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Implantar um cluster do GKE em Bare Metal no OpenStack

Neste guia, apresentamos uma implantação de amostra do GKE em Bare Metal em máquinas virtuais (VMs) do OpenStack com sistemas operacionais compatíveis. A implantação usa um script para simplificar a instalação de um cluster híbrido nas VMs do OpenStack. O guia também mostra uma maneira de ativar o balanceamento de carga como serviço (LBaaS, na sigla em inglês). É possível usar o OpenStack LBaaS e o provedor de nuvem do Kubernetes OpenStack no GKE em Bare Metal para expor os serviços do Kubernetes fora do cluster do OpenStack.

O GKE em Bare Metal não provisiona as VMs do OpenStack automaticamente e o provisionamento das VMs está fora do escopo deste guia. Para saber mais sobre os requisitos de VM e analisar um exemplo de implantação, consulte o exemplo do Terraform para criar VMs do OpenStack.

O guia consiste nas seguintes seções:

Implante o GKE em Bare Metal
Configure o OpenStack Cloud Provider para Kubernetes no GKE em Bare Metal para fazer a integração com os balanceadores de carga Octavia.
Validar a integração do Cloud Stack Provider para o Kubernetes

Este guia usa o OpenStack Ussuri, mas o GKE em Bare Metal não tem um requisito para versões específicas do OpenStack. O guia usa VMs do OpenStack para fornecer o GKE em Bare Metal de dois nós em um ambiente à prova de conceito bare metal em execução no OpenStack. Para informações sobre como criar um ambiente de produção com um plano de controle de alta disponibilidade, consulte a documentação do GKE em Bare Metal para atender aos requisitos do ambiente de produção.

Exemplo de implantação

Neste guia, apresentamos um exemplo de implantação do GKE em Bare Metal no OpenStack que se integra ao OpenStack LBaaS. É preciso entender e ajustar os comandos e valores de configuração adequados ao seu ambiente do OpenStack. O diagrama a seguir mostra a implantação resultante:

GKE em Bare Metal instalado no OpenStack.

Pré-requisitos

OpenStack Ussuri com LBaaS v2 implantado e funcional
Conta de serviço para fazer o download da ferramenta bmctl
Configure as VMs e a rede do OpenStack, conforme mostrado no exemplo de implantação. Para provisionar uma configuração semelhante no ambiente do OpenStack, você tem as seguintes opções:
1. Use este script do Terraform (em inglês) para provisionar os recursos automaticamente.
2. Provisionar os recursos manualmente
As VMs do OpenStack a seguir precisam estar prontas e disponíveis por SSH:

Nome	Endereço IP	Finalidade
abm-ws	10.200.0.10 *(IP privado)* flutuante_ip *(IP público)*	Funciona como a estação de trabalho do administrador: ela é usada para implantar o GKE em Bare Metal nas outras máquinas.
abm-cp1	10.200.0.11	Plano de controle do cluster do GKE: esse host executa o plano de controle e o balanceador de carga do Kubernetes.
abm-w1	10.200.0.12	Nó de trabalho do cluster do GKE: esse host executa as cargas de trabalho do Kubernetes.

Implante o GKE em Bare Metal

Nesta seção, mostramos como concluir as seguintes tarefas:

Instale as ferramentas necessárias na VM da estação de trabalho de administrador abm-ws.
Configurar o ID do projeto e a conta de serviço necessários para concluir a implantação com segurança
Crie um arquivo de configuração de cluster
Crie um cluster

Instale as ferramentas necessárias

Busque o endereço IP flutuante público da VM abm-ws:

export OPENSTACK_IPS=$(openstack floating ip list --tags=abm_ws_floatingip -f json)
export FLOATING_IP=$(jq -c '.[]."Floating IP Address"' <<< $OPENSTACK_IPS | tr -d '"')

Verifique se é possível usar o SSH para se conectar com segurança à VM abm-ws e fazer login como usuário root. O usuário root configurado pelos scripts do Terraform é abm.
```
ssh ubuntu@$FLOATING_IP
sudo -u abm -i
```
Observação: se você tiver a autenticação de chave pública configurada para sua VM, use as sinalizações "-o IdentitiesOnly=yes -i <PATH_TO_KEY>" com o comando SSH.

