Preparar el clúster de Kubernetes habilitado para Azure Arc

Artículo
10/24/2024

Importante

Versión preliminar de operaciones de Azure IoT: habilitada por Azure Arc está actualmente en versión preliminar. No se debería usar este software en versión preliminar en entornos de producción.

Deberá implementar una nueva instalación de Azure IoT Operations cuando esté disponible una versión general. No podrá actualizar una instalación de versión preliminar.

Consulte Términos de uso complementarios para las versiones preliminares de Microsoft Azure para conocer los términos legales que se aplican a las características de Azure que se encuentran en la versión beta, en versión preliminar o que todavía no se han publicado para que estén disponibles con carácter general.

Un clúster de Kubernetes habilitado para Azure Arc es un requisito previo para implementar Azure IoT Operations Preview, habilitado por Azure Arc. En este artículo se describe cómo preparar un clúster antes de implementar Azure IoT Operations Preview en un clúster de Kubernetes habilitado para Arc. En este artículo se incluyen instrucciones para máquinas Ubuntu y Windows.

Sugerencia

Los pasos de este artículo preparan el clúster para una implementación de configuración segura, que es un proceso más largo pero listo para producción. Si quiere implementar operaciones de Azure IoT rápidamente y ejecutar una carga de trabajo de ejemplo con solo configuración de prueba, consulte inicio rápido: Ejecución de Azure IoT Operations Preview en GitHub Codespaces con K3s en su lugar.

Para obtener más información sobre la configuración de prueba y la configuración segura, consulte Detalles de implementación > Elegir las características.

Requisitos previos

Las Operaciones de IoT de Azure se pueden ejecutar en cualquier clúster de Kubernetes habilitado para Arc que cumpla los requisitos del sistema de Kubernetes habilitados para Azure Arc. Actualmente, Operaciones de IoT de Azure no admite arquitecturas Arm64.

Microsoft admite Azure Kubernetes Service (AKS) Edge Essentials para implementaciones en Windows y K3s para implementaciones en Ubuntu. Para obtener una lista de combinaciones de hardware y software específicas que se prueban y validan, consulte Entornos validados.

Si quiere implementar operaciones de Azure IoT en una solución de varios nodos, use K3s en Ubuntu.

Para preparar el clúster de Kubernetes habilitado para Azure Arc, necesita lo siguiente:

AKS Edge Essentials
Ubuntu

Suscripción a Azure. Si no tiene una suscripción de Azure, cree una gratuita antes de comenzar.
CLI de Azure versión 2.64.0 o posterior instalada en su máquina de desarrollo. Use az --version para comprobar la versión y az upgrade para actualizarla si es necesario. Para obtener más información, consulte Cómo instalar la CLI de Azure.

La versión más reciente de las siguientes extensiones para la CLI de Azure:

az extension add --upgrade --name azure-iot-ops
az extension add --upgrade --name connectedk8s

Hardware que cumple los requisitos del sistema:
- Asegúrese de que la máquina tiene un mínimo de 16 GB de RAM disponible, 8 vCPU disponibles y espacio en disco libre de 52 GB para operaciones de Azure IoT.
- Requisitos del sistema Kubernetes habilitado para Azure Arc.
- Requisitos y la matriz compatible de AKS Edge Essentials.
- Guía de redes de AKS Edge Essentials.

Suscripción a Azure. Si no tiene una suscripción de Azure, cree una gratuita antes de comenzar.
CLI de Azure versión 2.64.0 o posterior instalada en su máquina de desarrollo. Use az --version para comprobar la versión y az upgrade para actualizarla si es necesario. Para obtener más información, consulte Cómo instalar la CLI de Azure.

La versión más reciente de las siguientes extensiones para la CLI de Azure:

az extension add --upgrade --name azure-iot-ops
az extension add --upgrade --name connectedk8s

Hardware que cumple los requisitos del sistema:
- Asegúrese de que la máquina tiene un mínimo de 16 GB de RAM disponible y 8 vCPU disponibles reservadas para operaciones de Azure IoT.
- Requisitos del sistema Kubernetes habilitado para Azure Arc.
- Requisitos de K3s.
Si va a implementar operaciones de Azure IoT en un clúster de varios nodos con tolerancia a errores habilitada, revise los requisitos de hardware y almacenamiento en Preparación de linux para volúmenes perimetrales.

