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將WSL2作為生產力工具

2020-06-16 16:27:35

適用於 Linux 的 Windows 子系統 (WSL) 是 Windows 10新增的功能，使用它可以直接在 Windows 上執行 Linux 命令。而WSL 2 是WSL的一個新版本，它支援適用於 Linux 的 Windows 子系統在 Windows 上執行 ELF64 Linux 二進位制檔案。 它的主要目標是提高檔案系統的效能，並增加系統呼叫的完全相容性。WSL 2 使用最新和最高的虛擬化技術在輕型實用程式虛擬機器（VM）內部執行 Linux 核心。

啟用並設定 WSL 2

win 版本要求

WSL 2 僅在 Windows 10 18917 或更高版本中可用，如果版本太低，可以加入 Windows Insider 升級 Windows ，我們可以在 cmd 中使用 ver 來檢查當前 win的版本。

啟用虛擬機器平台可選元件

在 powerShell 中以管理員身份執行下面命令

dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart
dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

執行完成之後，請重新啟動電腦完成安裝.

設定 WSL 發行版

如果想要將預設的WSL發行版設定成 WSL 2，在 powerShell 中使用下面命令

wsl --set-default-version 2

如果想要設定某一個發行版為WSL2，在 powerShell 中使用下面命令，將 <Distro> 換成你想要設定的發行版即可，例如 Ubuntu-18.04

wsl --set-version <Distro> 2

驗證使用的WSL版本

wsl -l -v

下載安裝 Ubuntu-18.04

在 Windows 應用商店裡搜尋 Ubuntu-18.04 ，然後下載,下載完成之後開啟 Ubuntu-18.04 ，這時會先進行一些初始化安裝的設定，然後就會讓你設定新的 UNIX使用者名稱和密碼，設定完成之後，就進入了 linux 子系統。驗證是否是 WSL 2 我們只需要在 powerShell 下輸入 wsl -l -v ,輸出內容如下，這裡 VERSION 為 2 代表啟用了 WSL 2

NAME                   STATE           VERSION
* Ubuntu-18.04           Running         2

Ubuntu-18.04 更換國內源

首先備份一下預設的源

cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sourses.list.bak

更換預設源為阿里源, 使用 sudo vim /etc/apt/sources.list 命令編輯，刪除原來的內容，新增下面的阿里源資訊

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse

更換源之後，使用下面的命令更新一下

sudo apt-get update
sudo apt-get upgade

安裝設定 Windows Terminal

下載 Windows Terminal

Windows Terminal 是win推出的最新的一款命令列工具，可以在應用商店裡搜尋並下載，安裝完成開啟介面如下

關於其的介紹這裡就不多展開，這裡記錄如何使用Windows Terminal 連線WSL 2並安裝設定zsh。

安裝 zsh

# 安裝 zsh
sudo apt-get install zsh

# 修改預設的 Shell 為 zsh
chsh -s /bin/zsh

安裝 oh-my-zsh

oh-my-zsh用於快速設定zsh，進入官網或者Github可以了解其基本使用及其豐富的主題使用，安裝只需要執行下面程式碼即可

sh -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

安裝zsh-syntax-higlighting語法高亮外掛

# 下載
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-syntax-highlighting.git

# 移動到 plugins 資料夾中
mv -p zsh-syntax-highlighting $ZSH_CUSTOM/plugins

# 設定環境變數
cd ~
vim .zshrc

#在 plugins 一列中新增 zsh-syntax-highlighting，如下
plugins=(
         git
         zsh-syntax-highlighting
         )

# 在檔案最後新增
source $ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-syntax-highlighting/zsh-syntax-highlighting.zsh

# 設定生效
source ~/.zshrc

安裝zsh-autosuggestions語法歷史記錄外掛

# 下載
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-autosuggestions.git

# 移動到 plugins 資料夾中
mv -p zsh-autosuggestions $ZSH_CUSTOM/plugins

# 設定環境變數
cd ~
vim .zshrc

#在 plugins 一列中新增 zsh-autosuggestions，如下
plugins=(
         git
         zsh-syntax-highlighting
         zsh-autosuggestions
         )