Verifique se é possível usar o SSH para se conectar aos outros nós:

ssh abm@10.200.0.11 'echo SSH to $HOSTNAME succeeded'
ssh abm@10.200.0.12 'echo SSH to $HOSTNAME succeeded'

As respostas esperadas para os comandos anteriores são:

SSH to abm-cp1 succeeded
SSH to abm-w1 succeeded

Faça o download do utilitário de linha de comando kubectl na VM abm-ws.

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
sudo mv kubectl /usr/local/sbin/

Instale o Docker na VM abm-ws:

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sh get-docker.sh
sudo usermod -aG docker abm
newgrp docker

Configurar o projeto e a conta de serviço do Google Cloud

Consiga as credenciais de acesso da Google Cloud CLI para sua conta de usuário.

Essas credenciais são usadas com os comandos gcloud subsequentes.
```
gcloud auth login
```
Verifique se a Google Cloud CLI está configurada para usar o projeto do Google Cloud em que você quer que o GKE em Bare Metal seja registrado.
```
gcloud config set project PROJECT_ID
```
Defina o Application Default Credentials (ADC) da sua conta de usuário na estação de trabalho do administrador. Ela será usada quando a ferramenta bmctl for utilizada para a criação de clusters.
```
gcloud auth application-default login
```

Crie a conta de serviço bm-gcr. Use essa conta de serviço para autenticar pelo cluster do GKE em Bare Metal.

gcloud iam service-accounts create bm-gcr
gcloud iam service-accounts keys create bm-gcr.json \
    --iam-account=bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com

Ative as APIs necessárias:

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 \
    gkeonprem.googleapis.com \
    iam.googleapis.com \
    logging.googleapis.com \
    monitoring.googleapis.com \
    opsconfigmonitoring.googleapis.com \
    serviceusage.googleapis.com \
    stackdriver.googleapis.com \
    storage.googleapis.com

Conceda permissões à conta de serviço bm-gcr. Adicionar as permissões significa que você não precisa criar várias contas de serviço para serviços individuais.

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/gkehub.connect"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/gkehub.admin"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/logging.logWriter"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/monitoring.metricWriter"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/monitoring.dashboardEditor"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/stackdriver.resourceMetadata.writer"

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:bm-gcr@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role="roles/opsconfigmonitoring.resourceMetadata.writer"

Criar um arquivo de configuração de cluster

Faça o download do utilitário de linha de comando bmctl.

mkdir baremetal && cd baremetal
gsutil cp gs://anthos-baremetal-release/bmctl/1.28.400-gke.77/linux-amd64/bmctl .
chmod a+x bmctl
sudo mv bmctl /usr/local/sbin/

Crie um espaço de trabalho do GKE em Bare Metal para o cluster.
```
bmctl create config -c CLUSTER_NAME
```

Crie o arquivo de configuração do cluster do GKE em Bare Metal.

cat > bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME.yaml << EOB
---
gcrKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
sshPrivateKeyPath: /home/abm/.ssh/id_rsa
gkeConnectAgentServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
gkeConnectRegisterServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
cloudOperationsServiceAccountKeyPath: /home/abm/bm-gcr.json
---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: openstack-cluster-ns
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: CLUSTER_NAME
  namespace: openstack-cluster-ns
  annotations:
    baremetal.cluster.gke.io/external-cloud-provider: "true"
spec:
  type: hybrid
  anthosBareMetalVersion: 1.28.400-gke.77
  gkeConnect:
    projectID: PROJECT_ID
  controlPlane:
    nodePoolSpec:
      clusterName: CLUSTER_NAME
      nodes:
      - address: 10.200.0.11
  clusterNetwork:
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 10.96.0.0/20
  loadBalancer:
    mode: manual
    ports:
      controlPlaneLBPort: 443
    vips:
      controlPlaneVIP: 10.200.0.101
      ingressVIP: 10.200.0.102
  clusterOperations:
    location: us-central1
    projectID: PROJECT_ID
  storage:
    lvpNodeMounts:
      path: /mnt/localpv-disk
      storageClassName: node-disk
    lvpShare:
      numPVUnderSharedPath: 5
      path: /mnt/localpv-share
      storageClassName: standard
  nodeAccess:
    loginUser: abm

