前言
使用Minikube部署本地k8s集群相對比較簡單，非常推薦將其用於本地k8s開發環境，唯一麻煩點的僅僅是網絡問題。
在本篇教程中，我們使用了國內的鏡像來完成本地k8s集群的搭建。如果搭建過程中出現錯誤，建議使用minikube delete之后再重新搭建。
目錄
使用Minikube部署本地Kubernetes集群
1. 什么是Kubernetes集群？
2. 使用Minikube創建本地Kubernetes實驗環境
1）什么是Minikube?
2）Minikube支持的功能
3）Windows 10下安裝
4）打開Minikube可視化面板
5）常見錯誤
6）Linux下安裝
使用Minikube部署本地Kubernetes集群
什么是Kubernetes集群？
Kubernetes 用於協調高度可用的計算機集群，這些計算機被連接作為單個工作單元。 Kubernetes允許用戶將容器化的應用程序部署到集群，而不必專門將其綁定到單個計算機。為了利用這種新的部署模型，應用程序需要被容器化。容器化應用程序比過去的部署模型更靈活和可用——而不是將應用程序直接安裝到特定機器上，作為深入集成到主機中的軟件包。Kubernetes 在一個集群上以更有效的方式自動分發和調度容器應用程序。
Kubernetes 集群由兩種類型的資源組成:
- Master：即集群的調度節點，負責管理集群，例如調度應用程序、維護應用程序的所需狀態、擴展應用程序和滾動更新。
- Nodes：即應用程序實際運行的工作節點，可以是物理機或者虛擬機。每個工作節點都有一個 Kubelet（節點代理），它是管理節點並與Kubernetes Master節點進行通信的代理。節點上還應支持容器操作，例如 Docker或rkt。一個 Kubernetes 工作集群至少有三個節點。
當我們在Kubernetes上部署應用程序時， Master會啟動應用程序容器，並調度容器在集群的Nodes上運行，而Nodes使用Master公開的Kubernetes API與Master進行通信。最終用戶還可以直接使用 Kubernetes 的API與集群交互。
使用Minikube創建本地Kubernetes實驗環境
在大部分情況下，我們需要在本地玩轉Kubernetes，以便於Kubernetes應用程序的開發和調測。搭建完整的Kubernetes集群畢竟太重，那么使用Minikube則是不二選擇。
什么是Minikube?
Minikube 是一個輕量級的Kubernetes實現，會在本機創建一台虛擬機，並部署一個只包含一個節點的簡單集群。 Minikube適用於Linux, Mac OS和Windows系統。Minikube CLI提供了集群的基本引導操作，包括啟動、停止、狀態和刪除。
Minikube的目標是成為本地Kubernetes應用程序開發的最佳工具，並支持所有適合的Kubernetes功能！
官方GitHub地址：https://github.com/kubernetes/minikube
Minikube支持的功能
Minikube支持以下Kubernetes功能：
- DNS
- NodePorts（可使用“minikube service”命令來管理）
- ConfigMaps和Secrets
- 儀表板（Dashboards，minikube dashboard）
- 容器運行時：Docker，rkt，CRI-O和containerd
- Enabling CNI（容器網絡接口）
- Ingress
- LoadBalancer（負載均衡，可以使用“minikube tunnel”命令來啟用）
- Multi-cluster（多集群，可以使用“minikube start -p <name>”命令來啟用）
- Persistent Volumes
- RBAC
- 通過命令配置apiserver和kubelet
Windows 10下安裝
1.安裝要求
Windows必須支持虛擬化，可以執行“systeminfo”命令來確認。如果支持虛擬化，則【Hyper-V要求】一欄如下圖所示：
C:\Users\Lys_Desktop\Documents\Tencent Files\512982554\Image\C2C\M%YWM2VE`R)$F2KF`{~M{LU.jpg
如果已經裝了Hyper-V，則提示如下：
2.啟用Hyper-V（推薦）
可以通過【程序和功能】=》【打開或關閉 Windows 功能】=》勾選【Hyper-V】來啟用Hyper-V，也可以通過管理員執行以下Powershell腳本：
Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All
如果不支持啟用Hyper-V，大家可以安裝“VirtualBox”，而且目前“VirtualBox”是官方默認的虛擬機管理程序。
3.安裝Minikube和kubectl
- 使用Chocolatey安裝Minikube（推薦）
Chocolatey我們前面已經進行了講解，這里面我們可以使用Chocolatey以管理員身份一鍵安裝Minikube：
choco install minikube kubernetes-cli
PS C:\WINDOWS\system32> choco install minikube kubernetes-cli
Chocolatey v0.10.11
Installing the following packages:
minikube;kubernetes-cli
By installing you accept licenses for the packages.
Minikube v1.1.1 [Approved]
minikube package files install completed. Performing other installation steps.
ShimGen has successfully created a shim for minikube.exe
The install of minikube was successful.
Software install location not explicitly set, could be in package or
default install location if installer.
kubernetes-cli v1.14.3 already installed.
Use --force to reinstall, specify a version to install, or try upgrade.
Chocolatey installed 1/2 packages.
See the log for details (C:\ProgramData\chocolatey\logs\chocolatey.log).
