CRI-O как замена Docker в качестве исполняемой среды для Kubernetes: настройка на CentOS 8

Привет! Меня зовут Сергей, я DevOps в Surf. DevOps-отдел в Surf ставит своей задачей не только налаживание взаимодействия между специалистами и интеграцию рабочих процессов, но и активные исследования и внедрение актуальных технологий как в собственную инфраструктуру, так и в инфраструктуру заказчика.

Ниже я немного расскажу об изменениях в технологическом стеке для контейнеров, с которыми мы встретились при изучении дистрибутива CentOS 8 и о том, что такое CRI-O и как быстро настроить с его помощью исполняемую среду для Kubernetes.

CRI-O как замена Docker в качестве исполняемой среды для Kubernetes: настройка на CentOS 8

Почему Docker отсутствует в стандартной поставке CentOS 8

После установки последних крупных релизов RHEL 8 или CentOS 8 нельзя не заметить: в этих дистрибутивах и официальных репозиториях отсутствует приложение Docker, которое идеологически и функционально заменяют собой пакеты Podman, Buildah (присутствуют в дистрибутиве по умолчанию) и CRI-O. Это связано с практической реализацией стандартов, разрабатываемых, в том числе, и компанией Red Hat в рамках проекта Open Container Initiative (OCI).

Цель OCI, являющейся частью The Linux Foundation, — создание открытых индустриальных стандартов для форматов и исполняемой среды контейнеров, которые бы решали сразу несколько задач. Во-первых, не противоречили как философии Linux (например, в той её части, что каждая программа должна выполнять какое-то одно действие, а Docker представляет собой этакий комбайн всё-в-одном). Во-вторых, могли бы устранить все имеющиеся недостатки в программном обеспечении Docker. В-третьих, были бы полностью совместимыми с бизнес-требованиями, выдвигаемыми ведущими коммерческими платформами для развёртывания, управления и обслуживания контейнеризованных приложений (например, Red Hat OpenShift).

Недостатки Docker и достоинства нового ПО уже были довольно подробно описаны в этой статье, а с подробным описанием как всего предлагаемого в рамках проекта OCI стека ПО и его архитектурными особенностями можно ознакомиться в официальной документации и статьях как от самой Red Hat (неплохая статья в Red Hat blog), так и в сторонних обзорах.

Важно отметить, какую функциональность имеют компоненты предлагаемого стека:

  • Podman — непосредственное взаимодействие с контейнерами и хранилищем образов через процесс runC;
  • Buildah — сборка и загрузка в реестр образов;
  • CRI-O — исполняемая среда для систем оркестрации контейнеров (например, Kubernetes).

Думаю, что для понимания общей схемы взаимодействия между компонентами стека целесообразно привести здесь схему связей Kubernetes c runC и низкоуровневыми библиотеками с использованием CRI-O:

CRI-O как замена Docker в качестве исполняемой среды для Kubernetes: настройка на CentOS 8

CRI-O и Kubernetes придерживаются одного и того же цикла выпуска и поддержки (матрица совместимости очень проста: мажорные версии Kubernetes и CRI-O совпадают), а это, с учётом ориентира на полное и всестороннее тестирование работы данного стека разработчиками, даёт нам право ожидать максимально достижимой стабильности в работе при любых сценариях использования (здесь на пользу идет и относительная легковесность CRI-O по сравнению с Docker в силу целенаправленного ограничения функциональности).

При установке Kubernetes «right way» способом (по мнению OCI, конечно) с использованием CRI-O на CentOS 8 мы столкнулись с небольшими затруднениями, которые, однако, успешно преодолели. Буду рад поделиться с вами инструкцией по установке и настройке, которые в совокупности займут от силы 10 минут.

Как развернуть Kubernetes на CentOS 8 с использованием среды CRI-O

Предварительные условия: наличие как минимум одного хоста (2 cores, 4 GB RAM, накопитель не менее 15 GB) с установленной CentOS 8 (рекомендуется профиль установки «Server»), а также записи для него в локальном DNS (в крайнем случае можно обойтись записью в /etc/hosts). И не забудьте отключить swap.

Все операции на хосте производим от имени пользователя root, будьте внимательны.

  1. На первом шаге настроим ОС, установим и настроим предварительные зависимости для CRI-O.
    • Обновим ОС:
      dnf -y update
      

    • Далее требуется настроить файрволл и SELinux. Здесь у нас всё зависит от окружения, в котором будут работать наш хост или хосты. Вы можете либо настроить файрволл по рекомендациям из документации, либо, если находитесь в доверенной сети или применяете сторонний файрволл, изменить зону по умолчанию на доверенную или выключить файрволл:
      firewall-cmd --set-default-zone trusted
      
      firewall-cmd --reload

      Чтобы выключить файрволл можно использовать следующую команду:

      systemctl disable --now firewalld
      

      SELinux требуется выключить либо перевести в режим «permissive»:

      setenforce 0
      
      sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

    • загрузим необходимые модули ядра и пакеты, настроим автоматическую загрузку модуля «br_netfilter» при старте системы:
      modprobe overlay
      
      modprobe br_netfilter
      
      echo "br_netfilter" >> /etc/modules-load.d/br_netfilter.conf
      
      dnf -y install iproute-tc
      

    • для активации форвардинга пакетов и корректной обработки трафика сделаем соответствующие настройки:
      cat > /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf <<EOF
      net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
      net.ipv4.ip_forward = 1
      net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
      EOF
      

