kind(Kubernetes in Docker)란?

Container Orchestration/Kubernetes

kind(Kubernetes in Docker)란?

Somaz 2024. 1. 13. 00:29

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Overview

kind(Kubernetes in Docker)에 대해서 알아보자.

출처 : https://github.com/kubernetes-sigs/kind?ref=blog.joe-brothers.com

kind(Kubernetes in Docker)란?

kind는 Docker 컨테이너 노드를 사용하여 로컬 Kubernetes 클러스터를 실행하기 위한 도구이다.

kind는 주로 Kubernetes 자체를 테스트하기 위해 설계되었지만 로컬 개발이나 CI에 사용될 수도 있다.

go가 1.16+ 버전 이상을 사용하고 docker또는 podman이 설치되어있다면 아래의 명령어로 간단하게 설치할 수 있다.

go install sigs.k8s.io/kind@v0.20.0 && kind create cluster

Linux VM(GCE) 환경에서 kind 설치

terraform을 사용해서 VM 생성

##### test-vm.tf

## test_server ##
resource "google_compute_address" "test_server_ip" {
  name = var.test_server_ip
}

resource "google_compute_instance" "test_server" {
  name                      = var.test_server
  machine_type              = "n2-standard-4"
  labels                    = local.default_labels
  zone                      = "${var.region}-a"
  allow_stopping_for_update = true

  tags = [var.nfs_client]

  boot_disk {
    initialize_params {
      image = "ubuntu-os-cloud/ubuntu-2004-lts"
      size  = 50
    }
  }

  metadata = {
    ssh-keys = "somaz:${file("~/.ssh/id_rsa_somaz94.pub")}"
  }

  network_interface {
    network    = var.shared_vpc
    subnetwork = "${var.subnet_share}-mgmt-a"

    access_config {
      ## Include this section to give the VM an external ip ##
      nat_ip = google_compute_address.test_server_ip.address
    }
  }

  depends_on = [google_compute_address.test_server_ip]

}

# test
variable "test_server" {}
variable "test_server_ip" {}

##### somaz.tfvars
test_server     = "test-server"
test_server_ip  = "test-server-ip"

kind 바이너리 설치

리눅스 기준으로 설치하였다. MacOS, Window는 여기를 참고하길 바란다.

# For AMD64 / x86_64
[ $(uname -m) = x86_64 ] && curl -Lo ./kind <https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-amd64>
# For ARM64
[ $(uname -m) = aarch64 ] && curl -Lo ./kind <https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-arm64>
chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/kind

Docker 설치

리눅스 기준으로 설치하였다. MacOS, Window는 desktop / Engine를 참고하길 바란다.

# Add Docker's official GPG key:
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL <https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg> | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# Add the repository to Apt sources:
echo \\
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] <https://download.docker.com/linux/ubuntu> \\
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \\
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update

sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

Go 설치

리눅스 기준으로 설치하였다. MacOS, Window는 여기를 참고하길 바란다.

# 다운로드
wget https://go.dev/dl/go1.21.5.linux-amd64.tar.gz

# 압축풀기
sudo tar -C /usr/local -xzf go1.21.5.linux-amd64.tar.gz

# 환경 변수 설정
echo '# Go environment setup' >> ~/.bashrc
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin' >> ~/.bashrc

# 환경 변수 적용
source ~/.bashrc

# go 환경 변수 등록
echo '#!/bin/bash' | sudo tee /etc/profile.d/go.sh
echo 'export GOROOT=/usr/local/go' | sudo tee -a /etc/profile.d/go.sh
echo 'export GOPATH=$HOME/go' | sudo tee -a /etc/profile.d/go.sh
echo 'export PATH=$PATH:$GOROOT/bin:$GOPATH/bin' | sudo tee -a /etc/profile.d/go.sh

# go 환경 변수 적용
source /etc/profile.d/go.sh

# go 설치 확인
go version

kubectl 설치

리눅스 기준으로 설치하였다. MacOS, Window는 여기를 참고하길 바란다.

curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl
kubectl version --client

Client Version: v1.29.0
Kustomize Version: v5.0.4-0.20230601165947-6ce0bf390ce3

설치 후 kubectl 자동완성과 alias 적용

echo '# kubectl completion and alias' >> ~/.bashrc
echo 'source <(kubectl completion bash)' >> ~/.bashrc
echo 'alias k=kubectl' >> ~/.bashrc
echo 'complete -F __start_kubectl k' >> ~/.bashrc

