GKE on Bare Metal-Hybridcluster auf Compute Engine-VMs erstellen

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Auf dieser Seite wird beschrieben, wie Sie einen GKE on Bare Metal-Hybridcluster im Hochverfügbarkeitsmodus mithilfe von virtuellen Maschinen (VMs) einrichten, die in Compute Engine ausgeführt werden.

Wichtig: Dieses Deployment dient nur zu Bewertungszwecken. Führen Sie GKE on Bare Metal nicht auf Compute Engine-VMs in der Produktion aus. Führen Sie für die Produktion die Schritte in unserer Kurzanleitung aus, um GKE on Bare Metal auf Ihrer Hardware zu installieren.

Sie können GKE on Bare Metal schnell testen, ohne dafür Hardware vorbereiten zu müssen. Wenn Sie die Schritte auf dieser Seite ausführen, erhalten Sie eine funktionierende GKE on Bare Metal-Testumgebung, die in Compute Engine ausgeführt wird.

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um GKE on Bare Metal auf Compute Engine-VMs auszuprobieren:

1. Sechs VMs in Compute Engine erstellen
2. Erstellen Sie ein vxlan-Netzwerk zwischen allen VMs mit L2-Verbindung.
3. Voraussetzungen für GKE on Bare Metal installieren

4. GKE on Bare Metal-Hybridcluster bereitstellen

5. Cluster überprüfen

Hinweise

1. Sign in to your Google Cloud account. If you're new to Google Cloud, create an account to evaluate how our products perform in real-world scenarios. New customers also get $300 in free credits to run, test, and deploy workloads.

2. In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

   Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

   Go to project selector

3. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

4. In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

   Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

   Go to project selector

5. Make sure that billing is enabled for your Google Cloud project.

6. Notieren Sie sich die Projekt-ID. Sie benötigen sie zum Festlegen einer Umgebungsvariable, die in den Skripts und Befehlen auf dieser Seite verwendet wird. Wenn Sie ein vorhandenes Projekt ausgewählt haben, müssen Sie entweder Projektinhaber oder -bearbeiter sein.
7. Auf Ihrer Linux-Workstation muss die neueste Google Cloud CLI installiert sein, das Befehlszeilentool für die Interaktion mit Google Cloud. Wenn Sie die gcloud CLI bereits installiert haben, aktualisieren Sie ihre Komponenten mit dem folgenden Befehl:

   gcloud components update

   Je nachdem, wie die gcloud CLI installiert wurde, wird möglicherweise die folgende Meldung angezeigt: „Sie können diese Aktion nicht ausführen, da der Komponentenmanager der Google Cloud CLI für diese Installation deaktiviert ist. Mit dem folgenden Befehl können Sie bei dieser Installation dasselbe Ergebnis erzielen:“. Folgen Sie der Anleitung zum Kopieren und Einfügen des Befehls zum Aktualisieren der Komponenten.

Die Schritte in dieser Anleitung stammen aus dem Installationsskript im Repository anthos-samples. Im Abschnitt mit häufig gestellten Fragen finden Sie weitere Informationen dazu, wie Sie dieses Skript für einige beliebte Varianten anpassen können.

Sechs VMs in Compute Engine erstellen

Führen Sie diese Schritte aus, um die folgenden VMs zu erstellen:

• Eine VM für die Administratorworkstation. Eine Administratorworkstation hostet Befehlszeilentools und Konfigurationsdateien zum Bereitstellen von Clustern während der Installation sowie Befehlszeilentools für die Interaktion mit bereitgestellten Clustern nach der Installation. Die Administratorworkstation hat über SSH Zugriff auf alle anderen Knoten im Cluster.
• Drei VMs für die drei Knoten der Steuerungsebene, die zum Ausführen der GKE on Bare Metal-Steuerungsebene erforderlich sind.
• Zwei VMs für die beiden Worker-Knoten, die zum Ausführen von Arbeitslasten im GKE on Bare Metal-Cluster erforderlich sind.

1. Umgebungsvariablen einrichten:

   export PROJECT_ID=PROJECT_ID
   export ZONE=ZONE
   export CLUSTER_NAME=CLUSTER_NAME
   export BMCTL_VERSION=1.16.8
   

   Für ZONE können Sie us-central1-a oder eine der anderen Compute Engine-Zonen verwenden .

