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Billy Tat
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title: 在 Windows 集群上启动 Kubernetes
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使用 Rancher 配置[自定义集群](use-existing-nodes.md)时，Rancher 通过 RKE（Rancher Kubernetes Engine）在现有节点上安装 Kubernetes。
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在使用 Rancher 配置的 Windows 集群中，集群必须同时包含 Linux 和 Windows 节点。Kubernetes controlplane 只能运行在 Linux 节点上，Windows 节点只能有 Worker 角色。Windows 节点只能用于部署工作负载。
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Windows 集群的其他要求如下：
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- 只有在创建集群时启用了 Windows 支持的集群才能添加 Windows 节点。无法为现有集群启用 Windows 支持。
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- 需要 Kubernetes 1.15+。
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- 必须使用 Flannel 网络提供商。
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- Windows 节点必须有 50 GB 的磁盘空间。
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有关完整的要求列表，请参阅[本节](#windows-集群的要求)。
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有关支持 Windows 的 Kubernetes 功能摘要，请参阅[在 Windows 中使用 Kubernetes 支持的功能和限制](https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/windows/intro-windows-in-kubernetes/#supported-functionality-and-limitations)的 Kubernetes 文档，或[在 Kubernetes 中调度 Windows 容器的指南](https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/windows/user-guide-windows-containers/)。
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## Rancher 2.6 变更
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Rancher 2.6 支持直接使用 Rancher UI 配置 [RKE2](https://docs.rke2.io/) 集群。RKE2，也称为 RKE Government，是一个完全符合标准的 Kubernetes 发行版，它专注于安全性和合规性。
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在 Rancher 2.6.5 中，RKE2 已经 GA。
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### RKE2 Windows
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RKE2 配置功能还包括在 Windows 集群上安装 RKE2。RKE2 的 Windows 功能包括：
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- 由 containerd 提供支持的使用 RKE2 的 Windows 容器
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- 直接从 Rancher UI 配置 Windows RKE2 自定义集群
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- 用于 Windows RKE2 自定义集群的 Calico CNI
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- 技术预览包含了 Windows Server 的 SAC 版本（2004 和 20H2）
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要使 Windows 支持 RKE2 自定义集群，请选择 Calico 作为 CNI。
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:::note
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默认情况下，Rancher 允许 Windows 工作负载 pod 部署在 Windows 和 Linux Worker 节点上。在 RKE2 中创建混合集群时，你必须编辑 Chart 中的 `nodeSelector`，从而将 Pod 放置到兼容的 Windows 节点上。有关如何使用 `nodeSelector` 将 pod 分配给节点的更多信息，请参阅 [Kubernetes 文档](https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/#nodeselector)。
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**_Rancher v2.6.7 新功能_**
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- Kubernetes v1.24.1 及更高版本支持 Windows RKE2 中的 HostProcess 容器。有关详细信息，请参阅[上游文档](https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/create-hostprocess-pod/)。
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## Windows 集群的要求
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网络、操作系统和 Docker 的一般节点要求与 [Rancher 安装](installation-requirements.md)的节点要求相同。
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### 操作系统和 Docker 要求
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我们对 Windows Server 和 Windows 容器的支持与 LTSC（长期服务渠道）和 SAC（半年渠道）的 Microsoft 官方生命周期相匹配。
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有关 Windows Server 的支持生命周期的日期，请参阅 [Microsoft 文档](https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/get-started/windows-server-release-info)。
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### Kubernetes 版本
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需要 Kubernetes v1.15+。
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如果你在 Windows Server 20H2 Standard Core 上使用 Kubernetes v1.21，则必须在节点上安装补丁“2019-08 Servicing Stack Update for Windows Server”。
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### 节点要求