Crear un clúster

En esta sección se proporcionan pasos para crear clústeres en entornos validados en Linux y Windows.

AKS Edge Essentials
Ubuntu

Azure Kubernetes Service Edge Essentials es una implementación local de Kubernetes de Azure Kubernetes Service (AKS) que automatiza la ejecución de aplicaciones en contenedor a escala. AKS Edge Essentials incluye una plataforma de Kubernetes compatible con Microsoft que incluye una distribución ligera de Kubernetes con una superficie pequeña y una experiencia de instalación sencilla, lo que facilita la implementación de Kubernetes en hardware perimetral de clase PC o "ligero".

El script AksEdgeQuickStartForAio.ps1 automatiza el proceso de creación y conexión de un clúster, y es la ruta recomendada para implementar operaciones de Azure IoT en AKS Edge Essentials.

Abra una ventana de PowerShell con privilegios elevados y cambie el directorio a una carpeta de trabajo.
Obtenga el objectId de la aplicación de Microsoft Entra ID que usa el servicio Azure Arc. Ejecute el siguiente comando exactamente como está escrito, sin cambiar el valor GUID.
```
az ad sp show --id bc313c14-388c-4e7d-a58e-70017303ee3b --query id -o tsv
```

Ejecute los siguientes comandos y reemplace los valores de marcador de posición por la información:

Marcador	Value
SUBSCRIPTION_ID	Id. de la suscripción de Azure. Si no conoce el identificador de suscripción, vea Búsqueda de la suscripción de Azure.
TENANT_ID	Identificador del inquilino de Microsoft Entra. Si no conoce el identificador de inquilino, vea Buscar el inquilino de Microsoft Entra.
RESOURCE_GROUP_NAME	Nombre de un grupo de recursos existente o un nombre para crear un nuevo grupo de recursos.
LOCATION	Región de Azure cercana a usted. Para obtener la lista de regiones de Azure admitidas actualmente, vea Regiones admitidas.
CLUSTER_NAME	Nombre del nuevo clúster que se va a crear.
ARC_APP_OBJECT_ID	Valor del identificador de objeto que recuperó en el paso anterior.

$url = "https://raw.githubusercontent.com/Azure/AKS-Edge/main/tools/scripts/AksEdgeQuickStart/AksEdgeQuickStartForAio.ps1"
Invoke-WebRequest -Uri $url -OutFile .\AksEdgeQuickStartForAio.ps1
Unblock-File .\AksEdgeQuickStartForAio.ps1
Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force
.\AksEdgeQuickStartForAio.ps1 -SubscriptionId "<SUBSCRIPTION_ID>" -TenantId "<TENANT_ID>" -ResourceGroupName "<RESOURCE_GROUP_NAME>"  -Location "<LOCATION>"  -ClusterName "<CLUSTER_NAME>" -CustomLocationOid "<ARC_APP_OBJECT_ID>"

Si hay algún problema durante la implementación, incluido si la máquina se reinicia como parte de este proceso, vuelva a ejecutar todo el conjunto de comandos.

Ejecute los comandos siguientes para comprobar que la implementación se haya realizado correctamente:
```
Import-Module AksEdge
Get-AksEdgeDeploymentInfo
```
En la salida del comando Get-AksEdgeDeploymentInfo, debería ver que el estado de Arc del clúster sea Connected.

Para preparar un clúster de K3s Kubernetes en Ubuntu:

Instale K3s siguiendo las instrucciones de la guía de inicio rápido de K3s.
Compruebe que kubectl se instaló como parte de K3s. Si no es así, siga las instrucciones para instalar kubectl en Linux.
```
kubectl version --client
```
Siga estas instrucciones para instalar Helm.