      применим сделанные настройки:

      sysctl --system

    • зададим необходимую версию CRI-O (мажорная версия CRI-O, как уже упоминалось, совпадают с требуемой версией Kubernetes), так как последняя стабильная версия Kubernetes на данный момент 1.18:
      export REQUIRED_VERSION=1.18
      

      добавим необходимые репозитории:

      dnf -y install 'dnf-command(copr)'
      
      dnf -y copr enable rhcontainerbot/container-selinux
      
      curl -L -o /etc/yum.repos.d/devel:kubic:libcontainers:stable.repo https://download.opensuse.org/repositories/devel:kubic:libcontainers:stable/CentOS_8/devel:kubic:libcontainers:stable.repo
      
      curl -L -o /etc/yum.repos.d/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:$REQUIRED_VERSION.repo https://download.opensuse.org/repositories/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:$REQUIRED_VERSION/CentOS_8/devel:kubic:libcontainers:stable:cri-o:$REQUIRED_VERSION.repo

    • теперь мы можем установить CRI-O:
      dnf -y install cri-o
      

      Обратите внимание на первый нюанс, который мы встречаем в процессе инсталляции: необходимо отредактировать конфигурацию CRI-O перед запуском сервиса, так как требуемый компонент conmon имеет отличное от указанного место размещения:

      sed -i 's//usr/libexec/crio/conmon//usr/bin/conmon/' /etc/crio/crio.conf

      Теперь можно активировать и запустить демон CRI-O:

      systemctl enable --now crio
      

      Можно проверить статус демона:

      systemctl status crio
      

  2. Установка и активация Kubernetes.
    • Добавим требуемый репозиторий:
      cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
      [kubernetes]
      name=Kubernetes
      baseurl=https://packages.cloud.google.com/yum/repos/kubernetes-el7-$basearch
      enabled=1
      gpgcheck=1
      repo_gpgcheck=1
      gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
      exclude=kubelet kubeadm kubectl
      EOF
      

      Теперь мы можем установить Kubernetes (версии 1.18, как уже указывалось выше):

      dnf install -y kubelet-1.18* kubeadm-1.18* kubectl-1.18* --disableexcludes=kubernetes

    • Второй важный нюанс: так как мы не используем демон Docker, а используем демон CRI-O, до запуска и инициализации Kubernetes требуется внести соответствующие настройки в конфигурационный файл /var/lib/kubelet/config.yaml, предварительно создав нужный каталог:
      mkdir /var/lib/kubelet
      
      cat <<EOF > /var/lib/kubelet/config.yaml
      apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
      kind: KubeletConfiguration
      cgroupDriver: systemd
      EOF

    • Третий важный момент, с которым мы сталкиваемся при установке: несмотря на то, что мы указали используемый драйвер cgroup, и его настройка через аргументы передаваемые kubelet устарела (на что прямо указано в документации), нам необходимо добавить в файл аргументы, иначе наш кластер не инициализируется:
      cat /dev/null > /etc/sysconfig/kubelet
      
      cat <<EOF > /etc/sysconfig/kubelet
      KUBELET_EXTRA_ARGS=--container-runtime=remote --cgroup-driver=systemd --container-runtime-endpoint='unix:///var/run/crio/crio.sock'
      EOF

    • Теперь мы можем активировать демон kubelet:
      sudo systemctl enable --now kubelet
      

      Чтобы настроить control-plane или worker ноды за считанные минуты, вы можете воспользоваться этим скриптом.

  3. Пора инициализировать наш кластер.
    • Для инициализации кластера выполните команду:
      kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
      

      Обязательно запишите команду присоединения к кластеру «kubeadm join …», которой предлагается воспользоваться в конце вывода, либо, как минимум, указанные токены.

    • Установим плагин (CNI) для работы Pod network. Я рекомендую использовать Calico. Возможно, более популярный Flannel имеет проблемы с совместимостью с nftables, да и Calico — единственная реализация CNI, рекомендуемая и полностью протестированная проектом Kubernetes:
      kubectl --kubeconfig /etc/kubernetes/admin.conf apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.15/manifests/calico.yaml 

    • Для подключения worker ноды к нашему кластеру её требуется настроить по пунктам инструкции 1 и 2, либо воспользоваться скриптом, затем выполнить команду из вывода «kubeadm init …», которую мы записали на предыдущем этапе:
      kubeadm join $CONTROL_PLANE_ADDRESS:6443 --token $TOKEN 
          --discovery-token-ca-cert-hash $TOKEN_HASH

    • Проверим, что наш кластер инициализирован и начал работу:
      kubectl --kubeconfig=/etc/kubernetes/admin.conf get pods -A
      

    Готово! Вы уже можете размещать на вашем K8s кластере полезную нагрузку.

Что нас ждёт впереди

Надеюсь, что инструкция выше помогла сэкономить вам немного времени и нервов.
Исход процессов, происходящих в индустрии, зачастую зависит от того, как их принимает основная масса конечных пользователей и разработчиков другого ПО в соответствующей нише. Пока не совсем ясно, к какому итогу через несколько лет приведут инициативы OCI, но мы будем с удовольствием за этим следить. Своим мнением вы можете поделиться прямо сейчас в комментариях.

Stay tuned!

Данная статья появилась благодаря следующим источникам:



Источник: habr.com

Добавить комментарий