决战k8s，Kubernetes、二进制包安装方式，Etcd集群+Flannel，超细详解 ，安装篇①

概念图

Kubernetes集群部署方式

安装方式1. minikube

Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的Kubernetes，尝试Kubernetes或日常开发的用户使用。不能用于生产环境。

官方地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube/ 

安装方式2. kubeadm

Kubeadm也是一个工具，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/ 

方式4. 二进制包

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

官方也提供了一个互动测试环境供大家测试：https://kubernetes.io/cn/docs/tutorials/kubernetes-basics/cluster-interactive/

二进制方式部署k8s集群

目标任务：

1、Kubernetes集群部署架构规划

2、部署Etcd集群

3、在Node节点安装Docker

4、部署Flannel网络插件

5、在Master节点部署组件

6、在Node节点部署组件

7、查看集群状态

8、运行一个测试示例

9、部署Dashboard（Web UI）

1、Kubernetes集群部署架构规划

操作系统：
CentOS7.4_x64

软件版本：
 Docker	19.09.0-ce
 Kubernetes	1.1 

机器配置要求： 3G 时间同步，防护墙关闭

主机名称 必须改 必须相互解析

三台机器,所有机器相互做解析  centos7.4
关闭防火墙和selinux
[root@k8s-master ~]# vim /etc/hosts
192.168.96.134 k8s-master
192.168.96.135 k8s-node1
192.168.96.136 k8s-node2

1部署Etcd集群

这个集群 跟k8s没有关系，可以单独放到一起，
使用cfssl来生成自签证书,任何机器都行，证书这块儿知道怎么生成、怎么用即可，暂且不用过多研究（这个证书随便在那台机器生成都可以。哪里用将证书拷贝到哪里就可以了。）
下载cfssl工具：下载的这些是可执行的二进制命令直接用就可以了

[root@k8s-master1 ~]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
[root@k8s-master1 ~]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
[root@k8s-master1 ~]# wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64

我使用的 上传的安装包
给可以执行权限权限

[root@k8s-master1 ~]# chmod +x cfssl_linux-amd64 cfssljson_linux-amd64 cfssl-certinfo_linux-amd64

移动到环境变量目录下面

[root@k8s-master1 ~]# mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
[root@k8s-master1 ~]# mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
[root@k8s-master1 ~]# mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/bin/cfssl-certinfo

生成Etcd证书:创建以下三个文件：

[root@k8s-master1 ~]# mkdir cert
[root@k8s-master1 ~]# cd cert/
[root@k8s-master1 cert]# vim ca-config.json  #生成ca中心的，没有创建这个文件
[root@k8s-master1 cert]# cat ca-config.json

以下东西不用修改，直接复制即可

{
  "signing": {
    "default": {
      "expiry": "87600h"
    },
    "profiles": {
      "www": {
         "expiry": "87600h",
         "usages": [
            "signing",
            "key encipherment",
            "server auth",
            "client auth"
        ]
      }
    }
  }
}

创建第二个文件，后面中文要注释

[root@k8s-master1 cert]# vim ca-csr.json  #生成ca中心的证书请求文件
[root@k8s-master1 cert]# cat ca-csr.json

{
    "CN": "etcd CA",
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "Beijing",
            "ST": "Beijing"
        }
    ]
}

创建第三个文件

[root@k8s-master1 cert]# vim server-csr.json #生成服务器的证书请求文件
[root@k8s-master1 cert]# cat server-csr.json

{
    "CN": "etcd",
    "hosts": [
    "192.168.246.162",
    "192.168.246.163",
    "192.168.246.164"
    ],
    "key": {
        "algo": "rsa",
        "size": 2048
    },
    "names": [
        {
            "C": "CN",
            "L": "BeiJing",
            "ST": "BeiJing"
        }
    ]
}

生成证书：

[root@k8s-master1 cert]# cfssl gencert -initca ca-csr.json | cfssljson -bare ca -
[root@k8s-master1 cert]# cfssl gencert -ca=ca.pem -ca-key=ca-key.pem -config=ca-config.json -profile=www server-csr.json | cfssljson -bare server

[root@k8s-master1 cert]# ls *pem
ca-key.pem  ca.pem  server-key.pem  server.pem

证书配置完成配置一台即可

安装Etcd:

二进制包下载地址：

https://github.com/coreos/etcd/releases/tag/v3.2.12

以下部署步骤在规划的三个etcd节点操作一样，唯一不同的是etcd配置文件中的服务器IP要写当前的：
解压二进制包：
以下步骤三台机器都操作：重点，重点，重点，重点，三台全部操作

我这里也是上传的安装包，你们可以下载

 wget https://github.com/etcd-io/etcd/releases/download/v3.2.12/etcd-v3.2.12-linux-amd64.tar.gz