Cree un archivo yaml de configuración de K3s en .kube/config:

mkdir ~/.kube
sudo KUBECONFIG=~/.kube/config:/etc/rancher/k3s/k3s.yaml kubectl config view --flatten > ~/.kube/merged
mv ~/.kube/merged ~/.kube/config
chmod  0600 ~/.kube/config
export KUBECONFIG=~/.kube/config
#switch to k3s context
kubectl config use-context default
sudo chmod 644 /etc/rancher/k3s/k3s.yaml

Ejecute el comando siguiente para aumentar los límites de inspección o instancia del usuario.

echo fs.inotify.max_user_instances=8192 | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
echo fs.inotify.max_user_watches=524288 | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

sudo sysctl -p

Para mejorar el rendimiento, aumente el límite del descriptor de archivo:

echo fs.file-max = 100000 | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

sudo sysctl -p

Configuración de clústeres de varios nodos para Azure Container Storage

En clústeres de varios nodos con al menos tres nodos, tiene la opción de habilitar la tolerancia a errores para el almacenamiento con Azure Container Storage habilitado por Azure Arc al implementar operaciones de Azure IoT. Si desea habilitar esa opción, prepare el clúster de varios nodos con los pasos siguientes:

Instale el módulo NVME necesario a través de TCP para el kernel mediante el siguiente comando:
```
sudo apt install linux-modules-extra-`uname -r`
```
Nota:

La versión mínima admitida del kernel de Linux es la 5.1. En este momento, hay problemas conocidos con la versión 6.4 y 6.2. Para obtener la información más reciente, consulte las notas de la versión de Azure Container Storage

En cada nodo del clúster, establezca el número de HugePages en 512 con el siguiente comando:

HUGEPAGES_NR=512
echo $HUGEPAGES_NR | sudo tee /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages
echo "vm.nr_hugepages=$HUGEPAGES_NR" | sudo tee /etc/sysctl.d/99-hugepages.conf

Habilite su clúster para Arc

Conecte el clúster a Azure Arc para que se pueda administrar de forma remota.

AKS Edge Essentials
Ubuntu

El script de AksEdgeQuickStartForAio.ps1 que ejecutó en la sección anterior controló los pasos para conectar el clúster. No es necesario realizar ningún paso adicional para habilitar Arc.

Para conectar el clúster a Azure Arc:

En la máquina donde implementó el clúster de Kubernetes, inicie sesión con la CLI de Azure:
```
az login
```
Si recibe un error que indica El dispositivo debe administrarse para acceder al recurso, vuelva a ejecutar az login y asegúrese de iniciar sesión interactivamente con un explorador.

Establezca variables de entorno para la suscripción de Azure, la ubicación, un nuevo grupo de recursos y el nombre del clúster, ya que se mostrará en el grupo de recursos.

Para obtener la lista de regiones de Azure admitidas actualmente, vea Regiones admitidas.

# Id of the subscription where your resource group and Arc-enabled cluster will be created
export SUBSCRIPTION_ID=<SUBSCRIPTION_ID>

# Azure region where the created resource group will be located
export LOCATION=<REGION>

# Name of a new resource group to create which will hold the Arc-enabled cluster and Azure IoT Operations resources
export RESOURCE_GROUP=<NEW_RESOURCE_GROUP_NAME>

# Name of the Arc-enabled cluster to create in your resource group
export CLUSTER_NAME=<NEW_CLUSTER_NAME>

Después de iniciar sesión, la CLI de Azure muestra todas las suscripciones e indica la suscripción predeterminada con un asterisco *. Para continuar con la suscripción predeterminada, seleccione Enter. De lo contrario, escriba el número de la suscripción de Azure que desea usar.
Registre los proveedores de recursos necesarios en la suscripción:

Nota:

Este paso solo debe ejecutarse una vez por suscripción. Para registrar proveedores de recursos, necesita permiso para realizar la operación de /register/action, que se incluye en los roles Colaborador y Propietario de la suscripción. Para más información, vea Tipos y proveedores de recursos de Azure.
```
az provider register -n "Microsoft.ExtendedLocation"
az provider register -n "Microsoft.Kubernetes"
az provider register -n "Microsoft.KubernetesConfiguration"
az provider register -n "Microsoft.IoTOperations"
az provider register -n "Microsoft.DeviceRegistry"
az provider register -n "Microsoft.SecretSyncController"
```
Use el comando az group create para crear un grupo de recursos en la suscripción de Azure donde almacenar todos los recursos:
```
az group create --location $LOCATION --resource-group $RESOURCE_GROUP --subscription $SUBSCRIPTION_ID
```

Use el comando az connectedk8s connect para habilitar Arc el clúster de Kubernetes y administrarlo como parte del grupo de recursos de Azure:

az connectedk8s connect --name $CLUSTER_NAME -l $LOCATION --resource-group $RESOURCE_GROUP --subscription $SUBSCRIPTION_ID --enable-oidc-issuer --enable-workload-identity

Obtenga la dirección URL del emisor del clúster.

az connectedk8s show --resource-group $RESOURCE_GROUP --name $CLUSTER_NAME --query oidcIssuerProfile.issuerUrl --output tsv

Guarde la salida de este comando para usarla en los pasos siguientes.