---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: node-pool-1
  namespace: openstack-cluster-ns
spec:
  clusterName: CLUSTER_NAME
  nodes:
  - address: 10.200.0.12
EOB

Crie o cluster

Crie o cluster:
```
bmctl create cluster -c CLUSTER_NAME
```

A execução do comando bmctl começa a configurar um novo cluster híbrido. Isso inclui fazer verificações de simulação nos nós, criando os clusters de administrador e de usuário e também registrando o cluster no Google Cloud usando o Connect. A configuração toda pode levar até 15 minutos. A saída a seguir será exibida durante a criação do cluster.

Please check the logs at bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/log/create-cluster-20210926-020741/create-cluster.log
[2021-09-26 02:07:59+0000] Creating bootstrap cluster... ⠦ kind get kubeconfig --name bmctl > ~/.kube/config && k get pods --all-namespaces
[2021-09-26 02:07:59+0000] Creating bootstrap cluster... OK
[2021-09-26 02:10:48+0000] Installing dependency components... OK
[2021-09-26 02:13:42+0000] Waiting for preflight check job to finish... OK
[2021-09-26 02:15:22+0000] - Validation Category: machines and network
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] node-network
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.11
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.11-gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.12
[2021-09-26 02:15:22+0000]  - [PASSED] 10.200.0.12-gcp
[2021-09-26 02:15:22+0000] Flushing logs... OK
[2021-09-26 02:15:23+0000] Applying resources for new cluster
[2021-09-26 02:15:24+0000] Waiting for cluster to become ready OK
[2021-09-26 02:25:04+0000] Writing kubeconfig file
[2021-09-26 02:25:04+0000] kubeconfig of created cluster is at bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig, please run
[2021-09-26 02:25:04+0000] kubectl --kubeconfig bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig get nodes
[2021-09-26 02:25:04+0000] to get cluster node status.
[2021-09-26 02:25:04+0000] Please restrict access to this file as it contains authentication credentials of your cluster.
[2021-09-26 02:25:04+0000] Waiting for node pools to become ready OK
[2021-09-26 02:25:24+0000] Moving admin cluster resources to the created admin cluster
[2021-09-26 02:25:53+0000] Flushing logs... OK
[2021-09-26 02:25:53+0000] Deleting bootstrap cluster...

Verifique e interaja com o cluster

É possível encontrar o arquivo kubeconfig do cluster na VM abm-ws dentro do diretório bmctl-workspace. Para verificar a implantação, siga estas etapas:

Defina a variável de ambiente KUBECONFIG com o caminho para o arquivo de configuração do cluster para executar comandos kubectl no cluster:

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

Você verá os nós do cluster impressos, semelhantes à seguinte saída:

NAME      STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
abm-cp1   Ready    control-plane,master   5m24s   v1.20.5-gke.1301
abm-w1    Ready    <none>                 2m17s   v1.20.5-gke.1301

Fazer login no cluster pelo console do Google Cloud

Para observar suas cargas de trabalho no console do Google Cloud, você precisa fazer login no cluster. Para instruções e mais informações sobre como fazer login no cluster, consulte Trabalhar com clusters no console do Google Cloud.

Limpar

É possível limpar o cluster emitindo o seguinte comando na VM da estação de trabalho do administrador (abm-ws):

export KUBECONFIG=$HOME/bmctl-workspace/CLUSTER_NAME/CLUSTER_NAME-kubeconfig
bmctl reset --cluster CLUSTER_NAME

A seguir

Para instalar o provedor de nuvem do OpenStack no cluster recém-criado do GKE em Bare Metal, siga o guia Configurar o provedor de nuvem do OpenStack para Kubernetes.