创建存放目录

mkdir /opt/etcd/{bin,cfg,ssl} -p

解压并把安装包 移动到创建的目录，存放执行命令的

tar zxvf etcd-v3.2.12-linux-amd64.tar.gz
mv etcd-v3.2.12-linux-amd64/{etcd,etcdctl} /opt/etcd/bin/

创建etcd配置文件：

# cd /opt/etcd/cfg/
# vim etcd
# cat /opt/etcd/cfg/etcd  

后面的中文要全部 注释

#[Member]
ETCD_NAME="etcd01"   #节点名称，各个节点不能相同
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="https://192.168.246.162:2380"   #写每个节点的ip
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="https://192.168.246.162:2379" #写每个节点的ip

#[Clustering]
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="https://192.168.246.162:2380" #写每个节点的ip
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="https://192.168.246.162:2379"  #写每个节点的ip
ETCD_INITIAL_CLUSTER="etcd01=https://192.168.246.162:2380,etcd02=https://192.168.246.164:2380,etcd03=https://192.168.246.165:2380"

ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN="etcd-cluster"
ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE="new"

全部配置完成
参数解释：

* ETCD_NAME 节点名称,每个节点名称不一样
* ETCD_DATA_DIR 存储数据目录(他是一个数据库，不是存在内存的，存在硬盘中的，所有和k8s有关的信息都会存到etcd里面的)
* ETCD_LISTEN_PEER_URLS 集群通信监听地址
* ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS 客户端访问监听地址
* ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS 集群通告地址
* ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS 客户端通告地址
* ETCD_INITIAL_CLUSTER 集群节点地址
* ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN 集群Token
* ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE 加入集群的当前状态，new是新集群，existing表示加入已有集群

配置systemd管理etcd：

# vim /usr/lib/systemd/system/etcd.service
# cat /usr/lib/systemd/system/etcd.service 

提示一下，这个所有东西不用修改，直接复制即可

[Unit]
Description=Etcd Server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/etcd/cfg/etcd
ExecStart=/opt/etcd/bin/etcd \
--name=${ETCD_NAME} \
--data-dir=${ETCD_DATA_DIR} \
--listen-peer-urls=${ETCD_LISTEN_PEER_URLS} \
--listen-client-urls=${ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS},http://127.0.0.1:2379 \
--advertise-client-urls=${ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS} \
--initial-advertise-peer-urls=${ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS} \
--initial-cluster=${ETCD_INITIAL_CLUSTER} \
--initial-cluster-token=${ETCD_INITIAL_CLUSTER_TOKEN} \
--initial-cluster-state=new \
--cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--peer-cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem \
--peer-key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem \
--trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem \
--peer-trusted-ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem
Restart=on-failure
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

把刚才生成的证书拷贝到配置文件中的位置：(将master上面生成的证书scp到剩余两台机器上面)

# cd /root/cert/
# cp ca*pem server*pem /opt/etcd/ssl

直接拷贝到剩余两台etcd机器：

[root@k8s-master cert]# scp ca*pem server*pem k8s-node1:/opt/etcd/ssl
[root@k8s-master cert]# scp ca*pem server*pem k8s-node2:/opt/etcd/ssl

全部启动并设置开启启动：

# systemctl daemon-reload
# systemctl start etcd
# systemctl enable etcd

都部署完成后，三台机器都检查etcd集群状态：

/opt/etcd/bin/etcdctl --ca-file=/opt/etcd/ssl/ca.pem --cert-file=/opt/etcd/ssl/server.pem --key-file=/opt/etcd/ssl/server-key.pem --endpoints="https://192.168.246.162:2379,https://192.168.246.164:2379,https://192.168.246.165:2379" cluster-health

显示以下都是正常

member 18218cfabd4e0dea is healthy: got healthy result from https://10.206.240.111:2379
member 541c1c40994c939b is healthy: got healthy result from https://10.206.240.189:2379
member a342ea2798d20705 is healthy: got healthy result from https://10.206.240.188:2379
cluster is healthy

如果输出上面信息，就说明集群部署成功。

成功图

排错思路

第一种，我做实验的时候，出现了配置文件里面有空格，或者有中文也会启动错误

如果有问题第一步先看日志 /var/log/messages 或 journalctl -u etcd
报错：
Jan 15 12:06:55 k8s-master1 etcd: request cluster ID mismatch (got 99f4702593c94f98 want cdf818194e3a8c32)

解决：因为集群搭建过程，单独启动过单一etcd,做为测试验证，集群内第一次启动其他etcd服务时候，是通过发现服务引导的，所以需要删除旧的成员信息，所有节点作以下操作
[root@k8s-master1 default.etcd]# pwd
/var/lib/etcd/default.etcd
[root@k8s-master1 default.etcd]# rm -rf member/