Cree un archivo de configuración k3s.
```
sudo nano /etc/rancher/k3s/config.yaml
```
Agregue el siguiente contenido al config.yaml archivo y reemplace el marcador de posición por la <SERVICE_ACCOUNT_ISSUER> dirección URL del emisor del clúster.
```
kube-apiserver-arg:
 - service-account-issuer=<SERVICE_ACCOUNT_ISSUER>
 - service-account-max-token-expiration=24h
```
Guarde el archivo y salga del editor nano.
Obtenga el objectId de la aplicación Microsoft Entra ID que usa el servicio Azure Arc y guárdelo como una variable de entorno. Ejecute el siguiente comando exactamente como está escrito, sin cambiar el valor GUID.
```
export OBJECT_ID=$(az ad sp show --id bc313c14-388c-4e7d-a58e-70017303ee3b --query id -o tsv)
```
Use el comando az connectedk8s enable-features para habilitar la compatibilidad con una ubicación personalizada en el clúster. Este comando usa objectId de la aplicación de Microsoft Entra ID que el servicio Azure Arc utiliza. Ejecute este comando en la máquina donde implementó el clúster de Kubernetes:
```
az connectedk8s enable-features -n $CLUSTER_NAME -g $RESOURCE_GROUP --custom-locations-oid $OBJECT_ID --features cluster-connect custom-locations
```
Reinicie K3s.
```
systemctl restart k3s
```

Comprobación del clúster

Para comprobar que el clúster está listo para la implementación de operaciones de Azure IoT, puede usar el comando del asistente de verify-host en la extensión azure IoT Operations para la CLI de Azure. Cuando se ejecuta en el host del clúster, este comando auxiliar comprueba la conectividad con los puntos de conexión de Azure Resource Manager y Microsoft Container Registry.

az iot ops verify-host

Para comprobar que el clúster de Kubernetes ahora está habilitado para Azure Arc, ejecute el siguiente comando:

kubectl get deployments,pods -n azure-arc

La salida se parece al ejemplo siguiente:

NAME                                         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/clusterconnect-agent         1/1     1            1           10m
deployment.apps/extension-manager            1/1     1            1           10m
deployment.apps/clusteridentityoperator      1/1     1            1           10m
deployment.apps/controller-manager           1/1     1            1           10m
deployment.apps/flux-logs-agent              1/1     1            1           10m
deployment.apps/cluster-metadata-operator    1/1     1            1           10m
deployment.apps/extension-events-collector   1/1     1            1           10m
deployment.apps/config-agent                 1/1     1            1           10m
deployment.apps/kube-aad-proxy               1/1     1            1           10m
deployment.apps/resource-sync-agent          1/1     1            1           10m
deployment.apps/metrics-agent                1/1     1            1           10m

NAME                                              READY   STATUS    RESTARTS        AGE
pod/clusterconnect-agent-5948cdfb4c-vzfst         3/3     Running   0               10m
pod/extension-manager-65b8f7f4cb-tp7pp            3/3     Running   0               10m
pod/clusteridentityoperator-6d64fdb886-p5m25      2/2     Running   0               10m
pod/controller-manager-567c9647db-qkprs           2/2     Running   0               10m
pod/flux-logs-agent-7bf6f4bf8c-mr5df              1/1     Running   0               10m
pod/cluster-metadata-operator-7cc4c554d4-nck9z    2/2     Running   0               10m
pod/extension-events-collector-58dfb78cb5-vxbzq   2/2     Running   0               10m
pod/config-agent-7579f558d9-5jnwq                 2/2     Running   0               10m
pod/kube-aad-proxy-56d9f754d8-9gthm               2/2     Running   0               10m
pod/resource-sync-agent-769bb66b79-z9n46          2/2     Running   0               10m
pod/metrics-agent-6588f97dc-455j8                 2/2     Running   0               10m

Pasos siguientes

Ahora que tiene un clúster de Kubernetes habilitado para Azure Arc, puede implementar Azure IoT Operations.

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