最近有機會接觸到要用azure的IaaS服務建立出可以自動擴展的kubernetes (以下簡稱k8s) 叢集 (以下簡稱cluster)。

雖然常碰azure的一定會知道，其實azure有提供k8s的PaaS服務（不管是Azure kubernetes Service (AKS) 還是 更高一層的 Azure Container Instance (ACI))但是有些地方是沒有那些服務的（可以期待9月）或者如果想要自己控制完整的vm那要怎麽辦呢？

這篇將會快速介紹一下用acs-engine產生在Azure IaaS上面可以使用的k8s自動延展的cluster，在下一篇在介紹如何操作并且看到azure怎麽和k8s整合。

k8s是什麽？

瞭解k8s延伸擴展之前需要簡單的知道一下一個k8s的cluster架構。可以看到以下從Wikipedia取得的一張架構圖，以今天的demo來説需要知道：

Master

整個k8s的大腦，用來管理整個node設定。

Node

實際執行工作的節點，一般來説一臺電腦就是一個node。裡面有kubelet專門和master溝通。

pod

在k8s裡面最小的執行單位。可以簡單理解成一個container服務（實際上可以有好多個container組成一個pod，不過以這篇來説不用想的太複雜）

services

在圖裏面沒有畫的很明顯，不過因爲等一下demo會做到因此介紹一下。services可以理解成爲load balancer，想象一下如果我有同樣服務起了多個pod，怎麽和這些pod溝通？使用到的就是service，因此簡單理解 成爲load balancer即可。

微軟現在非常擁抱開源，尤其是在k8s這個部分，要知道當初的創始者就被挖角到了微軟，加上k8s的一些周邊工具有一部分都是微軟在contribute，因此azure和k8s有深度整合，使用起來很容易。

好啦這篇就只介紹這些基本概念，而我們想透過azure做到的就是自動延展node的機器。

acs-engine是什麽

瞭解了架構之後，我們當然可以直接透過建立vm然後自己安裝k8s的master以及node，然後做一些設定達到自動延展，但是這邊的基礎知識需要非常瞭解。而微軟非常佛心了開源了一個工具，也就是acs-engine。

acs-engine的主要功能就是透過設定檔（一個json檔案）幫忙產生出Azure的ARM（Azure Resource Manager）Template，讓我們可以快速部署不同的container orchestration到azure。

首先可以透過上面的鏈接把windows的版本下載下來，接下來就是準備要建立ARM的json設定檔案。

準備好Azure CLI 2.0工具

接下來有些操作會透過azure cli來執行，方便未來自動化。如果要使用需要先安裝。

可以透過從這個下載頁面（https://docs.microsoft.com/en-us/cli/azure/install-azure-cli?view=azure-cli-latest）找到不同os 版本的下載鏈接。

Windows可以透過下載鏈接（https://aka.ms/installazurecliwindows）直接下載下來。

準備acs-engine的設定檔案

要產生acs-engine的檔案需要先做一點前置作業：

1. 取得acs-engine的範例檔案
2. 產生出ssh的public key
3. 建立服務的ResourceGroup
4. 建立會產生vm的Service Principal
5. 修改acs-engine的檔案

ssh-keygen -f id_rsa -C "alan@alantsai.net"

az login

$SUBSCRIPTION_ID = ""
$RESOURCE_GROUP_NAME = ""

az account set --subscription $SUBSCRIPTION_ID

# create ResourceGroup
az group create `
    --name "$RESOURCE_GROUP_NAME" `
    --location "southeastasia"

4. 建立會產生vm的Service Principal

這個一樣使用az來建立，可以透過以下指令：

az ad sp create-for-rbac --role="Contributor" --scopes="/subscriptions/${SUBSCRIPTION_ID}/resourceGroups/${RESOURCE_GROUP_NAME}"
				

執行完了之後會返回這個service principal的appid以及secret：

這個值要記錄好，appid以及password等一下設定檔案會用到。

以上的指令可以在github看到：src/prepare-config/01-prepare-config.ps1

用設定檔案產生出以及發佈ARM template

取得了上面的檔案之後，可以透過指令：

acs-engine.exe generate kubernetes-vmss.json
		

執行完了之後，會產生出一個資料夾叫做：./_output/${DNS_PREFIX}/ - 這個DNS_PREFIX就是之前在設定檔案裡面的dnsPrefix值。

裡面的内容就是ARM template。

發佈ARM Template

有了template了之後，可以透過以下指令把他發佈到Azure上面：

$DNS_PREFIX = ""
az group deployment create `
    --name "atk8sacsenginevmssdeploy" `
    --resource-group "${RESOURCE_GROUP_NAME}" `
    --template-file "./_output/${DNS_PREFIX}/azuredeploy.json" `
    --parameters "./_output/${DNS_PREFIX}/azuredeploy.parameters.json"

記得要設定$DNS_PREFIX和範本裡面的dnsPrefix一樣。

稍等一會可以透過以下指令檢查vm有沒有建立出來：

az vm list -g ${RESOURCE_GROUP_NAME} -o table

最後的結果也可以到Azure上面看：

結語

這篇介紹了k8s的基本概念，并且使用了acs-engine在azure上面建立出k8s的cluster。

在下一篇(下篇)將介紹怎麽使用，并且k8s和azure整合的體驗是如何。