2. Führen Sie die folgenden Befehle aus, um sich bei Ihrem Google-Konto anzumelden und Ihr Projekt als Standard festzulegen:

   gcloud auth login
   gcloud config set project $PROJECT_ID
   gcloud config set compute/zone $ZONE
   

3. Erstellen Sie das Dienstkonto baremetal-gcr:

   gcloud iam service-accounts create baremetal-gcr
   
   gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
       --iam-account=baremetal-gcr@"${PROJECT_ID}".iam.gserviceaccount.com

4. Aktivieren Sie Google Cloud APIs und -Dienste:

   gcloud services enable \
       anthos.googleapis.com \
       anthosaudit.googleapis.com \
       anthosgke.googleapis.com \
       cloudresourcemanager.googleapis.com \
       connectgateway.googleapis.com \
       container.googleapis.com \
       gkeconnect.googleapis.com \
       gkehub.googleapis.com \
       serviceusage.googleapis.com \
       stackdriver.googleapis.com \
       monitoring.googleapis.com \
       logging.googleapis.com \
       opsconfigmonitoring.googleapis.com

5. Weisen Sie dem Dienstkonto baremetal-gcr zusätzliche Berechtigungen zu, damit Sie nicht mehrere Dienstkonten für verschiedene APIs und Dienste benötigen:

   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/gkehub.connect" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/gkehub.admin" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/logging.logWriter" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/monitoring.metricWriter" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/monitoring.dashboardEditor" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/stackdriver.resourceMetadata.writer" \
     --no-user-output-enabled
   
   gcloud projects add-iam-policy-binding "$PROJECT_ID" \
     --member="serviceAccount:baremetal-gcr@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
     --role="roles/opsconfigmonitoring.resourceMetadata.writer" \
     --no-user-output-enabled

6. Erstellen Sie die Variablen und Arrays, die für alle Befehle auf dieser Seite benötigt werden:

   MACHINE_TYPE=n1-standard-8
   VM_PREFIX=abm
   VM_WS=$VM_PREFIX-ws
   VM_CP1=$VM_PREFIX-cp1
   VM_CP2=$VM_PREFIX-cp2
   VM_CP3=$VM_PREFIX-cp3
   VM_W1=$VM_PREFIX-w1
   VM_W2=$VM_PREFIX-w2
   declare -a VMs=("$VM_WS" "$VM_CP1" "$VM_CP2" "$VM_CP3" "$VM_W1" "$VM_W2")
   declare -a IPs=()

7. Verwenden Sie die folgende Schleife, um sechs VMs zu erstellen:

   Hinweis: Wenn Sie VMs mithilfe der Anthos-VM-Laufzeit bereitstellen möchten, aktivieren Sie zur Leistungsverbesserung die Hardwarevirtualisierung. Fügen Sie dazu --enable-nested-virtualization in den folgenden gcloud-Befehl ein.

   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       gcloud compute instances create "$vm" \
         --image-family=ubuntu-2004-lts --image-project=ubuntu-os-cloud \
         --zone="${ZONE}" \
         --boot-disk-size 200G \
         --boot-disk-type pd-ssd \
         --can-ip-forward \
         --network default \
         --tags http-server,https-server \
         --min-cpu-platform "Intel Haswell" \
         --enable-nested-virtualization \
         --scopes cloud-platform \
         --machine-type "$MACHINE_TYPE" \
         --metadata "cluster_id=${CLUSTER_NAME},bmctl_version=${BMCTL_VERSION}"
       IP=$(gcloud compute instances describe "$vm" --zone "${ZONE}" \
            --format='get(networkInterfaces[0].networkIP)')
       IPs+=("$IP")
   done

   Mit diesem Befehl werden VM-Instanzen mit den folgenden Namen erstellt:

   • abm-ws: Die VM für die Administratorworkstation.
   • abm-cp1, abm-cp2, abm-cp3: Die VMs für die Knoten der Steuerungsebene.
   • abm-w1, abm-w2: Die VMs für die Knoten, auf denen Arbeitslasten ausgeführt werden.