Warnings:
- kubernetes-cli - kubernetes-cli v1.14.3 already installed.
Use --force to reinstall, specify a version to install, or try upgrade.
- 通過下載安裝包安裝
下載地址：https://github.com/kubernetes/minikube/releases/
需下載【minikube-windows-amd64.exe】，下載完成后，需要重命名為“minikube.exe”進行使用。
4.啟動Minikube
Minikube在Windows上支持使用VirtualBox和Hyper-V，這里我們使用Hyper-V進行實踐。
我們需要執行“minikube start”命令來啟動Minikube。這個過程中會下載Minikube ISO鏡像，如果Minikube ISO鏡像下載失敗，可復制鏈接手工下載或者配置容器代理再試。如果是手工下載，下載后，請將ISO文件放置C:\Users\<用戶名>\.minikube\cache\iso目錄，然后再次執行“start”命令。具體命令如下所示：
需使用管理員執行以下Powershell腳本：
minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096
其中，--registry-mirror參數用於設置鏡像服務地址，這里設置為國內鏡像服務地址。--vm-driver參數設置了虛擬機類型，這里我們使用Hyper-V，默認是VirtualBox。--memory參數設置了虛擬機內存大小。執行此腳本后，會使用默認的Hyper-V的虛擬交換機，我們也可以使用參數--hyperv-virtual-switch進行指定指定的虛擬網絡交換機。虛擬網絡交換機設置如下圖所示：
在中國，由於網絡和防火牆的原因，通常會無法拉取k8s相關鏡像或者下載速度過於緩慢，因此，我們可以通過參數--image-repository來設置Minikube使用阿里雲鏡像。如下列命令：
minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096 --hyperv-virtual-switch="NET" --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
PS C:\WINDOWS\system32> minikube.exe start --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --vm-driver="hyperv" --memory=4096 --hyperv-virtual-switch="NET" --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
* minikube v1.1.1 on windows (amd64)
* using image repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
* Creating hyperv VM (CPUs=2, Memory=4096MB, Disk=20000MB) ...
* Configuring environment for Kubernetes v1.14.3 on Docker 18.09.6
* Pulling images ...
* Launching Kubernetes ...
* Verifying: apiserver proxy etcd scheduler controller dns
* Done! kubectl is now configured to use "minikube"
成功之后，我們就可以使用kubectl來操作集群了，比如查看當前所有pod的狀態：
kubectl get pods --all-namespaces
剛才我們使用Minikube創建了默認的集群，我們還可以使用Minikube創建新的集群，比如：
minikube start -p mycluster
值得注意的是，Minikube搭配Hyper-V使用需要禁用動態內存（Docker for Windows初始化時指定禁用了相關虛擬機使用動態內存），執行Powershell腳本如下所示：
Set-VMMemory -VMName 'minikube' -DynamicMemoryEnabled $false。
在Windows 10下，我們還可以使用docker-desktop來啟用k8s，不過由於網絡的原因，並不是很推薦：
打開Minikube可視化面板
成功啟動Minikube之后，我們就可以通過以下命令來打開Minikube可視化面板:
minikube dashboard
啟用面板
PS C:\WINDOWS\system32> minikube dashboard
* Enabling dashboard ...
* Verifying dashboard health ...
* Launching proxy ...
* Verifying proxy health ...
* Opening http://127.0.0.1:3173/api/v1/namespaces/kube-system/services/http:kubernetes-dashboard:/proxy/ in your default browser...
常見錯誤
啟動Minikube時提示錯誤如下：X Unable to start VM: start: exit status 1
處理方案：執行“minikube delete”或者手工清理時虛擬機目錄存在殘留內容，需手動刪除目錄“C:\Users\{your username} \.minikube\machines”后再次嘗試。
Linux下安裝
1.安裝虛擬機（可選）
在Linux環境下，Minikube支持直接在主機上運行Kubernetes，因此此步驟為可選。所以大家可以根據實際情況來選擇是否安裝虛擬機，比如KVM和VirtualBox。
注意：如果直接在主機上運行，Minikube會運行一個不安全的API Server，可能會導致安全隱患，因此不建議在個人工作環境安裝。
2.安裝kubectl
由於Google網絡不太穩定，我們使用阿里雲鏡像進行安裝。
- CentOS
echo '#k8s
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
'>/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
#kubeadm和相關工具包
yum -y install kubelet kubeadm kubectl kubernetes-cni
- Debian / Ubuntu
apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https
curl -s https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
echo 'deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main' >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
apt-get update
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
3.安裝Minikube
這里我們直接下載安裝：
curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \
&& chmod +x minikube
由於網絡問題，我們可以選擇使用阿里雲的執行程序：
curl -Lo minikube https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 \
&& chmod +x minikube
然后將可執行文件添加到/usr/local/bin目錄下
sudo install minikube /usr/local/bin
4.啟動Minikube
minikube start --vm-driver=none
如果存在網絡問題，請使用--image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers指定鏡像倉庫地址。
安裝過程中如出現問題，可以執行以下命令之后再重新嘗試：
minikube delete
rm ~/.minikube