# 在檔案最後新增
source $ZSH_CUSTOM/plugins/zsh-autosuggestions/zsh-autosuggestions.zsh

# 設定生效
source ~/.zshrc

設定完成之後，預設的主題游標如下所示，如果想要設定更加豐富的主題，可以自行百度

安裝並設定 Docker 環境

在 WSL 2 中安裝 Docker

解除安裝舊版本

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

設定儲存庫

# 更新 apt 包索引
sudo apt-get update

# 安裝軟體包以允許 apt 通過 HTTPS 使用儲存庫
sudo apt-get install 
    apt-transport-https 
    ca-certificates 
    curl 
    gnupg-agent 
    software-properties-common

# 設定穩定的儲存庫
sudo add-apt-repository 
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu 
   $(lsb_release -cs) 
   stable"

安裝 Docker 社群版( docker-ce )

# 更新 apt 包索引
sudo apt-get update

# 安裝最新版本的 Docker 和 containerd
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
# (*)安裝特定版本;<VERSION> 為具體版本,例如 18.09.1
sudo apt-get install docker-ce=<VERSION> docker-ce-cli=<VERSION> containerd.io

啟動 docker 並設定開機自啟

# 啟動 docker
systemctl start docker.service
# 設定開機自啟
systemctl enable docker.service

如果非 root 使用者想要使用 docker ，需要將該使用者新增到 docker 使用者組

sudo usermod -aG docker user-name

(*)解除安裝docker

# 解除安裝軟體
sudo apt-get purge docker-ce
# 刪除 docker 的容器,映象,捲等儲存
sudo rm -rf /var/lib/docker

下載安裝 Docker Desktop WSL 2 backend

WSL 2 引入了重大的體系結構更改，因為它是 Microsoft 構建的完整 Linux 核心，允許 Linux 容器在沒有模擬的情況下本機執行，而 Docker 也專門開發了可以使用 WSL 2 中的 Docker 守護行程的桌面管理程式, 開啟 Docker Desktop WSL2 backend 頁面，下載最新的程式,安裝之後,開啟程式做如下設定

  • 啟用基於實驗性WSL 2的引擎核取方塊(Enable the experimental WSL 2 based engine)

  • (*) 暴露 2375 埠，讓外部其他程式也能管理 Docker (開啟 Expose daemon on tcp://localhost:2375 without TLS 前面的核取方塊)
  • 在 Resources 中設定要從哪個 WSL 2 發行版中存取 Docker，如下圖使用的是 Ubuntu-18.04

設定完成之後,點選 Apply & Restart 應用並重新啟動 Docker Desktop 。重新啟動完成之後，我們看到 Desktop 左下腳的 Docker 狀態為綠色的 running 表示 Docker 正在執行。

要想知道自己安裝的 Docker 的相關版本資訊，我們可以在 About Docker Desktop 中看到，如下圖所示，目前安裝的 Docker Engine 版本為 19.03.5 ，Docker-compose 版本為 1.25.1-rc1 ，支援的 Kubernetes 版本為 v1.15.5 。

安裝並設定 Kubernetes 環境

修改 Docker daemon 設定

docker 預設 Cgroup Driver 為 cgroup ，但是在 kubernetes1.14 之後的版本推薦使用 systemd 來作為 Docker 的 cgroup 驅動 。使使用 vim /etc/docker/deamon.json 命令修改或新建設定，具體設定內容可以參考 Kubernetes 官方。

另外我們還需要設定一下 Docker 國內的映象源，加速你的映象下載速度，一般使用的有阿里和中科大的映象源。上面的兩項設定步驟如下

# 編輯 deamon 檔案
vim /etc/docker/deamon.json

# 輸入如下內容
{
  "registry-mirrors": ["https://6e0d9uoa.mirror.aliyuncs.com","https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}