8. Prüfen Sie mit der folgenden Schleife, ob SSH auf allen VMs bereit ist:

   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       while ! gcloud compute ssh root@"$vm" --zone "${ZONE}" --command "printf 'SSH to $vm succeeded\n'"
       do
           printf "Trying to SSH into %s failed. Sleeping for 5 seconds. zzzZZzzZZ" "$vm"
           sleep  5
       done
   done

Erstellen Sie ein vxlan-Netzwerk mit einer L2-Verbindung zwischen VMs

Verwenden Sie die standardmäßige vxlan-Funktion von Linux, um ein Netzwerk zu erstellen, das alle VMs mit L2-Verbindungen verbindet.

Der folgende Befehl enthält zwei Schleifen, die die folgenden Aktionen ausführen:

1. Stellen Sie eine SSH-Verbindung zu jeder VM her.
2. Aktualisieren und installieren Sie die erforderlichen Pakete.

3. Führen Sie die erforderlichen Befehle aus, um das Netzwerk mit vxlan zu konfigurieren.

   i=2 # We start from 10.200.0.2/24
   for vm in "${VMs[@]}"
   do
       gcloud compute ssh root@"$vm" --zone "${ZONE}" << EOF
           apt-get -qq update > /dev/null
           apt-get -qq install -y jq > /dev/null
           set -x
           ip link add vxlan0 type vxlan id 42 dev ens4 dstport 0
           current_ip=\$(ip --json a show dev ens4 | jq '.[0].addr_info[0].local' -r)
           printf "VM IP address is: \$current_ip"
           for ip in ${IPs[@]}; do
               if [ "\$ip" != "\$current_ip" ]; then
                   bridge fdb append to 00:00:00:00:00:00 dst \$ip dev vxlan0
               fi
           done
           ip addr add 10.200.0.$i/24 dev vxlan0
           ip link set up dev vxlan0
   
   EOF
       i=$((i+1))
   done

Sie haben jetzt L2-Verbindungen im Netzwerk 10.200.0.0/24. Die VMs haben die folgenden IP-Adressen:

• Administrator-Workstation-VM: 10.200.0.2
• VMs, auf denen die Knoten der Steuerungsebene ausgeführt werden:
  • 10.200.0.3
  • 10.200.0.4
  • 10.200.0.5
• VMs, auf denen die Worker-Knoten ausgeführt werden:
  • 10.200.0.6
  • 10.200.0.7

Voraussetzungen für GKE on Bare Metal installieren

Sie müssen die folgenden Tools auf der Administratorworkstation installieren, bevor Sie GKE on Bare Metal installieren:

• bmctl
• kubectl
• Docker

So installieren Sie die Tools und bereiten die GKE on Bare Metal-Installation vor:

1. Führen Sie die folgenden Befehle aus, um den Dienstkontoschlüssel auf die Administrator-Workstation herunterzuladen und die erforderlichen Tools zu installieren:

   gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" << EOF
   set -x
   
   export PROJECT_ID=\$(gcloud config get-value project)
   BMCTL_VERSION=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/bmctl_version -H "Metadata-Flavor: Google")
   export BMCTL_VERSION
   
   gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
     --iam-account=baremetal-gcr@\${PROJECT_ID}.iam.gserviceaccount.com
   
   curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
   
   chmod +x kubectl
   mv kubectl /usr/local/sbin/
   mkdir baremetal && cd baremetal
   gsutil cp gs://anthos-baremetal-release/bmctl/$BMCTL_VERSION/linux-amd64/bmctl .
   chmod a+x bmctl
   mv bmctl /usr/local/sbin/
   
   cd ~
   printf "Installing docker"
   curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
   sh get-docker.sh
   EOF

2. Führen Sie die folgenden Befehle aus, damit root@10.200.0.x funktioniert. Die Befehle führen folgende Aufgaben aus:

   1. Generieren Sie einen neuen SSH-Schlüssel auf der Administratorworkstation.
   2. Fügen Sie den öffentlichen Schlüssel zu allen anderen VMs im Deployment hinzu.

   gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" << EOF
   set -x
   ssh-keygen -t rsa -N "" -f /root/.ssh/id_rsa
   sed 's/ssh-rsa/root:ssh-rsa/' ~/.ssh/id_rsa.pub > ssh-metadata
   for vm in ${VMs[@]}
   do
       gcloud compute instances add-metadata \$vm --zone ${ZONE} --metadata-from-file ssh-keys=ssh-metadata
   done
   EOF