# bashrc 적용
source ~/.bashrc

kind 설치

go install sigs.k8s.io/kind@v0.20.0

go: downloading sigs.k8s.io/kind v0.20.0
go: downloading github.com/spf13/pflag v1.0.5
go: downloading github.com/spf13/cobra v1.4.0
go: downloading github.com/pkg/errors v0.9.1
go: downloading github.com/alessio/shellescape v1.4.1
go: downloading github.com/mattn/go-isatty v0.0.14
go: downloading golang.org/x/sys v0.0.0-20210630005230-0f9fa26af87c
go: downloading github.com/pelletier/go-toml v1.9.4
go: downloading github.com/BurntSushi/toml v1.0.0
go: downloading github.com/evanphx/json-patch/v5 v5.6.0
go: downloading gopkg.in/yaml.v3 v3.0.1
go: downloading sigs.k8s.io/yaml v1.3.0
go: downloading github.com/google/safetext v0.0.0-20220905092116-b49f7bc46da2
go: downloading gopkg.in/yaml.v2 v2.4.0

쿠버네티스 클러스터 실습

생성 및 삭제

# 생성
kind create cluster --name somaz-kubernetes

# 삭제
kind delete cluster --name somaz-kubernetes

# 권한 에러 발생시 sudo 안쓰고 해결
kind create cluster --name somaz-kubernetes
ERROR: failed to create cluster: failed to list nodes: command "docker ps -a --filter label=io.x-k8s.kind.cluster=somaz-kubernetes --format '{{.Names}}'" failed with error: exit status 1
Command Output: permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket at unix:///var/run/docker.sock: Get "http://%2Fvar%2Frun%2Fdocker.sock/v1.24/containers/json?all=1&filters=%7B%22label%22%3A%7B%22io.x-k8s.kind.cluster%3Dsomaz-kubernetes%22%3Atrue%7D%7D": dial unix /var/run/docker.sock: connect: permission denied

sudo su -

root@test-server:~# cat /etc/group |grep docker
docker:x:998:

root@test-server:~# gpasswd -a somaz docker
Adding user somaz to group docker

root@test-server:~# cat /etc/group |grep docker
docker:x:998:somaz

exit

# User 재로그인 후 설치 진행
kind create cluster --name somaz-kubernetes

Creating cluster "somaz-kubernetes" ...
 ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.27.3) 🖼
 ✓ Preparing nodes 📦
 ✓ Writing configuration 📜
 ✓ Starting control-plane 🕹️
 ✓ Installing CNI 🔌
 ✓ Installing StorageClass 💾
Set kubectl context to "kind-somaz-kubernetes"
You can now use your cluster with:

kubectl cluster-info --context kind-somaz-kubernetes

Thanks for using kind! 😊

# 클러스터 확인
kubectl cluster-info --context kind-somaz-kubernetes
Kubernetes control plane is running at 
CoreDNS is running at 

To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

k get nodes
NAME                             STATUS   ROLES           AGE     VERSION
somaz-kubernetes-control-plane   Ready    control-plane   4m14s   v1.27.3

# 삭제
kind delete cluster --name somaz-kubernetes
Deleting cluster "somaz-kubernetes" ...
Deleted nodes: ["somaz-kubernetes-control-plane"]

Control Node : 1 / Worker Node : 2 클러스터를 생성한다.

cat <<EOF > cluster-3nodes.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
- role: worker
- role: worker
EOF

kind create cluster --name somaz-3nodes-kubernetes --config ./cluster-3nodes.yaml

Creating cluster "somaz-3nodes-kubernetes" ...
 ✓ Ensuring node image (kindest/node:v1.27.3) 🖼
 ✓ Preparing nodes 📦 📦 📦
 ✓ Writing configuration 📜
 ✓ Starting control-plane 🕹️
 ✓ Installing CNI 🔌
 ✓ Installing StorageClass 💾
 ✓ Joining worker nodes 🚜
Set kubectl context to "kind-somaz-3nodes-kubernetes"
You can now use your cluster with:

kubectl cluster-info --context kind-somaz-3nodes-kubernetes

Thanks for using kind! 😊

# 노드 상태 확인
k get nodes
NAME                                    STATUS   ROLES           AGE     VERSION
somaz-3nodes-kubernetes-control-plane   Ready    control-plane   2m39s   v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes-worker          Ready    <none>          2m14s   v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes-worker2         Ready    <none>          2m14s   v1.27.3