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集群中的主机至少需要：
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- 2 核 CPU
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- 5 GB 内存
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- 50 GB 磁盘空间
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Rancher 不会配置不满足要求的节点。
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### 网络要求
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在配置新集群之前，请确保你已经在接收入站网络流量的设备上安装了 Rancher。这是集群节点与 Rancher 通信所必需的。如果你尚未安装 Rancher，请在继续阅读本指南之前先参阅[安装文档](installation-and-upgrade.md)进行安装。
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Rancher 仅支持使用 Flannel 作为网络提供商的 Windows。
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有两个网络选项：[**Host Gateway (L2bridge)**](https://github.com/coreos/flannel/blob/master/Documentation/backends.md#host-gw) 和 [**VXLAN (Overlay)**](https://github.com/coreos/flannel/blob/master/Documentation/backends.md#vxlan)。默认选项是 **VXLAN (Overlay)** 模式。
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对于 **Host Gateway (L2bridge)** 网络，最好为所有节点使用相同的第 2 层网络。否则，你需要为它们配置路由规则。有关详细信息，请参阅[配置云托管 VM 路由的文档](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/use-windows-clusters/network-requirements-for-host-gateway.md#云托管虚拟机的路由配置)。如果你使用的是 Amazon EC2、Google GCE 或 Azure 虚拟机，你需要[禁用私有 IP 地址检查](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/use-windows-clusters/network-requirements-for-host-gateway.md#禁用私有-ip-地址检查)。
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对于 **VXLAN (Overlay)** 网络，你必须安装 [KB4489899](https://support.microsoft.com/en-us/help/4489899) 修补程序。大多数云托管的 VM 已经具有此修补程序。
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如果你在为 AWS 虚拟私有云配置 DHCP 选项集，请注意，你只能在 `domain-name` 选项字段中指定一个域名。详情请参见 [DHCP 选项文档](https://docs.aws.amazon.com/vpc/latest/userguide/VPC_DHCP_Options.html)。
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:::note
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一些 Linux 操作系统支持以空格分隔的多个域名。但是，其他 Linux 操作系统和 Windows 将该值视为单个域名，从而导致意外错误。如果你的 DHCP 选项集与具有多个操作系统实例的 VPC 相关联，请仅指定一个域名。
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### 带有 ESXi 6.7u2 及更高版本的 vSphere 上的 Rancher
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如果你在带有 ESXi 6.7u2 或更高版本的 VMware vSphere 上使用 Rancher，并使用 Red Hat Enterprise Linux 8.3、CentOS 8.3 或 SUSE Enterprise Linux 15 SP2 或更高版本，你需要禁用 `vmxnet3` 虚拟网络适配器硬件卸载功能。否则，不同集群节点上的 pod 之间的所有网络连接会因为超时错误而失败。从 Windows pod 到在 Linux 节点上运行的关键服务（例如 CoreDNS）的所有连接也将失败。外部连接也可能失败。出现这个问题的原因是 Linux 发行版在 `vmxnet3` 中启用了硬件卸载功能，而且 `vmxnet3` 硬件卸载功能中存在一个会丢弃客户覆盖流量的数据包的 bug。要解决此问题，必须禁用 `vmxnet3` 硬件卸载功能。此设置不会在重启后继续生效，因此需要在每次启动时禁用。推荐的做法是在 `/etc/systemd/system/disable_hw_offloading.service` 中创建一个 systemd 单元文件，这会在启动时禁用 `vmxnet3` 硬件卸载功能。禁用 `vmxnet3` 硬件卸载功能的示例 systemd 单元文件如下所示。注意，`<VM network interface>` 必须自定义为主机的 `vmxnet3` 网络接口，如 `ens192`：
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```
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[Unit]
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Description=Disable vmxnet3 hardware offloading feature
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[Service]
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Type=oneshot
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ExecStart=ethtool -K <VM network interface> tx-udp_tnl-segmentation off
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ExecStart=ethtool -K <VM network interface> tx-udp_tnl-csum-segmentation off
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StandardOutput=journal
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target
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```
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然后在 systemd 单元文件上设置适当的权限：
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```
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chmod 0644 /etc/systemd/system/disable_hw_offloading.service
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```
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最后，启用 systemd 服务：
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```