GKE on Bare Metal-Hybridcluster bereitstellen

Der folgende Codeblock enthält alle Befehle und Konfigurationen, die zum Ausführen der folgenden Aufgaben erforderlich sind:

1. Erstellen Sie die Konfigurationsdatei für den erforderlichen Hybridcluster.
2. Führen Sie die Preflight-Prüfungen durch.
3. Stellen Sie den Cluster bereit.

gcloud compute ssh root@$VM_WS --zone "${ZONE}" <<EOF
set -x
export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)
CLUSTER_NAME=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/cluster_id -H "Metadata-Flavor: Google")
BMCTL_VERSION=\$(curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/attributes/bmctl_version -H "Metadata-Flavor: Google")
export CLUSTER_NAME
export BMCTL_VERSION
bmctl create config -c \$CLUSTER_NAME
cat > bmctl-workspace/\$CLUSTER_NAME/\$CLUSTER_NAME.yaml << EOB
---
gcrKeyPath: /root/bm-gcr.json
sshPrivateKeyPath: /root/.ssh/id_rsa
gkeConnectAgentServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
gkeConnectRegisterServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
cloudOperationsServiceAccountKeyPath: /root/bm-gcr.json
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: cluster-\$CLUSTER_NAME
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: \$CLUSTER_NAME
  namespace: cluster-\$CLUSTER_NAME
spec:
  type: hybrid
  anthosBareMetalVersion: \$BMCTL_VERSION
  gkeConnect:
    projectID: \$PROJECT_ID
  controlPlane:
    nodePoolSpec:
      clusterName: \$CLUSTER_NAME
      nodes:
      - address: 10.200.0.3
      - address: 10.200.0.4
      - address: 10.200.0.5
  clusterNetwork:
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 172.26.232.0/24
  loadBalancer:
    mode: bundled
    ports:
      controlPlaneLBPort: 443
    vips:
      controlPlaneVIP: 10.200.0.49
      ingressVIP: 10.200.0.50
    addressPools:
    - name: pool1
      addresses:
      - 10.200.0.50-10.200.0.70
  clusterOperations:
    # might need to be this location
    location: us-central1
    projectID: \$PROJECT_ID
  storage:
    lvpNodeMounts:
      path: /mnt/localpv-disk
      storageClassName: node-disk
    lvpShare:
      numPVUnderSharedPath: 5
      path: /mnt/localpv-share
      storageClassName: local-shared
  nodeConfig:
    podDensity:
      maxPodsPerNode: 250
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: node-pool-1
  namespace: cluster-\$CLUSTER_NAME
spec:
  clusterName: \$CLUSTER_NAME
  nodes:
  - address: 10.200.0.6
  - address: 10.200.0.7
EOB

bmctl create cluster -c \$CLUSTER_NAME
EOF

Cluster prüfen

Sie finden die Datei kubeconfig Ihres Clusters auf der Administratorworkstation im Verzeichnis bmctl-workspace des Root-Kontos. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um Ihre Bereitstellung zu prüfen.

1. Stellen Sie eine SSH-Verbindung zur Administrator-Workstation als Root her:

   gcloud compute ssh root@abm-ws --zone ${ZONE}
   

   Sie können alle Meldungen zum Aktualisieren der VM ignorieren und diese Anleitung abschließen. Wenn Sie die VMs als Testumgebung beibehalten möchten, sollten Sie das Betriebssystem aktualisieren oder ein Upgrade auf den nächsten Release durchführen, wie in der Ubuntu-Dokumentation beschrieben.

2. Legen Sie die Umgebungsvariable KUBECONFIG mit dem Pfad zur Konfigurationsdatei des Clusters fest, um kubectl-Befehle im Cluster auszuführen.

   export clusterid=CLUSTER_NAME
   export KUBECONFIG=$HOME/bmctl-workspace/$clusterid/$clusterid-kubeconfig
   kubectl get nodes
   

3. Legen Sie den aktuellen Kontext in einer Umgebungsvariablen fest:

   export CONTEXT="$(kubectl config current-context)"
   

4. Führen Sie dazu den folgenden gcloud-Befehl aus. Dieser Befehl:

   • Gewährt Ihrem Nutzerkonto die Kubernetes-Rolle clusterrole/cluster-admin für den Cluster.
   • Konfiguriert den Cluster so, dass Sie kubectl-Befehle auf Ihrem lokalen Computer ausführen können, ohne eine SSH-Verbindung zur Administratorworkstation herstellen zu müssen.

