之间的网络模型如下，多"node"之间的通信走bridge即可。
虚拟机到node容器使用了docker的bridge网络(见下面的kind网桥)
# docker network ls
NETWORK ID NAME DRIVER SCOPE
0912809efeab bridge bridge local
3b3ab0cdd358 host host local
198d0909f9cf kind bridge local
b0e304ef061c none null local
在kind的"node"内部则默认使用了ptp模型，该模型的通信机制比较简单，容器和"node"直接通过一对veth进行通信。
# cat /etc/cni/net.d/10-kindnet.conflist
{
"cniVersion":"0.3.1",
"name":"kindnet",
"plugins":[
{
"type":"ptp",
"ipMasq":false,
"ipam":{
"type":"host-local",
"dataDir":"/run/cni-ipam-state",
"routes":[
{
"dst":"0.0.0.0/0"
}
],
"ranges":[
[
{
"subnet":"10.244.0.0/24"
}
]
]
}
,
"mtu":1500
},
{
"type":"portmap",
"capabilities":{
"portMappings":true
}
}
]
}
"node"内的路由如下：10.244.0.2~0.4的地址就是"node"中的容器的eth0网卡上的地址，通过位于"node"上的veth进行通信。但"node"中的容器并不都是使用ptp网络模型，如kubernetes的apiserver，scheduler和controller-manager就是用了host模式。
# ip route
default via 172.18.0.1 dev eth0
10.244.0.2 dev vethc85f5947 scope host
10.244.0.3 dev vetheb946a41 scope host
10.244.0.4 dev veth46c994ce scope host
172.18.0.0/16 dev eth0 proto kernel scope link src 172.18.0.2

创建集群

  • 安装kubectl
  • 安装kind命令：
    curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.9.0/kind-linux-amd64
    chmod +x ./kind
    mv ./kind /${some-dir-in-your-PATH}/kind
  • 创建集群，默认的集群名称为kind，可以使用参数--name指定创建的集群的名称，多集群情况下比较有用
    kind create cluster
    也指定node镜像来创建集群，便于离线安装
    kind create cluster --image kindest/node:latest
  • 与集群交互：
    1. 获取集群名称，可以看到下面有两个集群
      # kind get clusters
      kind
      kind-2
    2. 切换集群。可以使用如下命令分别切换到集群kind和kind-2
      # kubectl cluster-info --context kind-kind
      # kubectl cluster-info --context kind-kind-2
  • 删除集群，如使用如下命令可以删除集群kind-2
    kind delete cluster --name kind-2

将镜像加载到kind的node中

kind创建的kubernetes会使用它的node上的镜像，因此需要将将镜像加载到node中才能被kubernetes使用(当然在node中也是可以直接拉取公网镜像的)，在无法拉取公网镜像的时候可以手动将镜像load到node上使用。例如，使用如下方式可以将nginx镜像加载到名为kind的集群中：
# kind load docker-image nginx --name kind
Image: "nginx" with ID "sha256:7e4d58f0e5f3b60077e9a5d96b4be1b974b5a484f54f9393000a99f3b6816e3d" not yet present on node "kind-control-plane", loading...

配置kind集群

可以在kind创建集群的时候使用配置文件进行自定义配置。例如可以使用--config指定配置文件来创建集群：
kind create cluster --config kind-example-config.yaml

配置多节点

上面部署的kubernetes中只有一个node，可以使用配置文件部署多个节点。下面使用官方提供的默认配置文件kind-config.yaml来创建集群，该集群含3个work节点：
# this config file contains all config fields with comments
# NOTE: this is not a particularly useful config file
kind:Cluster
apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
# patch the generated kubeadm config with some extra settings
kubeadmConfigPatches:
-|
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
evictionHard:
nodefs.available: "0%"
# patch it further using a JSON 6902 patch
kubeadmConfigPatchesJSON6902:
-group:kubeadm.k8s.io
version:v1beta2
kind:ClusterConfiguration
patch:|
- op: add
path: /apiServer/certSANs/-
value: my-hostname
# 1 control plane node and 3 workers
nodes:
# the control plane node config
-role:control-plane
# the three workers
-role:worker
-role:worker
-role:worker
创建上述集群：
# kind create cluster --name multi-node --config=kind-config.yaml
切换到该集群：
# kubectl cluster-info --context kind-multi-node
可以看到该集群下有1个控制面node，以及3个work node：
# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
multi-node-control-plane Ready master 7m57s v1.19.1
multi-node-worker Ready <none> 7m21s v1.19.1
multi-node-worker2 Ready <none> 7m21s v1.19.1
multi-node-worker3 Ready <none> 7m21s v1.19.1

多控制面

一般一个生产使用的kubernetes都会使用多个控制面来保证高可用，使用kind config可以方便地创建多控制面的kubernetes集群。使用如下命令创建一个3控制面，3 work节点的集群：
# this config file contains all config fields with comments
# NOTE: this is not a particularly useful config file
kind:Cluster
apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
# patch the generated kubeadm config with some extra settings
kubeadmConfigPatches:
-|
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
evictionHard:
nodefs.available: "0%"
# patch it further using a JSON 6902 patch
kubeadmConfigPatchesJSON6902:
-group:kubeadm.k8s.io
version:v1beta2
kind:ClusterConfiguration
patch:|
- op: add
path: /apiServer/certSANs/-
value: my-hostname
# 1 control plane node and 3 workers
nodes:
# the control plane node config
-role:control-plane
-role:control-plane
-role:control-plane
# the three workers
-role:worker
-role:worker
-role:worker
此时可以看到有3个控制面：
# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
kind-control-plane Ready master 15m v1.19.1
kind-control-plane2 Ready master 14m v1.19.1
kind-control-plane3 Ready master 13m v1.19.1
kind-worker Ready <none> 12m v1.19.1
kind-worker2 Ready <none> 12m v1.19.1
kind-worker3 Ready <none> 12m v1.19.1

