是否一直想创建自己的云？现在你可以了！只需要一些廉价的开源硬件和开源软件。大约 200 美元，我就能够使用 Fabric8 设置四个配备 Kubernetes 云操作系统的 Raspberry Pi 2。
Fabric8 是一个开箱即用的开源 DevOps 和集成平台，可在任何 Kubernetes 或 OpenShift 环境中运行，并提供持续交付、管理、ChatOps 和 Chaos Monkey。简而言之，它是开发和管理微服务的最佳框架。（完全公开：我在 Red Hat Fabric8 项目工作。）
软件架构与其运行的硬件之间从未有过如此完美的匹配。Pi 完全静音（无风扇），并具有相当强大的四核 CPU，而微服务架构使每个进程相对较小，因此可以在每个节点的 1GB RAM 内存约束下运行。如果需要更多计算能力，只需添加更多 Pi 即可。最后，玩硬件就是纯粹的乐趣，而不是登录到 Amazon 的远程虚拟机。
1. 所需硬件
为了构建这个四 Pi 设置，我使用了
- 4 个 Raspberry Pi 2
- 4 张 16GB MicroSD 卡（Class 10）
- 1 个 60W 带 USB 插座的电源
- 4 根短 USB 转 Micro USB 电缆（用于为 Pi 供电）
- 4 根短 Cat 5 网线
- 1 根较长的 Cat 5 网线，用于连接到您的网络
- 1 个网络集线器（我的是一个旧的五端口，10/100MBps 的，我把它翻出来了）
- 乐高积木（相信我，自己搭建感觉很棒！）
获得 Class 10 MicroSD 卡非常重要，因为这是极大影响系统速度的组件。四个 Pi 很容易使用较小的 20W 电源，但我计划稍后添加更多，所以我买了一个更大的。Pi 上的网口是 100MBps，所以你可以使用你的旧集线器。
2. 刷写 MicroSD 卡
现在我们需要将操作系统安装到 MicroSD 卡上。我正在使用 Hypriot 镜像。我测试了很多其他镜像，包括 Pidora、Redsleeve/CentOS 和 Arch Linux，但最终认为 Hypriot 是目前最适合我的（主要是因为原生 Docker 支持和镜像体积小）。您可以在此处下载最新的 Hypriot 镜像。
- 将存储卡插入读卡器。不要挂载它。如果它自动挂载，请卸载该卡。然后将镜像写入卡中。在我的 OS X 机器上，执行此操作的命令是
sudo dd bs=1m if=hypriot-rpi-20151103-224349.img of=/dev/diskn
将“n”替换为使用磁盘实用程序找到的磁盘编号：在 Mac OS X 10.8.x Mountain Lion 上，“验证磁盘”（在卸载之前）会将 BSD 名称显示为“/dev/disk2s1”或类似名称。请仔细检查，否则您可能会格式化您不打算格式化的磁盘！ - 请等待。这可能需要 10 分钟左右。
- 对所有四张 MicroSD 卡执行此操作。您可以在等待时处理您的乐高外壳。
3. 启动电源并添加 DNS
您现在可以启动第一个 Pi。默认情况下，使用 root/hypriot 登录。您需要为每个 Pi 设置 DNS。如果您不想连接显示器和键盘来找出其 IP 和 MAC 地址，则可以使用 nmap。如果您有 DNS 服务，请在那里配置它。否则，在 /etc/hosts 中命名 Pi。我将我的 Pi 命名为 rpi-master、rpi-node-1、rpi-node-2 和 rpi-node-3。快速重启每个 Pi 后，您将在 cmd 提示符中看到这些名称。请注意，如果您跳过 DNS 步骤，您的 Kubernetes 集群将无法工作。我在所有机器上的 /etc/hosts 文件中添加了以下内容
192.168.1.9 rpi-master 192.168.1.21 rpi-node-1 192.168.1.18 rpi-node-2 192.168.1.23 rpi-node-3
4. 添加交换空间（可选）
我为我的 rpi-master 添加了 1GB 的交换空间，因为它运行更多 Kubernetes 组件。有些人似乎担心频繁写入 MicroSD 卡会导致其快速失效。因此，我决定设置 swappiness，使其仅在万不得已时才使用交换空间。
dd if=/dev/zero of=/swap/swapfile bs=1M count=1024 mkswap /swap/swapfile swapon /swap/swapfile
现在您可以使用 top 检查您是否拥有 1GB 的交换空间。
| KiB 内存 | 947468 总计， | 913096 已用， | 34372 可用， | 69884 缓冲区 |
| KiB 交换空间 | 1048572 总计， | 484 已用， | 1048088 可用， | 667248 缓存 |
为了使交换空间在重启之间永久生效，请添加
/swap/swapfile none swap sw 0 0
到您的 /etc/fstab 文件。最后，在 /etc/sysctl.conf 中，我将 swappiness 设置为 1
vm.swappiness = 1
“1”表示仅当 RAM 使用量超过 99% 时才会使用交换空间。
5. 安装 Kubernetes
这些说明用于安装来自 Google 的纯 vanilla Kubernetes。由于某些 64 位依赖项，我在编译 OpenShift 3 时遇到了一些问题，稍后我会再回到这个问题。我希望同时支持两者。我使用的所有代码都已签入 https://github.com/Project31。如果您想编译自己的 Kubernetes 二进制文件，请查看我关于此的博客文章。
5.1. 安装 Kubernetes master
Kubernetes master 运行 Kubernetes REST API、调度器、kubernetes-proxy 和复制控制器。它还使用 etcd 作为键值存储，该存储在其他 Kubernetes master 之间复制。有关更多详细信息，请参阅 Kubernetes 文档。
Kubernetes master 组件。
要将这些组件安装到 master 上，请登录到 master 节点并运行
git clone git@github.com:Project31/kubernetes-installer-rpi.git cd kubernetes-install-rpi ./build-master.sh
使用 docker ps 验证正在运行的 Docker 容器
| 容器 ID | 镜像 | 命令 | 创建时间 | 状态 | 名称 |
| d598e486daf5 | hyperkube | "/hyperkube proxy --m" | ... | ... | k8s_kube-proxy... |