# 重新啟動 Docker
sudo service docker restart

下載 Kubernetes 所需的映象

由於國內網路的問題，如果你不開代理，直接在 Decker Desktop 中選擇啟用 Kubernetes 是啟動不了的，還好阿里雲容器服務在 Github 上有開源 Docker Desktop for Mac/Windows 開啟 Kubernetes 的專案，我們只需要下載下來，執行指令碼就能把所有 Kubernetes 所需要的映象都下載到本地。

#將專案下載到本地
git clone https://github.com/AliyunContainerService/k8s-for-docker-desktop
#進入專案目錄
cd k8s-for-docker-desktop

#由於最新 master 已經支援 kubernetes v1.15.5,所以直接執行下載指令碼即可
./load_images.sh

待所有映象下載完成之後，我們在使用 docker images 可以看到下載的容器

REPOSITORY                                                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
k8s.gcr.io/kube-apiserver                                        v1.15.5             e534b1952a0d        2 months ago        207MB
k8s.gcr.io/kube-proxy                                            v1.15.5             cbd7f21fec99        2 months ago        82.4MB
k8s.gcr.io/kube-controller-manager                               v1.15.5             1399a72fa1a9        2 months ago        159MB
k8s.gcr.io/kube-scheduler                                        v1.15.5             fab2dded59dd        2 months ago        81.1MB
quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller   0.26.1              29024c9c6e70        2 months ago        483MB
docker/kube-compose-controller                                   v0.4.23             a8c3d87a58e7        6 months ago        35.3MB
docker/kube-compose-api-server                                   v0.4.23             f3591b2cb223        6 months ago        49.9MB
k8s.gcr.io/coredns                                               1.3.1               eb516548c180        11 months ago       40.3MB
k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64                            v1.10.1             f9aed6605b81        12 months ago       122MB
k8s.gcr.io/etcd                                                  3.3.10              2c4adeb21b4f        12 months ago       258MB
k8s.gcr.io/pause                                                 3.1                 da86e6ba6ca1        24 months ago       742kB

啟用 Kubernetes

我們在 Docker Desktop 的設定中選擇啟用 kubernetes ，然後點選 Apply & Restart 重新啟動。

如果運氣好的話，當你重新啟動之後你就會發現 Desktop 左下腳 Docker 和 Kubernetes 的狀態都變成了綠色的 runnning ，但是很有可能你重新啟動之後， kubernetes 的狀態一直是黃色的 starting 。出現這種情況不要著急，我們可以在 C:ProgramDataDockerDesktop下的 service.txt 檢視啟動的紀錄檔資訊，一般情況下，啟動不成功，出現最多的紀錄檔資訊為下面的重複內容

[08:57:24.359][ApiProxy          ][Info   ] time="2019-12-20T08:57:24+08:00" msg="cannot list nodes: Get https://kubernetes.docker.internal:6443/api/v1/nodes: EOF"
[08:57:24.359][GoBackendProcess  ][Info   ] time="2019-12-20T08:57:24+08:00" msg="external: POST /events 200 "Go-http-client/1.1" """

出現這種情況，可以參考 Issue 3769(comment)和 Issue 1962(comment)，其實總結下來就是下面的幾個操作：

  • 修改 host 檔案，將 127.0.0.1 kubernetes.docker.internal 對映資訊新增到 host 檔案中
  • 修改網路連線的 DNS 地址為 8.8.8.8 ， win 下如何修改網路連線的 DNS 可以自行百度
  • 刪除 C:ProgramDataDockerDesktop 目錄下的 pki 目錄檔案
  • 刪除 C:Users<yourname>目錄下 的.kube 目錄檔案
  • 關閉 win 的網路防火牆，或者將 vpnkit.exe 新增到防火牆出入站規則中。
  • 在 Desktop 中點選進入 troubleshoot ，點選重置 kubernetes 叢集(Reset Kubernetes cluster)

如果上述操作一次下來還是不成功，建議重複操作幾次。如果出現了其他的問題，一般到 dockerfor-win 專案的 issue下可以找到解決方法。如果啟動成功了，我們在命令列下執行下面的命令可以驗證

