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kubernetes集群环境搭建（kubeadm方式）

max706s • 2022-12-18 • 随笔 • 阅读 57

kubernetes集群环境搭建（kubeadm方式）,第1张

kubernetes集群环境搭建（kubeadm方式） 1. kubernetes简介


kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本。

kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器d性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

kubernetes组件
一个kubernetes集群主要是由**控制节点(master)、工作节点(node)**构成，每个节点上都会安装不同的组件。

master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )

ApiServer : 资源 *** 作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制

Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上

ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等

Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息

node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )

Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器

KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡

Docker : 负责节点上容器的各种 *** 作

下面，以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：

首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中

一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件

apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上

在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer

apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务

kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod

pod是kubernetes的最小 *** 作单元，容器必须跑在pod中至此，

一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理

这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了

1.1 kubernetes概念

Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控Node：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行Pod：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个podLabel：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签NameSpace：命名空间，用来隔离pod的运行环境 2. kubernetes集群环境搭建 2.1 前置知识点

目前生产部署Kubernetes 集群主要有两种方式：

    kubeadm

Kubeadm 是一个K8s 部署工具，提供kubeadm init 和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes 集群。

官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

    二进制包

从github 下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes 集群。

Kubeadm 降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可控，推荐使用二进制包部署Kubernetes 集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很多工作原理，也利于后期维护。

2.2 kubeadm 部署方式介绍

kubeadm 是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes 集群的工具，这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes 集群的部署：

创建一个Master 节点kubeadm init
将Node 节点加入到当前集群中$ kubeadm join

2.3 安装要求

在开始之前，部署Kubernetes 集群机器需要满足以下几个条件：

一台或多台机器， *** 作系统CentOS7.x-86_x64（该实验采用CentOS7.6版本）硬件配置：2GB 或更多RAM，2 个CPU 或更多CPU，硬盘30GB 或更多集群中所有机器之间网络互通可以访问外网，需要拉取镜像禁止swap 分区 2.4 最终目标

    在所有节点上安装Docker 和kubeadm部署Kubernetes Master部署容器网络插件部署Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes 集群中部署Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes 资源
2.5 准备环境

角色 IP地址安装组件master01 192.168.230.200docker，kubectl，kubeadm，kubeletnode01 192.168.230.201docker，kubectl，kubeadm，kubeletnode02 192.168.230.202docker，kubectl，kubeadm，kubelet 2.6 环境初始化 2.6.1 检查 *** 作系统的版本

此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上

[root@master ~]# cat /etc/redhat-release

Centos Linux 7.5.1804 (Core)

2.6.2 主机名解析

为了方便集群节点间的直接调用，在这个配置一下主机名解析，企业中推荐使用内部DNS服务器

主机名成解析 编辑三台服务器的/etc/hosts文件，添加下面内容

192.168.230.200  master01
192.168.230.201  node01
192.168.230.202  node02

2.6.3 时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一直，这里使用chronyd服务从网络同步时间

企业中建议配置内部的会见同步服务器

启动chronyd服务

[root@master ~]# systemctl start chronyd
[root@master ~]# systemctl enable chronyd
[root@master ~]# date
2.6.4 禁用iptable和firewalld服务

kubernetes和docker 在运行的中会产生大量的iptables规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则

1 关闭firewalld服务

[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld

2 关闭iptables服务

[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables
2.6.5 禁用selinux

selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disable

注意修改完毕之后需要重启linux服务

SELINUX=disabled

2.6.6 禁用swap分区

swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是物理内存使用完，之后将磁盘空间虚拟成内存来使用，启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响，因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备，但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明

编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
注意修改完毕之后需要重启linux服务

vim /etc/fstab

注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap

# /dev/mapper/centos-swap swap

2.6.7 修改linux的内核参数

修改linux的内核采纳数，添加网桥过滤和地址转发功能

vim /etc/sysctl.d/kubernetes.conf    #编辑该文件，添加如下配置：

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

重新加载配置

[root@master ~]# sysctl -p

加载网桥过滤模块

[root@master ~]# modprobe br_netfilter

查看网桥过滤模块是否加载成功

[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter

2.6.8 配置ipvs功能

在Kubernetes中Service有两种带来模型，一种是基于iptables的，一种是基于ipvs的两者比较的话，ipvs的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块

1.安装ipset和ipvsadm

[root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y

2.添加需要加载的模块写入脚本文件

[root@master ~]# cat < /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

3.为脚本添加执行权限

[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

4.执行脚本文件

[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

5.查看对应的模块是否加载成功

[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
2.6.9 安装docker

1、切换镜像源

cd /etc/yum.repos.d/   #先进入镜像源目录

然后下载阿里云的docker镜像源 docker-ce.repo到当前目录

[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

2、查看当前镜像源中支持的docker版本

[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates

3、安装特定版本的docker-ce

必须制定–setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本

[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y

4、添加一个配置文件

#Docker 在默认情况下使用Vgroup Driver为cgroupfs，而Kubernetes推荐使用systemd来替代cgroupfs

[root@master ~]# mkdir /etc/docker
[root@master ~]# cat < /etc/docker/daemon.json
{
	"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
	"registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

5、启动dokcer

[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker
2.6.10 安装Kubernetes组件

1、由于kubernetes的镜像在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源

2、编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置

[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
	   http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