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systemctl enable disable_hw_offloading.service
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```
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### 架构要求
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Kubernetes 集群管理节点（`etcd` 和 `controlplane`）必须运行在 Linux 节点上。
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部署工作负载的 `worker` 节点通常是 Windows 节点，但必须至少有一个 `worker` 节点运行在 Linux 上，才能按顺序运行 Rancher Cluster Agent、DNS、Metrics Server 和 Ingress 相关容器。
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我们推荐下表中列出的三节点架构，但你始终可以添加额外的 Linux 和 Windows worker 节点来扩展集群，从而实现冗余：
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<a id="guide-architecture"></a>
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| 节点 | 操作系统 | Kubernetes 集群角色 | 用途 |
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| ------ | --------------------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------- |
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| 节点 1 | Linux（推荐 Ubuntu Server 18.04） | controlplane, etcd, worker | 管理 Kubernetes 集群 |
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| 节点 2 | Linux（推荐 Ubuntu Server 18.04） | Worker | 支持集群的 Rancher Cluster Agent、Metrics Server、DNS 和 Ingress |
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| 节点 3 | Windows（Windows Server 核心版本 1809 或更高版本） | Worker | 运行 Windows 容器 |
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### 容器要求
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Windows 要求容器的版本必须与部署容器的 Windows Server 的版本一致。因此，你必须在 Windows Server 核心版本 1809 或更高版本上构建容器。如果你已经使用早期的 Windows Server 核心版本构建了容器，则必须使用 Windows Server 核心版本 1809 或更高版本重新构建容器。
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### 云提供商要求
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如果你在集群中设置了 Kubernetes 云提供商，则需要进行一些额外的操作。如果你想使用云提供商的功能，例如为集群自动配置存储、负载均衡器或其他基础设施，你可能需要设置云提供商。有关如何配置满足条件的云提供商集群节点，请参阅[此页面](../pages-for-subheaders/set-up-cloud-providers.md)。
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如果你的云提供商是 GCE（Google Compute Engine），则必须执行以下操作：
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- 按照[步骤](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/set-up-cloud-providers/google-compute-engine.md) 在`cluster.yml` 中启用 GCE 云提供商。
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- 在 Rancher 中配置集群时，在 Rancher UI 中选择**自定义云提供商**作为云提供商。
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## 教程：如何创建支持 Windows 的集群
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本教程描述了如何使用[推荐架构](#guide-architecture)中的三个节点创建由 Rancher 配置的集群。
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在现有节点上使用 Rancher 配置集群时，你需要在每个节点上安装 [Rancher Agent](../reference-guides/cluster-configuration/rancher-server-configuration/use-existing-nodes/rancher-agent-options.md) 来将节点添加到集群中。在 Rancher UI 中创建或编辑集群时，你会看到一个**自定义节点运行命令**，你可以在每台服务器上运行该命令，从而将服务器添加到集群中。
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要设置支持 Windows 节点和容器的集群，你需要完成以下任务：
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### 1. 配置主机
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要在具有 Windows 支持的现有节点上配置集群，请准备好你的主机。
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主机可以是：
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- 云托管的虚拟机
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- 虚拟化集群中的虚拟机
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- 裸金属服务器
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你将配置三个节点：
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- 一个 Linux 节点，用于管理 Kubernetes controlplane 并存储你的 `etcd`。
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- 第二个 Linux 节点，它将作为 worker 节点。
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- Windows 节点，它将作为 worker 节点运行 Windows 容器。
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| 节点 | 操作系统 |
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| ------ | ------------------------------------------------------------ |
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| 节点 1 | Linux（推荐 Ubuntu Server 18.04） |
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| 节点 2 | Linux（推荐 Ubuntu Server 18.04） |
