K8s初探入门详细教程(一)

提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档

文章目录

  • 前言
  • 一、Kubernetes的特性
  • 二、安装步骤
    • 1.环境准备
    • 2.安装docker环境
    • 3.基础环境配置
    • 4.镜像下载
    • 5.初始化主节点
    • 6.加入集群
  • 总结


前言

什么是K8s?:

K8s是Kubernetes的简称,由于K和s之间间隔了8个字母所以叫K8s。Kubernetes是一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),Kubernetes提供了应用部署,规划,更新,维护的一种机制。

Kubernetes一个核心的特点就是能够自主的管理容器来保证云平台中的容器按照用户的期望状态运行着(比如用户想让apache一直运行,用户不需要关心怎么去做,Kubernetes会自动去监控,然后去重启,新建,总之,让apache一直提供服务),管理员可以加载一个微型服务,让规划器来找到合适的位置,同时,Kubernetes也系统提升工具以及人性化方面,让用户能够方便的部署自己的应用(就像canary deployments)。
官方文档介绍:http://docs.kubernetes.org.cn/227.html


一、Kubernetes的特性

kubernetes具有以下特性:
● 服务发现和负载均衡
Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
● 存储编排
Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。
● 自动部署和回滚
你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
● 自动完成装箱计算
Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。
● 自我修复
Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
● 密钥与配置管理
Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥。
kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。 Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移、部署模式等。 例如,Kubernetes 可以轻松管理系统的 Canary 部署。

二、安装步骤

1.环境准备

●三台兼容的 Linux 主机(或虚拟机,下面的步骤博主均为在VirtualBOX上的虚拟机进行的)。Kubernetes 项目为基于 Debian 和 Red Hat 的 Linux 发行版以及一些不提供包管理器的发行版提供通用的指令
● 每台机器 2 GB 或更多的 RAM
● 2 CPU 核或更多
● 集群中的所有机器的网络彼此均能相互连接(公网和内网都可以)
○ 设置防火墙放行规则
● 节点之中不可以有重复的主机名、MAC 地址或 product_uuid。(详情下面会具体介绍)
○ 设置不同hostname
● 开启机器上的某些端口。请参见这里 了解更多详细信息。
○ 内网互信
● 禁用交换分区。为了保证 kubelet 正常工作,你 必须 禁用交换分区。
○ 永久关闭

2.安装docker环境

步骤参考:快速安装docker

3.基础环境配置

在三台主机上分别执行以下操作

#各个机器设置自己的域名
hostnamectl set-hostname xxxx


# 将 SELinux 设置为 permissive 模式(相当于将其禁用)
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

#关闭swap
swapoff -a  
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

#允许 iptables 检查桥接流量
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sudo sysctl --system


安装kubelet、kubeadm、kubectl

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=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
exclude=kubelet kubeadm kubectl
EOF


sudo yum install -y kubelet-1.20.9 kubeadm-1.20.9 kubectl-1.20.9 --disableexcludes=kubernetes

sudo systemctl enable --now kubelet

以上操作需要在三台主机上全部执行

4.镜像下载

sudo tee ./images.sh <<-'EOF'
#!/bin/bash
images=(
kube-apiserver:v1.20.9
kube-proxy:v1.20.9
kube-controller-manager:v1.20.9
kube-scheduler:v1.20.9
coredns:1.7.0
etcd:3.4.13-0
pause:3.2
)
for imageName in ${images[@]} ; do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/$imageName
done
EOF
   
chmod +x ./images.sh && ./images.sh

以上操作需要在三台主机上全部执行

5.初始化主节点

注意看注释!!!!

#所有机器添加master域名映射,以下需要修改为自己的(192.168.12.4应该改为自己的主节点的ip地址)
echo "192.168.12.4  cluster-endpoint" >> /etc/hosts



#主节点初始化(这里需要注意的是192.168.12.4应该改为自己的主节点的ip地址,还有就是-pod-network-cidr=193.31.0.0/16   这个地址必须确保不会与自己的ip网络范围重叠,简单的说如果你的ip不是193开头的可以直接复制下面的)
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.12.4 \
--control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images \
--kubernetes-version v1.20.9 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=193.31.0.0/16

#所有网络范围不重叠


上面的过程如果报错!如果错误类似以下错误

	[ERROR FileAvailable--etc-kubernetes-manifests-kube-apiserver.yaml]: /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml already exists
	[ERROR FileAvailable--etc-kubernetes-manifests-kube-controller-manager.yaml]: /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml already exists
	[ERROR FileAvailable--etc-kubernetes-manifests-kube-scheduler.yaml]: /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml already exists
	[ERROR FileAvailable--etc-kubernetes-manifests-etcd.yaml]: /etc/kubernetes/manifests/etcd.yaml already exists
	[ERROR Port-10250]: Port 10250 is in use
	[ERROR Port-2379]: Port 2379 is in use
	[ERROR Port-2380]: Port 2380 is in use
	[ERROR DirAvailable--var-lib-etcd]: /var/lib/etcd is not empty

需要执行以下命令后再重新执行上面

kubeadm reset

如果执行成功主节点会显示如下

Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3 \
    --control-plane 

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3

这一部分要复制下来备用。
在master节点你需要执行

 export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

 source /etc/profile

6.加入集群

在另外两个节点你需要加入进这个集群加入命令再上边已经给出来了

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3

成功后会显示如下

[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.

如果报错需要执行以下命令后再重新执行上面

kubeadm reset

但是从节点会有一个问题,可能大家不会遇到,如果没有遇到可以忽略进入下一步
我遇到的问题是在从节点执行kubectl get nodes会报错

The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?

解决办法是

echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> /etc/profile
cp /etc/kubernetes/kubelet.conf /etc/kubernetes/admin.conf
source /etc/profile

所有节点都加入集群成功后通过执行以下命令可以看到集群中就绪的节点

[root@k8s-node1 kubernetes]# kubectl get nodes 
NAME         STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
k8s-master   Ready    control-plane,master   146m   v1.20.9
k8s-node1    Ready    <none>                 73m    v1.20.9
k8s-node2    Ready    <none>                 88m    v1.20.9

总结

K8s一个初步的小集群就创建完毕了,下一个博客记录dashboard和calico的安装以及使用虚拟机部署的一些问题。

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