指定Kubernetes的版本

可以通过指定node的镜像版本来修改kubernetes的版本。可以在官方release页面中中查找需要镜像tag，推荐tag带上sha，如
kindest/node:v1.19.1@sha256:98cf5288864662e37115e362b23e4369c8c4a408f99cbc06e58ac30ddc721600
kind:Cluster
apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
-role:control-plane
image:kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55
-role:worker
image:kindest/node:v1.16.4@sha256:b91a2c2317a000f3a783489dfb755064177dbc3a0b2f4147d50f04825d016f55

将node的端口映射到主机

可以通过如下方式将node的端口映射到主机，将容器的80端口映射到host的80端口：
kind:Cluster
apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
-role:control-plane
extraPortMappings:
-containerPort:80
hostPort:80
listenAddress:"0.0.0.0"# Optional, defaults to "0.0.0.0"
protocol:udp# Optional, defaults to tcp
kind对cluster的更新(如启用IPv6，配置nodeport等)有一个弊端，就是只能通过重新创建集群来"更新"配置。目前官方不支持对控制面的更新操作，可以参见该issue。更多配置参见官方文档。

ingress部署

可以通过KIND的extraPortMapping配置选项来将流量从主机转发到node的ingress控制器上。
可以通过kubeadm的InitConfiguration来设置自定义的node-labels，用于ingress控制器的nodeSelector。

创建集群

使用extraPortMappings 和node-labels创建一个集群。
cat<<EOF|kindcreatecluster--config=-
kind:Cluster
apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
-role:control-plane
kubeadmConfigPatches:
-|
kind: InitConfiguration
nodeRegistration:
kubeletExtraArgs:
node-labels: "ingress-ready=true"
extraPortMappings:
-containerPort:80
hostPort:80
protocol:TCP
-containerPort:443
hostPort:443
protocol:TCP
EOF

部署ingress控制器

kind支持的ingress控制器如下：
  • Ambassador
  • Contour
  • Ingress NGINX
下面部署NGINX ingress。
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/master/deploy/static/provider/kind/deploy.yaml
在部署ingree的过程中可能会遇到无法找到secret ingress-nginx-admission的问题，出现该问题的原因可能是因为如下两个job无法正常启动造成的，参见该issue。如果是因为无法拉取外网镜像，可以先将deploy.yaml文件下载到本地，将镜像手动加载到本地主机上，然后使用上面提到的kind load docker-image命令将镜像加载到node上即可。
测试ingress
创建如下资源：kubectl apply -f usage.yaml
kind:Pod
apiVersion:v1
metadata:
name:foo-app
labels:
app:foo
spec:
containers:
-name:foo-app
image:hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
-"-text=foo"
---
kind:Service
apiVersion:v1
metadata:
name:foo-service
spec:
selector:
app:foo
ports:
# Default port used by the image
-port:5678
---
kind:Pod
apiVersion:v1
metadata:
name:bar-app
labels:
app:bar
spec:
containers:
-name:bar-app
image:hashicorp/http-echo:0.2.3
args:
-"-text=bar"
---
kind:Service
apiVersion:v1
metadata:
name:bar-service
spec:
selector:
app:bar
ports:
# Default port used by the image
-port:5678
---
apiVersion:networking.k8s.io/v1beta1
kind:Ingress
metadata:
name:example-ingress
spec:
rules:
-http:
paths:
-path:/foo
backend:
serviceName:foo-service
servicePort:5678
-path:/bar
backend:
serviceName:bar-service
servicePort:5678
---
在远端curl该主机所在上的foo和bar服务，可以看到网络是通的，此时走的是ingress通过kind配置extraPortMappings暴露的nodeport 80端口。
C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/foo
foo
C:\Users\liuch>curl 192.168.100.11/bar
bar

总结：

kind是一个非常方便的kubernetes部署工具，可以快速地部署多个kubernetes集群。但也有一些实现上的瑕疵，比如，kind不支持对集群的升级，手动加载镜像的过程也比较麻烦，但总体使用上来看，瑕不掩瑜。

FAQ：

  • 在切换集群时出现The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?，且使用如kubectl config use-context kind-kind这样的命令也无法成功切换集群。
    可以在/root/.kube/config文件中查看支持的context名称(如下面使用的context为kind-kind)，然后使用kubectl config use-context kind-kind即可:
    apiVersion:v1
    clusters:
    -cluster:
    certificate-authority-data:...
    server:https://127.0.0.1:39923
    name:kind-kind
    contexts:
    -context:
    cluster:kind-kind
    user:kind-kind
    name:kind-kind
    current-context:kind-kind
    kind:Config
    preferences: {}
    users:
    -name:kind-kind
    user:
    client-certificate-data:...
  • kind创建的apiservice默认地址是127.0.0.1，无法远程连接。可以使用如下方式，修改apiservice的地址和端口
    kind:Cluster
    apiVersion:kind.x-k8s.io/v1alpha4
    networking:
    # WARNING: It is _strongly_ recommended that you keep this the default
    # (127.0.0.1) for security reasons. However it is possible to change this.
    apiServerAddress:"192.168.118.154"
    # By default the API server listens on a random open port.
    # You may choose a specific port but probably don't need to in most cases.
    # Using a random port makes it easier to spin up multiple clusters.
    apiServerPort:6443
  • 如果kind无法连通，可以查看是否有其他docker network影响
链接：https://www.cnblogs.com/charlieroro/p/13711589.html
（版权归原作者所有，侵删）
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