$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://kubernetes.docker.internal:6443
KubeDNS is running at https://kubernetes.docker.internal:6443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy

To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
$ kubectl get nodes
NAME             STATUS   ROLES    AGE   VERSION
docker-desktop   Ready    master   6h    v1.15.5

部署 Kubernetes dashboard

Kubernetes dashboard是 Kubernetes叢集的基於 Web的通用 UI。它允許使用者管理叢集中執行的應用程式並對其進行故障排除，以及管理叢集本身。執行下面命命令即可部署

# 新建 dashboard 資源
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v1.10.1/src/deploy/recommended/kubernetes-dashboard.yaml

# (*)如果上面命令執行說網路連線有問題，把 yaml 檔案下載到本地，然後執行
kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml

# 開啟 API Server 存取代理
kubectl proxy

部署完成之後，我們通過如下 URL 即可存取 Kubernetes dashboard

http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kube-system/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

進入 Dashboard 需要令牌，可以通過以下命令獲取令牌，將生成的令牌複製貼上到令牌登入輸入框即可。

kubectl -n kube-system describe secret default| awk '$1=="token:"{print $2}'

下載安裝 Helm

Helm是 Deis 開發的一個用於 kubernetes 的包管理器。每個包稱為一個 Chart ， Helm 用戶端安裝十分簡單，我們可以到 Github下載最新的可執行程式，解壓出來就可以使用了，具體操作步驟可如下：

# 下載 v2.16.1 版本
wget https://get.helm.sh/helm-v2.16.1-linux-amd64.tar.gz
# 解壓
tar -zxvf helm-v2.16.1-linux-amd64.tar.gz
cd linux-amd64/
# 移動到 /usr/local/bin 目錄下
cp helm /usr/local/bin/

伺服器端 tiller 安裝起來就相對來說不是那麼容易了，因為要下載牆外的映象。好在 Docker Hub 上有別人打包上傳的映象，我們只需要 pull 下來，打個 tag 即可，具體步驟如下：

# 下載映象到本地
docker pull doublemine/kubernetes-helm.tiller:v2.16.1
# 新增 tag
docker tag doublemine/kubernetes-helm.tiller:v2.16.1 gcr.io/kubernetes-helm/tiller:v2.16.1

伺服器端的映象下載到本地之後，我們就可以在叢集上安裝 tiller ，我們可以執行下面的命令來建立服務賬號和初始化用戶端

kubectl create serviceaccount tiller -n kube-system
kubectl create clusterrolebinding tiller --clusterrole cluster-admin --serviceaccount kube-system:tiller
helm init --wait --service-account tiller

安裝和初始化完成之後，我們想要驗證 tiller 服務是否執行，可以使用如下命令

$ kubectl get pod --namespace kube-system
NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-5c98db65d4-7rn5b                 1/1     Running   0          12h
coredns-5c98db65d4-bx9x2                 1/1     Running   0          12h
etcd-docker-desktop                      1/1     Running   0          12h
kube-apiserver-docker-desktop            1/1     Running   0          12h
kube-controller-manager-docker-desktop   1/1     Running   0          12h
kube-proxy-rdtfm                         1/1     Running   0          12h
kube-scheduler-docker-desktop            1/1     Running   0          12h
kubernetes-dashboard-7d75c474bb-qcbxx    1/1     Running   0          4h46m
tiller-deploy-54f7455d59-fgsnb           1/1     Running   0          12h

我們可以看到最後一列顯示 tiller 服務正在執行。

Helm 設定國內映象源

當我們使用 helm 安裝應用的時候，我們會發現下載速度特別慢，還有可能會遇到網路的問題，這種情況我們需要設定其預設下載的映象源為國內。具體設定步驟如下：

# 刪除預設的映象源
helm repo remove stable
# 增加新的國內映象源
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
helm repo add incubator http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts-incubator/
# 更新倉庫
sudo helm repo update

# 測試速度
helm search MySQL

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