In der Kubernetes Engine ist ein privater Cluster ein Cluster, bei dem der Master vom öffentlichen Internet aus nicht erreichbar ist. Dabei haben Knoten keine öffentlichen IP-Adressen, sondern nur private Adressen. Daher wird die Arbeitslast in einer isolierten Umgebung ausgeführt. Knoten und Master kommunizieren über VPC-Peering.
In der Kubernetes Engine API werden Adressbereiche als CIDR-Blöcke (Classless Inter-Domain Routing) ausgedrückt.
In diesem Lab lernen Sie, wie Sie einen privaten Kubernetes-Cluster erstellen.
Aufgaben
Privaten Kubernetes-Cluster erstellen
Voraussetzungen
Es werden Erfahrung im Erstellen und Starten von Kubernetes-Clustern sowie solide Kenntnisse der IP-Adressen im CIDR-Bereich vorausgesetzt.
Einrichtung und Anforderungen
Vor dem Klick auf „Start Lab“ (Lab starten)
Lesen Sie diese Anleitung. Labs sind zeitlich begrenzt und können nicht pausiert werden. Der Timer beginnt zu laufen, wenn Sie auf Lab starten klicken, und zeigt Ihnen, wie lange Google Cloud-Ressourcen für das Lab verfügbar sind.
In diesem praxisorientierten Lab können Sie die Lab-Aktivitäten in einer echten Cloud-Umgebung durchführen – nicht in einer Simulations- oder Demo-Umgebung. Dazu erhalten Sie neue, temporäre Anmeldedaten, mit denen Sie für die Dauer des Labs auf Google Cloud zugreifen können.
Für dieses Lab benötigen Sie Folgendes:
Einen Standardbrowser (empfohlen wird Chrome)
Hinweis: Nutzen Sie den privaten oder Inkognitomodus (empfohlen), um dieses Lab durchzuführen. So wird verhindert, dass es zu Konflikten zwischen Ihrem persönlichen Konto und dem Teilnehmerkonto kommt und zusätzliche Gebühren für Ihr persönliches Konto erhoben werden.
Zeit für die Durchführung des Labs – denken Sie daran, dass Sie ein begonnenes Lab nicht unterbrechen können.
Hinweis: Verwenden Sie für dieses Lab nur das Teilnehmerkonto. Wenn Sie ein anderes Google Cloud-Konto verwenden, fallen dafür möglicherweise Kosten an.
Lab starten und bei der Google Cloud Console anmelden
Klicken Sie auf Lab starten. Wenn Sie für das Lab bezahlen müssen, wird ein Dialogfeld geöffnet, in dem Sie Ihre Zahlungsmethode auswählen können.
Auf der linken Seite befindet sich der Bereich „Details zum Lab“ mit diesen Informationen:
Schaltfläche „Google Cloud Console öffnen“
Restzeit
Temporäre Anmeldedaten für das Lab
Ggf. weitere Informationen für dieses Lab
Klicken Sie auf Google Cloud Console öffnen (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Link in Inkognitofenster öffnen aus, wenn Sie Chrome verwenden).
Im Lab werden Ressourcen aktiviert. Anschließend wird ein weiterer Tab mit der Seite „Anmelden“ geöffnet.
Tipp: Ordnen Sie die Tabs nebeneinander in separaten Fenstern an.
Hinweis: Wird das Dialogfeld Konto auswählen angezeigt, klicken Sie auf Anderes Konto verwenden.
Kopieren Sie bei Bedarf den folgenden Nutzernamen und fügen Sie ihn in das Dialogfeld Anmelden ein.
{{{user_0.username | "Username"}}}
Sie finden den Nutzernamen auch im Bereich „Details zum Lab“.
Klicken Sie auf Weiter.
Kopieren Sie das folgende Passwort und fügen Sie es in das Dialogfeld Willkommen ein.
{{{user_0.password | "Password"}}}
Sie finden das Passwort auch im Bereich „Details zum Lab“.
Klicken Sie auf Weiter.
Wichtig: Sie müssen die für das Lab bereitgestellten Anmeldedaten verwenden. Nutzen Sie nicht die Anmeldedaten Ihres Google Cloud-Kontos.
Hinweis: Wenn Sie Ihr eigenes Google Cloud-Konto für dieses Lab nutzen, können zusätzliche Kosten anfallen.
