Azure の仮想マシンに minikube を使って Kubernetes 構築

構築した環境による無料クレジット枠の超過にはご注意ください。

この文書は何か

手軽に自前の Kubernetes クラスタを構築したいけど、ローカル環境だとスペックの問題で辛い...

そこで、Azure の無料クレジット枠を使い仮想マシン（Ubuntu20）を立てて、その中に minikube でクラスタ構築を行ったのでその方法を紹介します。

実施手順

Azure で VM（Ubuntu）作成

• まずは Azure にアカウントを作ります
• リソースの作成 > 仮想マシンの作成
  • 基本設定
    • サブスクリプション： 無料枠を選択（例：Azure subscription 1）
    • インスタンスの詳細 ※ 一例です
      • 仮想マシン名： azure-kubernetes-zenn
      • 地域： （Asia Pacific）Japan East
      • 可用性オプション： インフラストラクチャ冗長は必要ありません
      • イメージ： Ubuntu Server 20.04 LTS - Gen2（利用可能な無料サービス）
    • サイズ： Standard_D2s_v3 - 2 vcpu 数、8 GiB のメモリ 現状これで足りてます
    • 管理者アカウント
      • 認証の種類： SSH 公開キー
      • ユーザー名： azureuser-zenn
      • キーの組名： azure-kubernetes-key.pem
    • 受信ポートを選択： HTTP(80), HTTPS(443), SSH(22)
  • ディスク： デフォルト設定にしました
  • ネットワーク：
    • VM が削除されたときにパブリック IP と NIC を削除する： チェックしました
  • 管理 / Monitoring / 詳細 / タグ : デフォルト設定にしました
• 上記設定で、仮想マシンの 作成 ボタンを押下 => 仮想マシンがデプロイされます
  • SSH キーペアはローカルにダウンロードしておきます

Ubuntu の環境整備

作成した Ubuntu のパブリック IP に ssh して、CLI 上で minikube 環境を整備していきます。

• Ubuntu へ SSH

  ❯ chmod 400 <秘密キーのパス>
  ❯ ssh -i <秘密キーのパス> <上で作成したユーザー名>@<パブリック IP>
  azureuser-zenn@azure-kubernetes-zenn:~$ # Ubuntu に SSH できました
  

• Ubuntu に Docker Engine をインストールしていきます
  docker docks: https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/ に従いコマンド実行

  # Update the apt package index and install packages to allow apt to use a repository over HTTPS:
  ❯ sudo apt-get update
  ❯ sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg lsb-release
  
  # Add Docker’s official GPG key:
  ❯ sudo mkdir -p /etc/apt/keyrings
  ❯ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
  
  # Use the following command to set up the repository:
  ❯ echo \
    "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
    $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
  
  # Install Docker Engine
  ❯ sudo apt-get update
  ❯ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin # Y/n で Y を選択
  
  # List the versions available in your repo:
  ❯ apt-cache madison docker-ce
  
  #  Install a specific version using the version string from the second column, for example, 5:20.10.16~3-0~ubuntu-jammy
  ❯ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin
  
  # Verify that Docker Engine is installed correctly
  ❯ sudo service docker start
  
  ❯ docker version # docker が入りました。次に一般 User Group に追加していきます
  Client: Docker Engine - Community
   Version:           20.10.18
   API version:       1.41
   Go version:        go1.18.6
   Git commit:        b40c2f6
   Built:             Thu Sep  8 23:11:45 2022
   OS/Arch:           linux/amd64
   Context:           default
   Experimental:      true
  Got 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/version": dial unix /var/run/docker.sock: connect: permission denied
  

• 一般ユーザーに docker を使えるように設定

  ❯ sudo groupadd docker
  ❯ sudo usermod -g docker azureuser-zenn
  ❯ sudo /bin/systemctl restart docker.service
  ❯ exit # 再度ログインする
  
  # 確認
  ❯ docker info # permission error が出なければ OK
  

• minikube のインストールと起動

  ❯ curl -Lo minikube https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
  ❯ chmod +x minikube
  ❯ sudo mkdir -p /usr/local/bin/
  ❯ sudo install minikube /usr/local/bin/
  ❯ minikube start
  ❯ minikube status # minikube が起動しました
  minikube
  type: Control Plane
  host: Running
  kubelet: Running
  apiserver: Running
  kubeconfig: Configured
  

• kubectl インストールと実行

  ❯ 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/bin/kubectl
  
  ❯ kubectl get pod # kubernetes に接続できました
  No resources found in default namespace.
  

ローカルから Ubuntu の Kubernetes にアクセスする

こちら が参考になりました。

• minikubeapi-server の認証情報を控える @ Ubuntu

  ❯ kubectl config view
  # certificate-authority -> ca-zenn.crt
  # client-certificate -> client-zenn.crt
  # client-key -> client-zenn.key
  # を確認し Local 環境に控える。server: https://192.168.49.2:8443 も使うのでメモ
  

• minikube クラスタ情報の設定 @ ローカル環境

  ❯ kubectl config set-context \
  azure-kubernetes-zenn \
  --namespace=default \
  --cluster=minikube-zenn \
  --user=minikube-zenn
  
  ❯ kubectl config set-cluster minikube-zenn \
  --server=https://127.0.0.1:8443 \
  --certificate-authority=ca-zenn.crt
  
  ❯ 認証情報の設定
  $ kubectl config set-credentials \
  minikube-zenn \
  --client-certificate=client-zenn.crt \
  --client-key=client-zenn.key 
  

• context のスイッチ @ ローカル環境

  ❯ kubectl config use-context azure-kubernetes-zenn
  

• Ubuntu の Public IP を踏み台にして、minikube の kubeapi-server に接続

  ❯ ssh -L 8443:192.168.49.2:8443 -i <秘密キーのパス> <上で作成したユーザー名>@<パブリック ID>
  
  # 別端末で kubectl コマンドを実行するとアクセスできます
  ❯ kubectl get po
  No resources found in default namespace.
  

（豆知識）Ubuntu 起動時に minikube を実行する

Azure の VM は使用するときのみ起動した方がコストに優しいので、起動時に minikube を自動実行するように設定しておくと便利です。

# 以下のように記述
❯ cat vi /etc/rc.local
#!/bin/sh
sudo -u <ユーザー名> minikube start

# 権限変更
❯ sudo chmod u+x /etc/rc.local
❯ sudo chmod 755 /etc/rc.local

# 以下のように記述
❯ cat /etc/systemd/system/rc-local.service
[Unit]
Description=/etc/rc.local

[Service]
ExecStart=/etc/rc.local
Restart=no
Type=simple

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# 自動起動設定
❯ sudo systemctl enable rc-local.service

これで、再起動しても起動後 minikube が自動で実行されます。
あとは、上にも書いた portforward をして、ローカルから Azure インスタンスの Kubernetes を操作することができます。

最後に

自分の Kubernetes クラスタを手軽に作りたいことがよくあると思いますが、その一案として Azure 仮想マシンに minikube で構築する方法 をご紹介しました。
それではみなさん、良い Kubernetes ライフを！