| 026c19a67f86 | hyperkube | "/hyperkube scheduler" | ... | ... | k8s_kube-scheduler... |
| 8f615b87cfda | hyperkube | "/hyperkube controlle" | ... | ... | k8s_kube-controller-manager.... |
| a737d9927c03 | hyperkube | "/hyperkube apiserver" | ... | ... | k8s_kube-apiserver.... |
| 0207a21ce18d | etcd | "etcd --data-dir=/var" | ... | ... | k8s_etcd... |
| a4174bf7cb98 | .../pause:0.8.0 | "/pause" | ... | ... | k8s_POD... |
现在设置导出 KUBERNETES_MASTER=http://rpi-master:8080，以便您的 kubectl 可以连接到 master 上的 Kubernetes REST API。现在让我们使用 kubectl get pods 查看正在运行的 pod
| 名称 | 就绪 | 状态 | 重启次数 | 存在时间 |
| kube-controller-rpi-master | 5/5 | 正在运行 | 0 | 10 秒 |
我们可以看到 kube-controller-rpi-master pod 包含五个 Docker 容器，其中包含上面提到的 Kubernetes 服务。
5.2. 安装 Kubernetes 节点
Kubernetes 节点仅运行 Kubernetes 代理和 pod。
Kubernetes 客户端组件。
要在一个节点上安装这些组件，请登录到该节点并运行
git clone git@github.com:Project31/kubernetes-installer-rpi.git cd kubernetes-install-rpi
现在编辑 kube-procy.yaml 并将 --master=http://rpi-master:8080 设置为您的 Kubernetes master。然后编辑 kubelet.service 文件，并在那里也设置您的 master 的 Kubernetes REST 端点（在我的例子中是 http://192.168.1.9:8080）。
现在您可以运行安装
./build-worker.sh
并使用 docker ps 验证我们的代理是否已启动
| 容器 ID | 镜像 | 命令 | 创建时间 | 状态 | 名称 |
| cf4a9a2d7f35 | hyperkube | "/hyperkube proxy --m" | 40 秒前 | 运行 37 秒 | k8s_kube-proxy... |
| d9f8f937df4d | gcr.io/go... | "/pause" | 43 秒前 | 运行 40 秒 | k8s_POD.e4cc.. |
代理正在运行！设置导出 KUBERNETES_MASTER=http://rpi-master:8080，以便您的 kubectl 可以连接到 master 上的 Kubernetes REST API。现在验证所有节点是否都已注册
kubectl get nodes
| 名称 | 标签 | 状态 |
| rpi-master | kubernetes.io/hostname=rpi-master | 就绪 |
| rpi-node-1 | kubernetes.io/hostname=rpi-node-1 | 就绪 |
| rpi-node-2 | kubernetes.io/hostname=rpi-node-2 | 就绪 |
| rpi-node-3 | kubernetes.io/hostname=rpi-node-3 | 就绪 |
耶，成功了！
6. 为远程连接打开 Docker
我们需要修复 master 上的 Docker 配置，以便它接受远程连接，并且我们可以向其部署一些内容。打开 /etc/default/docker 文件进行编辑并设置 DOCKER_OPTS
DOCKER_OPTS="-H tcp://192.168.1.9:2375 -H unix:///var/run/docker.sock --storage-driver=overlay -D"
指定机器的 IP 地址，或者您可以使用“0.0.0.0”绑定到所有接口。现在我们可以远程将 Docker 镜像推送到 master。
7. 部署一个简单的服务
让我们部署一个简单的服务并扩展到两个 pod，以确保一切正常运行
kubectl -s http://localhost:8080 run httpd --image=hypriot/rpi-busybox-httpd --port=80 kubectl scale --replicas=2 rc httpd kubectl get pods -o wide
我们看到，即使我们在 master 上执行了命令，它也在 node-2 和 node-3 上启动了一个 pod
| 名称 | 就绪 | 状态 | 重启次数 | 存在时间 | 节点 |
| httpd-4v1qw | 1/1 | 正在运行 | 0 | 9 分钟 | rpi-node-2 |
| httpd-qxcxu | 0/1 | 待定 | 0 | 16 秒 | rpi-node-3 |
| kube-controller-rpi-master | 5/5 | 正在运行 | 0 | 1 天 | rpi-master |
| kube-system-rpi-node-1 | 1/1 | 正在运行 | 0 | 33 分钟 | rpi-node-1 |
| kube-system-rpi-node-2 | 1/1 | 正在运行 | 0 | 43 分钟 | rpi-node-2 |
| kube-system-rpi-node-3 | 1/1 | 正在运行 | 0 | 53 分钟 | rpi-node-3 |
8. 结论
首先，它有效！Kubernetes master 可能没有太多内存来运行服务，但另一方面，节点几乎有整个 1GB 可用于 Docker 容器。如果您需要更多计算能力，您可以简单地添加节点。这个硬件平台的极低价格，结合 Kubernetes 云操作系统和 Fabric8 DevOps 和 iPaaS 功能，使其成为真正的颠覆性技术。它真的是一个仅需 200 美元的盒装云。
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