使用kubeadm方式搭建Kubernetes集群

一、Kubernetes集群搭建——kubeadm方式

1.1kubeadm

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。

1.2kubeadm工具功能：

• kubeadm init：初始化一个Master节点
• kubeadm join：将工作节点加入集群
• kubeadm upgrade：升级K8s版本
• kubeadm token：管理 kubeadm join 使用的令牌
• kubeadm reset：清空 kubeadm init 或者 kubeadm join 对主机所做的任何更改
• kubeadm version：打印 kubeadm 版本
• kubeadm alpha：预览可用的新功能

二、准备环境

2.1服务器要求：

• 建议最小硬件配置：2核CPU、2G内存、20G硬盘
• 服务器最好可以访问外网，会有从网上拉取镜像需求，如果服务器不能上网，需要提前下载对应镜像并导入节点

软件环境：

软件	版本
操作系统	CentOS7.9_x64 （mini）
Docker	20-ce
Kubernetes	1.25

服务器规划：

角色	IP
k8s-master	192.168.40.130
k8s-node1	192.168.40.131
k8s-node2	192.168.40.132

架构图：

三、操作系统初始化配置【所有节点】

# 关闭防火墙

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

 

# 关闭selinux

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久

setenforce 0  # 临时

 
# 关闭swap

swapoff -a  # 临时

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab    # 永久

# 根据规划设置主机名

hostnamectl set-hostname 

 

# 在master添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF

192.168.40.130 k8s-master

192.168.40.131 k8s-node1

192.168.40.132 k8s-node2

EOF

# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF 

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 

net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 

EOF

sysctl --system  # 生效 

# 时间同步

yum install ntpdate -y         #没有即可执行安装 

ntpdate time.windows.com

四、安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】

4.1 安装Docker

#下载docker yum源文件

​
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

​

 #安装docker

yum -y install docker-ce

#设置docker开机自启和启动docker

systemctl enable docker && systemctl start docker

4.2配置镜像下载加速器

cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

EOF

 #查看是否写入文件

systemctl restart docker

docker info
 

4.3安装cri-dockerd

Kubernetes v1.24移除docker-shim的支持，而Docker Engine默认又不支持CRI标准，因此二者默认无法再直接集成。为此，Mirantis和Docker联合创建了cri-dockerd项目，用于为Docker Engine提供一个能够支持到CRI规范的桥梁，从而能够让Docker作为Kubernetes容器引擎。CRI    容器运行时接口

如图所示：

​
wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.2.5/cri-dockerd-0.2.5-3.el7.x86_64.rpm

​

 rpm -ivh cri-dockerd-0.2.5-3.el7.x86_64.rpm

4.4指定依赖镜像地址：

vi /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service


ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd:// --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7

systemctl daemon-reload #重新加载守护程序
#设置cri-docker开机自启和启动cri-docker
systemctl enable cri-docker && systemctl start cri-docker

4.5 添加阿里云的k8s YUM软件源

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64

enabled=1

gpgcheck=0

repo_gpgcheck=0

gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

EOF

4.6安装kubeadm，kubelet和kubectl

下载指定版本号：

yum install -y kubelet-1.25.0 kubeadm-1.25.0 kubectl-1.25.0

systemctl enable kubelet 

4.7. 部署Kubernetes Master

在192.168.40.130（Master）执行。

kubeadm init \

  --apiserver-advertise-address=192.168.40.130

  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \

  --kubernetes-version v1.25.0 \

  --service-cidr=10.96.0.0/12 \

  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock \

  --ignore-preflight-errors=all

 参数详解

• --apiserver-advertise-address 集群通告地址
• --image-repository 由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里指定阿里云镜像仓库地址
• --kubernetes-version K8s版本，与上面安装的一致
• --service-cidr 集群内部虚拟网络，Pod统一访问入口
• --pod-network-cidr Pod网络，与下面部署的CNI网络组件yaml中保持一致
• --cri-socket 指定cri-dockerd接口，如果是containerd则使用--cri-socket unix:///run/containerd/containerd.sock