# context 확인
k config get-contexts
CURRENT   NAME                           CLUSTER                        AUTHINFO                       NAMESPACE
*         kind-somaz-3nodes-kubernetes   kind-somaz-3nodes-kubernetes   kind-somaz-3nodes-kubernetes

# 메모리 사용량 확인
free -mh
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           15Gi       1.0Gi       9.6Gi        27Mi       5.0Gi        14Gi
Swap:            0B          0B          0B

# 컨테이너 확인
docker ps
CONTAINER ID   IMAGE                  COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                       NAMES
24aee51dd201   kindest/node:v1.27.3   "/usr/local/bin/entr…"   6 minutes ago   Up 6 minutes                               somaz-3nodes-kubernetes2-worker
a14730bc363e   kindest/node:v1.27.3   "/usr/local/bin/entr…"   6 minutes ago   Up 6 minutes   127.0.0.1:36577->6443/tcp   somaz-3nodes-kubernetes2-control-plane
55b9b6eb0fee   kindest/node:v1.27.3   "/usr/local/bin/entr…"   6 minutes ago   Up 6 minutes                               somaz-3nodes-kubernetes2-worker2

Control Node : 1 / Worker Node : 2 클러스터를 하나 더 생성한다.

kind create cluster --name somaz-3nodes-kubernetes2 --config ./cluster-3nodes.yaml

# 노드 상태 확인
k get nodes
NAME                                     STATUS     ROLES           AGE   VERSION
somaz-3nodes-kubernetes2-control-plane   Ready      control-plane   31s   v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes2-worker          Ready      <none>          7s    v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes2-worker2         NotReady   <none>          7s    v1.27.3

# context 확인
k config get-contexts
CURRENT   NAME                            CLUSTER                         AUTHINFO                        NAMESPACE
          kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes
*         kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2

# 메모리 사용량 확인
free -mh
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           15Gi       1.7Gi       6.5Gi        54Mi       7.4Gi        13Gi
Swap:            0B          0B          0B

2개의 클러스터를 구성 하였지만 메모리가 아직도 남아있다.

Context 전환이 잘되는지 확인해본다.

k config get-contexts
CURRENT   NAME                            CLUSTER                         AUTHINFO                        NAMESPACE
          kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes
*         kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2

k config use-context kind-somaz-3nodes-kubernetes
Switched to context "kind-somaz-3nodes-kubernetes".

k config get-contexts
CURRENT   NAME                            CLUSTER                         AUTHINFO                        NAMESPACE
*         kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes    kind-somaz-3nodes-kubernetes
          kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2   kind-somaz-3nodes-kubernetes2

k get nodes
NAME                                    STATUS   ROLES           AGE     VERSION
somaz-3nodes-kubernetes-control-plane   Ready    control-plane   7m41s   v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes-worker          Ready    <none>          7m16s   v1.27.3
somaz-3nodes-kubernetes-worker2         Ready    <none>          7m16s   v1.27.3

실습이 끝났으니 전부 삭제해준다.

kind delete cluster --name somaz-3nodes-kubernetes
kind delete cluster --name somaz-3nodes-kubernetes2

kind vs k3d

kind는 컨테이너 런타임을 활용하여 k3d와 마찬가지로 로컬 시스템에서 사용할 수 있는 유연한 k8s 클러스터를 제공한다. 그러나 둘 사이의 차이점은 kind가 컨테이너화된 k8s 클러스터를 구현하는 반면 k3d는 컨테이너화된 k3d 클러스터를 구현한다는 것이다.

또한 kind는 로컬 머신에서 Kubernetes 클러스터를 실행하는 데 더 적합하고 CI 파이프라인을 통한 프로덕션 환경에도 적합하다. 반면 k3d는 로컬 컴퓨터 외에도 Raspberry Pi, IoT, Edge 장치와 같은 소규모 설정에 사용하기에 이상적이다.

kind 아키텍처

k3d 아키텍처

Reference

https://kind.sigs.k8s.io/

https://velog.io/@hardy_lee/Kind

https://github.com/kubernetes-sigs/kind?ref=blog.joe-brothers.com

https://thechief.io/c/editorial/kind-vs-k3s/

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Linux VM(GCE) 환경에서 kind 설치

terraform을 사용해서 VM 생성

kind 바이너리 설치

Docker 설치

Go 설치

kubectl 설치

kind 설치

쿠버네티스 클러스터 실습

kind vs k3d

kind 아키텍처

k3d 아키텍처

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