Klicken Sie sich durch die nachfolgenden Seiten:
Akzeptieren Sie die Nutzungsbedingungen.
Fügen Sie keine Wiederherstellungsoptionen oder Zwei-Faktor-Authentifizierung hinzu (da dies nur ein temporäres Konto ist).
Melden Sie sich nicht für kostenlose Testversionen an.
Nach wenigen Augenblicken wird die Google Cloud Console in diesem Tab geöffnet.
Hinweis: Wenn Sie auf Google Cloud-Produkte und ‑Dienste zugreifen möchten, klicken Sie auf das Navigationsmenü oder geben Sie den Namen des Produkts oder Dienstes in das Feld Suchen ein.
Cloud Shell aktivieren
Cloud Shell ist eine virtuelle Maschine, auf der Entwicklertools installiert sind. Sie bietet ein Basisverzeichnis mit 5 GB nichtflüchtigem Speicher und läuft auf Google Cloud. Mit Cloud Shell erhalten Sie Befehlszeilenzugriff auf Ihre Google Cloud-Ressourcen.
Klicken Sie oben in der Google Cloud Console auf Cloud Shell aktivieren .
Klicken Sie sich durch die folgenden Fenster:
Fahren Sie mit dem Informationsfenster zu Cloud Shell fort.
Autorisieren Sie Cloud Shell, Ihre Anmeldedaten für Google Cloud API-Aufrufe zu verwenden.
Wenn eine Verbindung besteht, sind Sie bereits authentifiziert und das Projekt ist auf Project_ID, eingestellt. Die Ausgabe enthält eine Zeile, in der die Project_ID für diese Sitzung angegeben ist:
Ihr Cloud-Projekt in dieser Sitzung ist festgelegt als {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}}
gcloud ist das Befehlszeilentool für Google Cloud. Das Tool ist in Cloud Shell vorinstalliert und unterstützt die Tab-Vervollständigung.
(Optional) Sie können den aktiven Kontonamen mit diesem Befehl auflisten:
gcloud auth list
Klicken Sie auf Autorisieren.
Ausgabe:
ACTIVE: *
ACCOUNT: {{{user_0.username | "ACCOUNT"}}}
Um das aktive Konto festzulegen, führen Sie diesen Befehl aus:
$ gcloud config set account `ACCOUNT`
(Optional) Sie können die Projekt-ID mit diesem Befehl auflisten:
gcloud config list project
Ausgabe:
[core]
project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}}
Hinweis: Die vollständige Dokumentation für gcloud finden Sie in Google Cloud in der Übersicht zur gcloud CLI.
Aufgabe 1: Region und Zone einrichten
Richten Sie die Projektregion für dieses Lab ein:
gcloud config set compute/zone {{{project_0.default_zone | "Zone"}}}
Hinweis: Wenn Sie gcloud auf Ihrem eigenen Computer ausführen, werden die Konfigurationseinstellungen sitzungsübergreifend beibehalten. In Cloud Shell müssen Sie sie für jede neue Sitzung oder Verbindung festlegen.
Aufgabe 2: Privaten Cluster erstellen
Beim Erstellen eines privaten Clusters müssen Sie für die VMs, die die Masterkomponenten von Kubernetes ausführen, eine CIDR-Adresse im Bereich /28 wählen und IP-Aliasse aktivieren.
Anschließend erstellen Sie einen Cluster namens private-cluster und geben für die Master einen CIDR-Bereich von 172.16.0.16/28 an. Sind die IP-Aliasse aktiviert, erstellt die Kubernetes Engine automatisch ein Subnetzwerk für Sie.
Sie erstellen den privaten Cluster mit den Flags --private-cluster, --master-ipv4-cidr und --enable-ip-alias.
Führen Sie folgenden Befehl aus, um den Cluster zu erstellen:
Klicken Sie auf Fortschritt prüfen. Wenn der private Cluster erstellt wurde, erhalten Sie ein Testergebnis.
Privaten Cluster erstellen
Aufgabe 3: Subnetz und sekundäre Adressbereiche ansehen
Lassen Sie sich eine Liste der Subnetze im Standardnetzwerk anzeigen:
gcloud compute networks subnets list --network default
Suchen Sie in der Ausgabe den Namen des Subnetzwerks, das automatisch für Ihren Cluster erstellt wurde, beispielsweise gke-private-cluster-subnet-xxxxxxxx. Speichern Sie den Namen des Clusters – im nächsten Schritt benötigen Sie ihn wieder.