初始化完成后，最后会输出一个join命令，先记住，下面用。

拷贝kubectl使用的连接k8s认证文件到默认路径：

mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

 查看工作节点：

kubectl get nodes

NAME               STATUS     ROLES            AGE   VERSION

k8s-master   NotReady   control-plane        20s   v1.25.0

注：由于网络插件还没有部署，还没有准备就绪 NotReady，先继续

4.8 加入Kubernetes Node

在（Node）执行。

向集群添加新节点，执行在kubeadm init输出的kubeadm join命令并手动加上--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

kubeadm join 192.168.40.130:6443 --token xn4k4x.5ewu3lpjl6n13dh7  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0e0d907c485894ce2c07b7bdc1a2c939fb550f6d06ba9760cbdc7ebf127bf1b6 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

默认token有效期为24小时，当过期之后，该token就不可用了。这时就需要重新创建token。

重新生成token

#重新生成token，在master节点执行
kubeadm token create --print-join-command

参考资料：kubeadm join | Kubernetes

4.9部署容器网络（CNI）

Calico是一个纯三层的数据中心网络方案，是目前Kubernetes主流的网络方案。

下载YAML：

https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml --no-check-certificate

#提示要加上这一条指令

 下载完后还需要修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kubeadm init的 --pod-network-cidr指定的一样。

vim calico.yaml

修改完后文件后，部署：

kubectl apply -f calico.yaml

#获取状态 

kubectl get pods -n kube-system
#注意：这一步会创建容器，需要点时间，等候五到十分钟

过了五到十分钟，再次查看

显示全部运行起来了

4.10长时间没有创建成功

方法一：选择离线导入的方式

上传离线压缩包然后解压

 在执行下列命令导入离线包

ls *.tar |xargs -i docker load -i {}

重新加载calico.yaml文件

 再次查看状态

kubectl get pods -n kube-system

 

Calico Pod都Running，节点也会准备就绪。

方法二：手动下载

先查看缺哪个镜像包

grep image calico.yaml

 使用docker pull +镜像包明的方式，把它们拉下来等

例如：

 

然后再次部署

 等待五到十分钟再次查看状态发现都已经运行

 注：以后所有yaml文件都只在Master节点执行。

安装目录：/etc/kubernetes/

组件配置文件目录：/etc/kubernetes/manifests/

参考资料：Creating a cluster with kubeadm | Kubernetes

到这里k8s集群搭建完成

五、测试kubernetes集群

在kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行

#创建一个nginx容器
kubectl create deployment nginx --image=nginx

 #查看创建的状态

kubectl get pod
#显示还在创建中，稍等几分钟

 

 #再次查看，创建完成

 

 #暴露nginx端口

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

 

 #查看对外的端口

kubectl get pod,svc

 

 #接着使用任意节点的IP加端口访问创建的nginx页面

 

测试成功

六、可以安装 Dashboard来图形化管理k8s资源

Dashboard是官方提供的一个UI，可用于基本管理K8s资源。

YAML下载地址：

#这个连接失败

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.4.0/aio/deploy/recommended.yaml

下载文件上传到服务器，我这里用kubernetes-dashboard.yaml

默认Dashboard只能集群内部访问，修改Service为NodePort类型，暴露到外部：

vi recommended.yaml

...

kind: Service

apiVersion: v1

metadata:

  labels:

    k8s-app: kubernetes-dashboard

  name: kubernetes-dashboard

  namespace: kubernetes-dashboard

spec:

  ports:

    - port: 443

      targetPort: 8443

      nodePort: 30001

  selector:

    k8s-app: kubernetes-dashboard

  type: NodePort

...

kubectl apply -f recommended.yaml

#注意生成容器会要点时间

  #获取状态

kubectl get pods -n kubernetes-dashboard

#容器状态 

 访问地址：https://NodeIP:30001

创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色：

# 创建用户

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard

# 用户授权

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
# 获取用户Token

 kubectl create token dashboard-admin -n kubernetes-dashboard

 使用输出的token登录Dashboard。

通过图形化的方式创建pod

 到这里k8s安装拓展就结束了