   Ersetzen Sie GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL durch die E-Mail-Adresse, die mit Ihrem Google Cloud-Konto verknüpft ist. Beispiel: --users=[e-mail].

   gcloud container fleet memberships generate-gateway-rbac  \
       --membership=CLUSTER_NAME \
       --role=clusterrole/cluster-admin \
       --users=GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL \
       --project=PROJECT_ID \
       --kubeconfig=$KUBECONFIG \
       --context=$CONTEXT\
       --apply
   

   Die Ausgabe dieses Befehls sieht in etwa so aus und ist zur besseren Lesbarkeit gekürzt:

   Validating input arguments.
   Specified Cluster Role is: clusterrole/cluster-admin
   Generated RBAC policy is:
   --------------------------------------------
   ...
   
   Applying the generate RBAC policy to cluster with kubeconfig: /root/bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig, context: CLUSTER_NAME-admin@CLUSTER_NAME
   Writing RBAC policy for user: GOOGLE_ACCOUNT_EMAIL to cluster.
   Successfully applied the RBAC policy to cluster.
   

5. Wenn Sie die Untersuchung abgeschlossen haben, geben Sie exit ein, um sich von der Administrator-Workstation abzumelden.

6. Rufen Sie den Eintrag kubeconfig ab, der über das Connect-Gateway auf den Cluster zugreifen kann.

   gcloud container fleet memberships get-credentials CLUSTER_NAME
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   Starting to build Gateway kubeconfig...
   Current project_id: PROJECT_ID
   A new kubeconfig entry "connectgateway_PROJECT_ID_global_CLUSTER_NAME" has been generated and set as the current context.
   

7. Sie können jetzt kubectl-Befehle über das Connect-Gateway ausführen:

   kubectl get nodes
   kubectl get namespaces
   

Über die Google Cloud Console beim Cluster anmelden

Damit Sie Ihre Arbeitslasten in GKE on Bare Metal in der Google Cloud Console beobachten können, müssen Sie sich beim Cluster anmelden. Bevor Sie sich zum ersten Mal in der Console anmelden, müssen Sie eine Authentifizierungsmethode konfigurieren. Die einfachste Authentifizierungsmethode, die sich konfigurieren lässt, ist die Google-Identität. Mit dieser Authentifizierungsmethode können Sie sich mit der E-Mail-Adresse anmelden, die mit Ihrem Google Cloud-Konto verknüpft ist.

Mit dem Befehl gcloud container fleet memberships generate-gateway-rbac, den Sie im vorherigen Abschnitt ausgeführt haben, wird der Cluster so konfiguriert, dass Sie sich mit Ihrer Google-Identität anmelden können.

1. Rufen Sie in der Google Cloud Console die Seite GKE-Cluster auf.

   Zu GKE-Clustern

2. Klicken Sie neben dem registrierten Cluster auf Aktionen und dann auf Anmelden.

3. Mit Google-Identität anmelden auswählen

4. Klicken Sie auf Anmelden.

Bereinigen

1. Stellen Sie eine Verbindung zur Administratorworkstation her, um die Cluster-VMs auf ihren Status vor der Installation zurückzusetzen und die Registrierung des Clusters in Ihrem Google Cloud-Projekt aufzuheben:

   gcloud compute ssh root@abm-ws --zone ${ZONE} << EOF
   set -x
   export clusterid=CLUSTER_NAME
   bmctl reset -c \$clusterid
   EOF
   

2. Listen Sie alle VMs auf, deren Name abm enthält:

   gcloud compute instances list | grep 'abm'
   

3. Bestätigen Sie, dass Sie mit dem Löschen aller VMs fortfahren möchten, die abm im Namen enthalten.

   Nach der Bestätigung können Sie abm-VMs mit dem folgenden Befehl löschen:

   gcloud compute instances list --format="value(name)" | grep 'abm'  | xargs gcloud \
       --quiet compute instances delete