Rufen Sie jetzt Informationen zum automatisch erstellten Subnetz ab, indem Sie folgenden Befehl ausführen und [SUBNET_NAME] durch Ihr Subnetz ersetzen:
In der Ausgabe sehen Sie, dass ein sekundärer Bereich für Pods und der andere für Dienste genutzt wird.
Wie Sie sehen, ist privateIPGoogleAccess auf true festgelegt. Dadurch können Ihre Clusterhosts, die nur private IP-Adressen haben, mit APIs und Diensten von Google kommunizieren.
Kopieren Sie die <nat_IP>-Adresse und speichern Sie sie zur Verwendung in späteren Schritten.
Führen Sie folgenden Befehl aus, um den externen Adressbereich zu autorisieren. Ersetzen Sie dabei [MY_EXTERNAL_RANGE] durch den CIDR-Bereich der externen Adressen aus der vorherigen Ausgabe. Ihr CIDR-Bereich lautet natIP/32. Mit dem CIDR-Bereich natIP/32 setzen wir eine bestimmte IP-Adresse auf die Zulassungsliste:
gcloud container clusters update private-cluster \
--enable-master-authorized-networks \
--master-authorized-networks [MY_EXTERNAL_RANGE]
Hinweis:
Ersetzen Sie in einer Produktionsumgebung [MY_EXTERNAL_RANGE] durch den externen CIDR-Adressbereich Ihres Netzwerks.
Test nach Abschluss der Aufgabe
Klicken Sie auf Fortschritt prüfen. Wenn der externe Adressbereich autorisiert wurde, erhalten Sie ein Testergebnis.
Externen Adressbereich autorisieren
Nun können Sie von einer Reihe externer Adressen auf den Master zugreifen. Installieren Sie jetzt kubectl, um darüber Informationen zu Ihrem Cluster zu erhalten. Sie können mit kubectl beispielsweise prüfen, ob Ihre Knoten tatsächlich keine externen IP-Adressen haben.
Stellen Sie mit folgendem Befehl eine SSH-Verbindung zu source-instance her:
gcloud compute ssh source-instance --zone=$ZONE
Drücken Sie auf Y, um fortzufahren, und bei den Fragen zur Passphrase auf die Eingabetaste.
Installieren Sie die kubectl-Komponenten von Cloud SDK in der SSH-Shell:
sudo apt-get install kubectl
Konfigurieren Sie mit folgendem Befehl über die SSH-Shell den Kubernetes-Cluster:
sudo apt-get install google-cloud-sdk-gke-gcloud-auth-plugin
gcloud container clusters get-credentials private-cluster --zone=$ZONE
Hinweis: Achten Sie darauf, dass die zugewiesene Zone in die Variable ZONE exportiert wurde.
Prüfen Sie, ob Ihre Clusterknoten auch wirklich keine externen IP-Adressen haben:
kubectl get nodes --output yaml | grep -A4 addresses
Die Ausgabe zeigt, dass die Knoten interne IP-Adressen haben, jedoch keine externen:
Mit dem folgenden Befehl können Sie ebenfalls prüfen, ob Ihre Knoten auch wirklich keine externen IP-Adressen haben:
kubectl get nodes --output wide
In der Ausgabe ist die Spalte EXTERNAL-IP leer:
STATUS ... VERSION EXTERNAL-IP OS-IMAGE ...
Ready v1.8.7-gke.1 Container-Optimized OS from Google
Ready v1.8.7-gke.1 Container-Optimized OS from Google
Ready v1.8.7-gke.1 Container-Optimized OS from Google
Schließen Sie mit folgender Eingabe die SSH-Shell:
Klicken Sie auf Fortschritt prüfen. Wenn der Kubernetes-Cluster gelöscht wurde, erhalten Sie ein Testergebnis.
Kubernetes-Cluster löschen
Aufgabe 6: Privaten Cluster für benutzerdefiniertes Subnetzwerk erstellen
Im vorherigen Abschnitt wurde in der Kubernetes Engine automatisch ein Subnetzwerk für Sie eingerichtet. In diesem Abschnitt erstellen Sie ein eigenes, benutzerdefiniertes Subnetzwerk und anschließend einen privaten Cluster.
Ihr Subnetzwerk hat einen primären Adressbereich und zwei sekundäre.
