如何在 Ubuntu、macOS 和 Windows 上安装 Kubernetes

什么是 Kubernetes？

Kubernetes（或 K8s）是一个开源容器编排系统，用于自动化计算机应用程序的部署、扩展和管理。 Kubernetes 在众多主机上管理和运行 Docker 容器。 该项目由谷歌发起，得到了许多公司的支持，包括微软、RedHat、IBM。

Kubernetes 有两个主要版本，一个生产环境和一个学习环境。 以下说明用于安装简单的 Kubernetes 学习框架。 用于部署此类环境的工具是 Minikube 和 Kubectl。

什么是 Minikube？

Minikube 是一个允许我们在虚拟机中本地运行 Kubernetes 设置的工具。 它让我们可以在个人计算机上运行单节点 Kubernetes 集群来尝试 Kubernetes 或基本的开发工作。

什么是 Kubectl？

Kubectl 是 Kubernetes 的一个命令行工具，它允许我们在 Kubernetes 集群上运行命令。 我们还可以使用 kubectl 来部署应用，检查和管理集群资源，查看日志。

在 Ubuntu 20 上安装 Kubectl

在 Linux 系统上正式安装 kubectl 有两种选择。

1. 第一个选项是使用安装 kubectl 二进制文件 curl 任何版本的 Linux 上的命令。
2. 第二个选项使用 Ubuntu 中的内置包管理器 apt。 作为最佳实践，建议使用第二个选项。

与往常一样，我们更新所有包并安装 https 传输协议。

root@host:~$ apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https

安装 GPG 存储库安全密钥

首先，下载存储库的 gpg 安全密钥。

root@host:~$ curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
OK
root@host:~$

现在，我们添加密钥并应用它。

root@host:~$ echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | tee -a /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
root@host:~$

最后，再次更新包管理器存储库。

root@host:~$ apt-get update

安装 Kubectl

现在我们可以使用以下命令安装 kubectl。

root@host:~$ apt-get install -y kubectl

接下来，我们将使用 version 命令验证它是否已安装。

root@host:~$ kubectl version --client
 Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.1", GitCommit:"206bcadf021e76c27513500ca24182692aabd17e", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-09-09T11:26:42Z", GoVersion:"go1.15", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
root@host:~$ 

额外的 Kubectl 配置

安装 Shell 自动完成

Kubectl 支持 Bash 和 Zsh 中的自动完成输入（自动完成用于完成部分键入的命令）。 在输入长命令时，此功能可以节省我们的时间。

我们需要安装 bash-completion 包，以便我们可以添加 kubectl 自动完成脚本。 使用此命令安装它。

root@host:~$ apt-get install -y bash-completion
 Reading package lists... Done
 Building dependency tree
 Reading state information... Done
 bash-completion is already the newest version (1:2.10-1ubuntu1).
 bash-completion set to manually installed.
 0 upgraded, 0 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
root@host:~$ 

要使 ~ /.bashrc 中的命令起作用，请在终端中使用以下命令来实现它。

root@host:~$ source /usr/share/bash-completion/bash_completion
root@host:~$ 

要验证我们是否正确安装了软件包，请运行以下命令。

root@host:~$ type _init_completion

启用 Shell 自动完成

现在，我们使用以下命令将脚本添加到 ~/.bashrc 文件中：

root@host:~$ echo 'source <(kubectl completion bash)' >>~/.bashrc
root@host:~$ 

接下来，将脚本添加到目录 /etc/bash_completion.d

root@host:~$ kubectl completion bash >/etc/bash_completion.d/kubectl
root@host:~$ 

重新启动操作系统后，您应该对 kubectl 有一个 AutoComplete 输入。

在 macOS 上安装 Kubectl

我们将在 macOS 上使用 Homebrew 来安装 kubectl。

安装 Kubectl

在终端中使用以下安装命令。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % brew install kubectl

验证安装

要检查安装是否成功，请运行以下命令。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % kubectl version --client

注意：在 macOS 上为 kubectl 设置自动完成脚本时，有一个关键因素。 该方案与Linux系统非常相似，但有两个版本 bash-完成。 第一个 (v1) 用于 Bash 3.2（这是 macOS 上的默认设置）。 第二个 (v2) 适用于 Bash 4.1+。 kubectl 插件脚本无法正常工作 bash-完成 v1 和 Bash 3.2。 需要 Bash-completion v2 和 Bash 4.1 +，因此我们需要同时更新两者 bash 和 bash-完成。