报错的话 从新清空这个数据库下的文件

/var/lib/etcd/default.etcd    #然后从新启动

自此etcd集群，安装完毕

在Node节点安装Docker 接着操作

安装docker源

wges  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

去查看一下本地源
安装 Docker 引擎

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

安装完毕docker可以先不用启动

部署Flannel网络

在 node1节点上面，在 node2节点上面 这俩个需要安装

Flannel要用etcd存储自身一个子网信息，所以要保证能成功连接Etcd，写入预定义子网段：
在node节点部署，如果没有在master部署应用，那就不要在master部署flannel，他是用来给所有的容器用来通信的。

来到 master节点上面 重点

[root@k8s-master ~]# scp -r cert/ k8s-node1:/root/  #将生成的证书copy到剩下的机器上面
[root@k8s-master ~]# scp -r cert/ k8s-node2:/root/
[root@k8s-master ~]# cd cert/

/opt/etcd/bin/etcdctl \
--ca-file=ca.pem --cert-file=server.pem --key-file=server-key.pem \
--endpoints="https://192.168.246.162:2379,https://192.168.246.164:2379,https://192.168.246.165:2379" \
set /coreos.com/network/config  '{ "Network": "172.17.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}}'

#注：以下部署步骤在规划的每个node节点都操作。
下载二进制包：

wget https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.10.0/flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz

我是用的安装包
解压安装包 创建目录

# tar zxvf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz
# mkdir -pv /opt/kubernetes/bin
# mv flanneld mk-docker-opts.sh /opt/kubernetes/bin

配置Flannel：

# mkdir -pv /opt/kubernetes/cfg/
# vim /opt/kubernetes/cfg/flanneld
# cat /opt/kubernetes/cfg/flanneld

修改你的集群ip

FLANNEL_OPTIONS="--etcd-endpoints=https://192.168.246.162:2379,https://192.168.246.164:2379,https://192.168.246.165:2379 -etcd-cafile=/opt/etcd/ssl/ca.pem -etcd-certfile=/opt/etcd/ssl/server.pem -etcd-keyfile=/opt/etcd/ssl/server-key.pem"

systemd管理Flannel：

vim /usr/lib/systemd/system/flanneld.service
cat /usr/lib/systemd/system/flanneld.service

提示以下内容不用修改，直接复制即可

[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network-online.target network.target
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/opt/kubernetes/cfg/flanneld
ExecStart=/opt/kubernetes/bin/flanneld --ip-masq $FLANNEL_OPTIONS
ExecStartPost=/opt/kubernetes/bin/mk-docker-opts.sh -k DOCKER_NETWORK_OPTIONS -d /run/flannel/subnet.env
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

配置Docker启动指定子网段：可以将源文件直接覆盖掉

我们选择进入到这个目录下面，先把文件备份一份

cd /usr/lib/systemd/system/
cp docker.service docker.service.bak
vim   docker.service

下面文件直接复制，不用修改

[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/run/flannel/subnet.env
ExecStart=/usr/bin/dockerd $DOCKER_NETWORK_OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TimeoutStartSec=0
Delegate=yes
KillMode=process
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

从master节点拷贝证书文件到node1和node2上：因为node1和2上没有证书，但是flanel需要证书，这一步我们上面做etcd集群的时候好像做过拉，所有可以不用做

# mkdir -pv /opt/etcd/ssl/
# scp /opt/etcd/ssl/*  k8s-node1:/opt/etcd/ssl/

重启flannel和docker

提示一下 我这里讲一下，我遇到的问题，就是删除中文的时候后面还有空格没有删除完，你们一定要检查一下 set list 不要有空格没有删除完毕

# systemctl daemon-reload
# systemctl start flanneld
# systemctl enable flanneld
# systemctl daemon-reload
# systemctl restart docker

注意：如果flannel启动不了请检查设置ip网段是否正确

检查是否生效：

ps -ef | grep docker
root       3632      1  1 22:19 ?        00:00:00 /usr/bin/dockerd --bip=172.17.77.1/24 --ip-masq=false --mtu=1450

ip a

注：
1.	确保docker0与flannel.1在同一网段。
2.	测试不同节点互通，在当前节点访问另一个Node节点docker0 IP：案例：node1机器pingnode2机器的docker0上面的ip地址

测试一下ping

[root@k8s-node1 ~]# ping 172.17.33.1
PING 172.17.33.1 (172.17.33.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.33.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.520 ms
64 bytes from 172.17.33.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.972 ms
64 bytes from 172.17.33.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.642 ms
如果能通说明Flannel部署成功。如果不通检查下日志：journalctl -u flannel(快照吧！！！)

重要的事情说三遍，赶紧拍快照吧，赶紧拍快照吧，赶紧拍快照吧， 到这里还没有部署完毕，欢迎查看一下篇