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| 节点 3 | Windows（Windows Server 核心版本 1809 或更高版本） |
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如果你的节点托管在**云提供商**上，并且你需要自动化支持（例如负载均衡器或持久存储设备），你的节点还需要满足额外的配置要求。详情请参见[选择云提供商](../pages-for-subheaders/set-up-cloud-providers.md)。
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### 2. 在现有节点上创建集群
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在现有节点上创建 Windows 集群的说明与一般[创建自定义集群的说明](use-existing-nodes.md)非常相似，但有一些特定于 Windows 的要求。
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1. 在左上角，单击 **☰ > 集群管理**。
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1. 在**集群**页面上，单击**创建**。
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1. 单击**自定义**。
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1. 在**集群名称**字段中输入集群的名称。
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1. 在 **Kubernetes 版本**下拉菜单中，选择 v1.19 或更高版本。
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1. 在**网络提供商**字段中，选择 **Flannel**。
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1. 在 **Windows 支持**中，单击**启用**。
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1. 可选：启用 Windows 支持后，你将能够选择 Flannel 后端模式。有两个网络选项：[**Host Gateway (L2bridge)**](https://github.com/coreos/flannel/blob/master/Documentation/backends.md#host-gw) 和 [**VXLAN (Overlay)**](https://github.com/coreos/flannel/blob/master/Documentation/backends.md#vxlan)。默认选项是 **VXLAN (Overlay)** 模式。
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1. 点击**下一步**。
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:::note 重要提示：
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对于 <b>Host Gateway (L2bridge)</b> 网络，最好为所有节点使用相同的第 2 层网络。否则，你需要为它们配置路由规则。有关详细信息，请参阅[配置云托管 VM 路由的文档](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/use-windows-clusters/network-requirements-for-host-gateway.md#云托管虚拟机的路由配置)。如果你使用的是 Amazon EC2、Google GCE 或 Azure 虚拟机，你需要[禁用私有 IP 地址检查](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/use-windows-clusters/network-requirements-for-host-gateway.md#禁用私有-ip-地址检查)。
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### 3. 将节点添加到集群
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本节介绍如何将 Linux 和 Worker 节点注册到集群。你将在每个节点上运行一个命令，该命令将安装 Rancher Agent 并允许 Rancher 管理每个节点。
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#### 添加 Linux master 节点
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在本节中，你需要在 Rancher UI 上填写表单以获取自定义命令，从而在 Linux master 节点上安装 Rancher Agent。然后，复制该命令并在 Linux master 节点上运行命令，从而在集群中注册该节点。
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集群中的第一个节点应该是具有 **controlplane** 和 **etcd** 角色的 Linux 主机。至少必须为此节点启用这两个角色，并且必须先将此节点添加到集群中，然后才能添加 Windows 主机。
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1. 在**节点操作系统**中，单击 **Linux**。
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1. 在**节点角色**中，至少选择 **etcd** 和 **controlplane**。推荐选择所有的三个角色。
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1. 可选：如果点击**显示高级选项**，你可以自定义 [Rancher Agent](../reference-guides/cluster-configuration/rancher-server-configuration/use-existing-nodes/rancher-agent-options.md) 和[节点标签](https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/)的设置。
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1. 将屏幕上显示的命令复制到剪贴板。
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1. SSH 到你的 Linux 主机，然后运行复制到剪贴板的命令。
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1. 完成配置 Linux 节点后，选择**完成**。
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**结果**：
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你已创建集群，集群的状态是**配置中**。Rancher 已在你的集群中。
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当集群状态变为 **Active** 后，你可访问集群。
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**Active** 状态的集群会分配到两个项目：
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- `Default`：包含 `default` 命名空间
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- `System`：包含 `cattle-system`，`ingress-nginx`，`kube-public` 和 `kube-system` 命名空间。
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节点可能需要几分钟才能注册到集群中。
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#### 添加 Linux Worker 节点