我们可以检查我们的版本 bash 使用这个命令。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % bash --version
 GNU bash, version 3.2.57(1)-release (x86_64-apple-darwin19)
 Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
admin@MacBook-Pro-4 ~ %

更新 Bash

现在我们将更新 bash 通过运行以下命令使用 Homebrew。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % brew install bash

验证更新

检查它是否已使用此命令更新。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % /usr/local/bin/bash --version
 GNU bash, version 5.0.18(1)-release (x86_64-apple-darwin19.5.0)
 Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
 License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <https://gnu.org/licenses/gpl.html>
 This is free software; you are free to change and redistribute it.
 There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
 admin@MacBook-Pro-4 ~ %

安装 Bash 完成

安装 bash- 使用此命令完成。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % brew install bash-completion@2

现在，将以下行添加到 ~/.bashrc 文件。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % export BASH_COMPLETION_COMPAT_DIR="/usr/local/etc/bash_completion.d"
 [[ -r "/usr/local/etc/profile.d/bash_completion.sh" ]] && . "/usr/local/etc/profile.d/bash_completion.sh"
admin@MacBook-Pro-4 ~ %

接下来，将脚本添加到目录中。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % kubectl completion bash >/usr/local/etc/bash_completion.d/kubectl
admin@MacBook-Pro-4 ~ %

macOS 上 kubectl 的自动完成功能现在可以使用了。

在 Windows Server 2019 上安装 Kubectl

Windows 上有多个安装选项。 最好的选择是在 Powershell 中使用 Chocolatey 进行安装。 我们将使用第三方包管理器 Chocolatey。 通过右键单击开始并选择 Windows PowerShell (Admin) 来启动 Windows PowerShell (Admin)。 通过在 PowerShell 中输入以下命令来安装 Chocolatey (choco)。

Set-ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force; [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol -bor 3072; iex ((New-Object System.Net.WebClient).DownloadString('https://chocolatey.org/install.ps1'))

接下来，使用此命令检查安装是否成功。

PS C:UsersAdministrator> choco
 Chocolatey v0.10.15
 Please run 'choco -?' or 'choco <command> -?' for help menu.
 PS C:UsersAdministrator>

现在我们使用以下命令在 Windows 上安装 kubectl。 同意安装时选择“Y”。

PS C:UsersAdministrator> choco install kubernetes-cli

Enter 用于验证所有内容都已安装的版本命令

PS C:UsersAdministrator> kubectl version --client
 Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.1", GitCommit:"206bcadf021e76c27513500ca24182692aabd17e", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-09-09T11:26:42Z", GoVersion:"go1.15", Compiler:"gc", Platform:"windows/amd64"}
 PS C:UsersAdministrator>

您已在 Windows Server 2019 上成功安装 kubectl。

安装 Minikube

安装 kubectl 后，我们需要安装 Minikube。 Minikube 是一个工具，可以让我们在虚拟机本地快速运行 K8s 的单节点版本。

Ubuntu 20

首先，我们需要检查我们的电脑是否支持 VT-x / AMD-v 使用此命令进行虚拟化。

root@host:~$ grep -E --color 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

每个人在输出中都会有不同的信息（基于您的 CPU 类型），但我们应该验证我们是否看到了 vmx 或 svm 标志。 如果是这样，CPU 能够运行硬件虚拟化。

接下来，我们安装Virtualbox作为hypervisor（Virtualbox是一个用于虚拟化OS Windows、Linux、FreeBSD、macOS、Solaris等的软件产品）。用这个命令安装Virtualbox。

root@host:~$ apt install virtualbox virtualbox-ext-pack

现在，我们使用直接链接下载 Minikube，并使用 chmod 命令使 Minikube 可执行。

root@host:~$ curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64  && chmod +x minikube

然后，我们将文件移动到 bin 目录。

root@host:~$ cp minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

要验证我们是否已安装所有内容，请输入以下命令：

root@host:~$ minikube version
 minikube version: v1.13.0
 commit: 0c5e9de4ca6f9c55147ae7f90af97eff5befef5f-dirty
root@host:~$  

在 macOS 上安装 Minikube

使用以下命令验证虚拟化的可能性：

admin@MacBook-Pro-4 ~ % sysctl -a | grep -E --color 'machdep.cpu.features|VMX'

您应该有类似于以下输出的内容。

然后安装 HyperKit。 这是一个流行的虚拟机管理程序。 它用于轻量级虚拟机和容器部署。 我们使用 brew 安装它。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % brew install hyperkit