3、安装kubeadm、kubelet和kubectl

[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

4、配置kubelet的cgroup

#编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置

KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

5、设置kubelet开机自启

[root@master ~]# systemctl enable kubelet

2.6.11 准备集群镜像

在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看

[root@master ~]# kubeadm config images list

下载镜像

此镜像kubernetes的仓库中，由于网络原因，无法连接，下面提供了一种替换方案，直接在三台机子上输入该命令

images=(
	kube-apiserver:v1.17.4
	kube-controller-manager:v1.17.4
	kube-scheduler:v1.17.4
	kube-proxy:v1.17.4
	pause:3.1
	etcd:3.4.3-0
	coredns:1.6.5
)

for imageName in ${images[@]};do
	docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
	docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
	docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName 
done
2.6.11 集群初始化

集群初始化前强烈建议先把每台虚拟机拍下快照，因为初始化过程可能出现各种奇奇怪怪的故障，可自行复制报错内容到网上查找解决方案，如果没法解决就直接恢复快照吧

下面的 *** 作只需要在master节点上执行即可，须修改成本机IP

创建集群

[root@master ~]# kubeadm init 
	--apiserver-advertise-address=192.168.230.200 
	--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers 
	--kubernetes-version=v1.17.4 
	--service-cidr=10.96.0.0/12 
	--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

创建必要文件

[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

master初始化后下边有个join链接，在需要加入该集群的node节点上分别执行（该链接需要引用自己的mstaer自己生成的才行） 

kubeadm join 192.168.230.200:6443 --token awk15p.t6bamck54w69u4s8 
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a94fa09562466d32d29523ab6cff122186f1127599fa4dcd5fa0152694f17117

以上两步执行完毕后在master上查看节点信息

[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME    STATUS   ROLES     AGE   VERSION
master  NotReady  master   6m    v1.17.4
node1   NotReady     22s   v1.17.4
node2   NotReady     19s   v1.17.4
2.6.12 安装网络插件，只在master节点 *** 作即可

下载网络插件yml文件（需网络能访问海外网站才行）

wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/documentation/kube-flannel.yml

由于外网不好访问，如果出现无法访问的情况，可以可直接使用我网盘分享的文件， 文件名是kube-flannel.yml，放到该位置：/root/kube-flannel.yml
文件内容为：
https://github.com/flannel-io/flannel/tree/master/documentation/kube-flannel.yml

链接: https://pan.baidu.com/s/167j-ZPwsgp_PmsngllLXMQ?pwd=yxew 提取码: yxew 复制这段内容后打开百度网盘手机App， *** 作更方便哦
使用配置文件启动fannel

kubectl apply -f kube-flannel.yml

等待它安装完毕，等待一分钟左右再查看， 发现集群的状态已经是Ready了~（成功）

2.6.13 重启kubelet和docker命令

重启kubelet

systemctl restart kubelet

重启docker

systemctl restart docker
2.6.14 集群出现严重故障无法解决时可使用kubeadm reset重置集群（慎用）

#在master节点之外的节点进行 *** 作

kubeadm reset
systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
rm -rf /var/lib/cni/
rm -rf /var/lib/kubelet/*
rm -rf /etc/cni/
ifconfig cni0 down
ifconfig flannel.1 down
ifconfig docker0 down
ip link delete cni0
ip link delete flannel.1

重启kubelet

systemctl restart kubelet

重启docker

systemctl restart docker
    DashBoard
    之前在kubernetes中完成的所有 *** 作都是通过命令行工具kubectl完成的。其实，为了提供更丰富的用户体验，kubernetes还开发了一个基于web的用户界面（Dashboard）。用户可以使用Dashboard部署容器化的应用，还可以监控应用的状态，执行故障排查以及管理kubernetes中各种资源。
3.部署Dashboard

下载yaml，并运行Dashboard

下载yaml

[root@k8s-master01 ~]# wget  https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0/aio/deploy/recommended.yaml

修改kubernetes-dashboard的Service类型

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  type: NodePort  # 新增
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30009  # 新增
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

部署

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f recommended.yaml

查看namespace下的kubernetes-dashboard下的资源

[root@master ~]# kubectl get pod,svc -n kubernetes-dashboard
NAME                                            READY   STATUS              RESTARTS   AGE
pod/dashboard-metrics-scraper-c79c65bb7-bqjbt   1/1     Running             0          14s
pod/kubernetes-dashboard-56484d4c5-nd2kq        0/1     ContainerCreating   0          14s

NAME                                TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
service/dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.100.57.155           8000/TCP        14s
service/kubernetes-dashboard        NodePort    10.102.50.206           443:30009/TCP   14s

2）创建访问账户，获取token

创建账号

[root@k8s-master01-1 ~]# kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard

授权

[root@k8s-master01-1 ~]# kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin-rb --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin

获取账号token

[root@k8s-master01 ~]#  kubectl get secrets -n kubernetes-dashboard | grep dashboard-admin


复制时注意修改下中加生成的 dashboard-admin-token-ch4g6

[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe secrets dashboard-admin-token-ch4g6 -n kubernetes-dashboard

3）通过浏览器访问Dashboard的UI
https://192.168.230.200:30009/#/login

在登录页面上输入上面的token后进入~

小编也是一名刚学k8s不久的渣渣，不过按照以上流程如果出现故障没法解决，可以给我留言哦，等我消化完后边再整理出更多K8S知识点，再出二进制部署过程~

欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/zaji/5714558.html

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