So erstellen Sie ein Subnetzwerk und sekundäre Bereiche:
Kopieren Sie die <nat_IP>-Adresse und speichern Sie sie zur Verwendung in späteren Schritten.
Führen Sie folgenden Befehl aus, um den externen Adressbereich zu autorisieren. Ersetzen Sie dabei [MY_EXTERNAL_RANGE] durch den CIDR-Bereich der externen Adressen aus der vorherigen Ausgabe. Ihr CIDR-Bereich lautet natIP/32. Mit dem CIDR-Bereich natIP/32 setzen wir eine bestimmte IP-Adresse auf die Zulassungsliste:
Klicken Sie auf Fortschritt prüfen. Wenn der externe Adressbereich für einen privaten Cluster in einem benutzerdefinierten Subnetzwerk autorisiert wurde, erhalten Sie ein Testergebnis.
Externen Adressbereich für privaten Cluster in benutzerdefiniertem Subnetzwerk autorisieren
Stellen Sie mit folgendem Befehl eine SSH-Verbindung zu source-instance her:
gcloud compute ssh source-instance --zone=$ZONE
Konfigurieren Sie mit folgendem Befehl über die SSH-Shell den Kubernetes-Cluster:
gcloud container clusters get-credentials private-cluster2 --zone=$ZONE
Hinweis: Achten Sie darauf, dass die zugewiesene Zone in die Variable ZONE exportiert wurde.
Prüfen Sie, ob Ihre Clusterknoten auch wirklich keine externen IP-Adressen haben:
kubectl get nodes --output yaml | grep -A4 addresses
Die Ausgabe zeigt, dass die Knoten interne IP-Adressen haben, jedoch keine externen:
In unseren Schulungen erfahren Sie alles zum optimalen Einsatz unserer Google Cloud-Technologien und können sich entsprechend zertifizieren lassen. Unsere Kurse vermitteln technische Fähigkeiten und Best Practices, damit Sie möglichst schnell mit Google Cloud loslegen und Ihr Wissen fortlaufend erweitern können. Wir bieten On-Demand-, Präsenz- und virtuelle Schulungen für Anfänger wie Fortgeschrittene an, die Sie individuell in Ihrem eigenen Zeitplan absolvieren können. Mit unseren Zertifizierungen weisen Sie nach, dass Sie Experte im Bereich Google Cloud-Technologien sind.
Labs erstellen ein Google Cloud-Projekt und Ressourcen für einen bestimmten Zeitraum
Labs haben ein Zeitlimit und keine Pausenfunktion. Wenn Sie das Lab beenden, müssen Sie von vorne beginnen.
Klicken Sie links oben auf dem Bildschirm auf Lab starten, um zu beginnen
Privates Surfen verwenden
Kopieren Sie den bereitgestellten Nutzernamen und das Passwort für das Lab
Klicken Sie im privaten Modus auf Konsole öffnen
In der Konsole anmelden
Melden Sie sich mit Ihren Lab-Anmeldedaten an. Wenn Sie andere Anmeldedaten verwenden, kann dies zu Fehlern führen oder es fallen Kosten an.
Akzeptieren Sie die Nutzungsbedingungen und überspringen Sie die Seite zur Wiederherstellung der Ressourcen
Klicken Sie erst auf Lab beenden, wenn Sie das Lab abgeschlossen haben oder es neu starten möchten. Andernfalls werden Ihre bisherige Arbeit und das Projekt gelöscht.
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Bei Verfügbarkeit kontaktieren wir Sie per E-Mail
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Bestätigen Sie, dass Sie alle vorhandenen Labs beenden und dieses Lab starten möchten
Privates Surfen für das Lab verwenden
Nutzen Sie den privaten oder Inkognitomodus, um dieses Lab durchzuführen. So wird verhindert, dass es zu Konflikten zwischen Ihrem persönlichen Konto und dem Teilnehmerkonto kommt und zusätzliche Gebühren für Ihr persönliches Konto erhoben werden.
In diesem Praxislab erstellen Sie einen privaten Cluster in der Cloud. Die IP-Adressen der Knoten in einem solchen Cluster sind nicht öffentlich – die Arbeitslast wird also in einer Umgebung ausgeführt, die vom Internet isoliert ist. Voraussetzungen: Erfahrung mit Kubernetes-Clustern und IP-Adressen aus dem CIDR-Bereich.