要验证安装，请使用 version 命令。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % hyperkit -v
 hyperkit: 0.20200224
 Homepage: https://github.com/docker/hyperkit
 License: BSD
admin@MacBook-Pro-4 ~ %

我们也可以使用 brew 安装 minikube。

admin@MacBook-Pro-4 ~ % brew install minikube
 Updating Homebrew...
 ==> Downloading https://homebrew.bintray.com/bottles/minikube-1.13.0.catalina.bo
 ==> Pouring minikube-1.13.0.catalina.bottle.1.tar.gz
 ==> Caveats
 Bash completion has been installed to:
   /usr/local/etc/bash_completion.d
 zsh completions have been installed to:
   /usr/local/share/zsh/site-functions
 ==> Summary
 ? /usr/local/Cellar/minikube/1.13.0: 8 files, 62.2MB
 admin@MacBook-Pro-4 ~ %

使用 version 命令检查是否已安装 minikube：

admin@MacBook-Pro-4 ~ % minikube version
 minikube version: v1.13.0
 commit: 0c5e9de4ca6f9c55147ae7f90af97eff5befef5f
 admin@MacBook-Pro-4 ~ %

在 Windows Server 2019 上安装 Minikube

首先，我们需要检查服务器是否支持虚拟化。 Enter 以下命令：

PS C:UsersAdministrator> systeminfo
 Host Name: WIN-SG77QKRNOA6
 OS Name: Microsoft Windows Server 2019 Standard
 OS Version: 10.0.17763 N/A Build 17763
 OS Manufacturer: Microsoft Corporation
 OS Configuration: Standalone Server
 OS Build Type: Multiprocessor Free
 Registered Owner: Windows User
 Registered Organization:
 Product ID: 00429-70000-00000-AA065
 Original Install Date: 9/13/2020, 6:53:39 AM
 System Boot Time: 9/13/2020, 7:31:43 AM
 System Manufacturer: innotek GmbH
 System Model: VirtualBox
 System Type: x64-based PC
 Processor(s): 1 Processor(s) Installed.
                            [01]: AMD64 Family 23 Model 113 Stepping 0 AuthenticAMD ~3593 Mhz
 BIOS Version: innotek GmbH VirtualBox, 12/1/2006
 Windows Directory: C:Windows
 System Directory: C:Windowssystem32
 Boot Device: DeviceHarddiskVolume1
 System Locale: en-us;English (United States)
 Input Locale: en-us;English (United States)
 Time Zone: (UTC-08:00) Pacific Time (US & Canada)
 Total Physical Memory: 2,048 MB
 Available Physical Memory: 1,242 MB
 Virtual Memory: Max Size: 3,200 MB
 Virtual Memory: Available: 2,468 MB
 Virtual Memory: In Use: 732 MB
 Page File Location(s): C:pagefile.sys
 Domain: WORKGROUP
 Logon Server: WIN-SG77QKRNOA6
 Network Card(s): 1 NIC(s) Installed.
                            [01]: Intel(R) PRO/1000 MT Desktop Adapter
                                  Connection Name: Ethernet
                                  DHCP Enabled: Yes
                                  DHCP Server: 192.168.50.1
                                  IP address(es)
                                  [01]: 192.168.50.167
                                  [02]: fe80::b115:cdee:3a22:1b65
 Hyper-V Requirements: VM Monitor Mode Extensions: Yes
                            Virtualization Enabled In Firmware: Yes
                            Second Level Address Translation: No
                            Data Execution Prevention Available: Yes
 PS C:UsersAdministrator>

请注意以下几行：

Hyper-V Requirements:
   VM Monitor Mode Extensions: Yes
   Virtualization Enabled In Firmware: Yes
   Second Level Address Translation: No
   Data Execution Prevention Available: Yes

现在使用 choco 安装 Hypervisor。

PS C:UsersAdministrator> choco install virtualbox

使用 choco 安装 minikube。

PS C:UsersAdministrator> choco install minikube

使用 version 命令检查 Minikube 是否已安装。

PS C:UsersAdministrator> minikube version
 minikube version: v1.13.0
 commit: 0c5e9de4ca6f9c55147ae7f90af97eff5befef5f-dirty
PS C:UsersAdministrator>

这样就完成了 Windows Server 上的 minikube 安装。

结论

在本文中，我们讨论了如何在 Linux、macOS 和 Windows 上安装和配置 minikube 和 kubectl。 我们提供了命令行说明来帮助用户完成 minikube 和 kubectl 的本地安装，允许用户测试本地安装的 Kubernetes 版本。

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