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在本节中，我们通过运行命令将 Linux Worker 节点注册到集群中。
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在初始配置集群之后，你的集群只有一个 Linux 主机。接下来，我们添加另一个 Linux `worker` 主机，用于支持集群的 _Rancher Cluster Agent_、_Metrics Server_、_DNS_ 和 _Ingress_。
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1. 在左上角，单击 **☰ > 集群管理**。
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1. 转到你创建的集群，然后单击 **⋮ > 编辑配置**。
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1. 向下滚动到**节点操作系统**。选择 **Linux**。
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1. 在**自定义节点运行命令**中，转到**节点选项**并选择 **Worker** 角色。
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1. 将屏幕上显示的命令复制到剪贴板。
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1. 使用远程终端连接登录到你的 Linux 主机。粘贴剪贴板的命令并运行。
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1. 在 **Rancher**中，单击**保存**。
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**结果**：**Worker** 角色已安装在你的 Linux 主机上，并且节点会向 Rancher 注册。节点可能需要几分钟才能注册到集群中。
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:::note
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Linux Worker 节点上的污点
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以下污点将添加集群中的 Linux Worker 节点中。将此污点添加到 Linux Worker 节点后，添加到 Windows 集群的任何工作负载都将自动调度到 Windows Worker 节点。如果想将工作负载专门调度到 Linux Worker 节点上，则需要为这些工作负载添加容忍度。
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| 污点键 | 污点值 | 污点效果 |
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| -------------- | ----------- | ------------ |
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| `cattle.io/os` | `linux` | `NoSchedule` |
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:::
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#### 添加 Windows Worker 节点
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在本节中，我们通过运行命令将 Windows Worker 节点注册到集群中。
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你可以通过编辑集群并选择 **Windows** 选项，从而将 Windows 主机添加到集群中。
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1. 在左上角，单击 **☰ > 集群管理**。
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1. 转到你创建的集群，然后单击 **⋮ > 编辑配置**。
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1. 向下滚动到**节点操作系统**。选择 **Windows**。注意：你将看到 **worker** 角色是唯一可用的角色。
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1. 将屏幕上显示的命令复制到剪贴板。
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1. 使用你喜欢的工具（例如 [Microsoft 远程桌面](https://docs.microsoft.com/en-us/windows-server/remote/remote-desktop-services/clients/remote-desktop-clients)）登录到 Windows 主机。在 **Command Prompt (CMD)** 中运行复制到剪贴板的命令。
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1. 在 Rancher 中，单击**保存**。
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1. 可选：如果要向集群添加更多 Windows 节点，请重复这些操作。
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**结果**：**Worker** 角色已安装在你的 Windows 主机上，并且节点会向 Rancher 注册。节点可能需要几分钟才能注册到集群中。你现在已拥有一个 Windows Kubernetes 集群。
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### 可选的后续步骤
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创建集群后，你可以通过 Rancher UI 访问集群。最佳实践建议你设置以下访问集群的备用方式：
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- **通过 kubectl CLI 访问你的集群**：按照[这些步骤](../how-to-guides/new-user-guides/manage-clusters/access-clusters/use-kubectl-and-kubeconfig.md#在工作站使用-kubectl-访问集群)在你的工作站上使用 kubectl 访问集群。在这种情况下，你将通过 Rancher Server 的身份验证代理进行身份验证，然后 Rancher 会让你连接到下游集群。此方法允许你在没有 Rancher UI 的情况下管理集群。
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- **通过 kubectl CLI 使用授权的集群端点访问你的集群**：按照[这些步骤](../how-to-guides/new-user-guides/manage-clusters/access-clusters/use-kubectl-and-kubeconfig.md#直接使用下游集群进行身份验证)直接使用 kubectl 访问集群，而无需通过 Rancher Server 进行身份验证。我们建议设置此替代方法来访问集群，以便在无法连接到 Rancher 时访问集群。
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## Azure 中存储类的配置
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如果你的节点使用 Azure VM，则可以使用 [Azure 文件](https://docs.microsoft.com/en-us/azure/aks/azure-files-dynamic-pv)作为集群的存储类（StorageClass）。详情请参见[此部分](../how-to-guides/new-user-guides/kubernetes-clusters-in-rancher-setup/use-windows-clusters/azure-storageclass-configuration.md)。
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