100元实践k8s搭建过程

前言

工作中越来越重度使用k8s，想进一步了解k8s的工作原理。一方面学习业界优秀系统设计思路，另一方面多了解也可以提高日常工作效率，比如和k8s开发的沟通效率等。今天第一步：自己着手搭建一个k8s服务。

本文采用的版本

kubectl kubelet kubeadm版本: 1.23.1
操作系统版本: CentOS 8.2 64位

准备工作

1.采购云主机

官方建议最低云主机配置2核4G，国内任意云厂商采购就行，作为K8S服务的宿主机。本教程操作系统为CentOS 8.2 64位。

备注：官方文档标记最低配置内存要求2G，但是安装完dashboard、ingress等服务之后比较卡顿，所以为了流畅这里推荐4G内存。

2.放开端口

外网放开30000端口，后续浏览器登陆k8s dashboard看板使用。并检查ssh服务端口22是否正常开启。

使用ssh登陆云主机，开始配置。

3.安装工具

安装常用工具：

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 iproute-tc

4.添加阿里源

国内存在墙的问题，添加阿里源加速：

yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

开始安装

1.安装社区版本docker

安装：

yum -y install docker-ce

enable：

systemctl enable docker

查看docker版本docker version：

2.安装 kubectl kubelet kubeadm

2.1添加阿里源

cat < /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

注意点：v1.24版本后kubernetes放弃docker，安装过程存在一些问题，这里我们指定1.23.1版本安装。

2.2安装 1.23.1版本 kubectl kubelet kubeadm：

yum install -y kubectl-1.23.1 kubelet-1.23.1 kubeadm-1.23.1

启动kubelet：

systemctl enable kubelet

查看kubectl版本：

2.3修改cgroupdriver

执行如下命令：

cat < /etc/docker/daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF

重启服务：

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
systemctl restart kubelet

2.4替换镜像源

由于这里我们使用的是国内的云厂商，访问海外k8s.gcr.io拉取镜像存在墙的问题，所以下面我们就替换成registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers的地址，具体操作如下：

删除旧配置文件：

rm -f /etc/containerd/config.toml

生产默认配置文件：

containerd config default > /etc/containerd/config.toml

替换镜像地址：

sed -i 's/k8s.gcr.io/registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com\/google_containers/' /etc/containerd/config.toml

重启containerd：

systemctl restart containerd

2.4初始化k8s master节点

初始化命令：

kubeadm init --kubernetes-version=1.23.1  \
--apiserver-advertise-address=<你的云主机内网IP>   \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers  \
--service-cidr=10.10.0.0/16 --pod-network-cidr=10.122.0.0/16

通常会卡在这一步，如果大家按照本文的版本，理论不会报错，如果报错需要逐个搜索解决了。

如果初始化失败，执行如下命令后再重新初始化：

kubeadm reset -f

初始化成功之后得到如下命令，加入新的node节点使用(本次不使用)：

kubeadm join <你的云主机内网IP>:6443 --token 78376v.rznvls130w3sgwb7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:add03fb7de52ad73fd96626fa9d9f0d639186524ba34d24742c15fce8093b8c5

配置kubectl：

mkdir -p $HOME/.kube

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

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

查看k8s服务启动状态：

kubectl get pod --all-namespaces

3.安装calico网络

kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.25.1/manifests/custom-resources.yaml

安装完毕后，查看calico服务启动状态：

kubectl get pod --all-namespaces

4.安装kubernates-dashboard

4.1 下载配置文件

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-rc7/aio/deploy/recommended.yaml

4.2 添加nodeport

配置nodeport，外网访问dashboard：

4.3 创建dashboard服务

创建：

kubectl apply -f recommended.yaml

查看kubernetes-dashboard启动状态：

kubectl get pod -n kubernetes-dashboard

4.4 外网访问dashboard

浏览器打开dashboard，地址：<你的外网IP:30000>

如上图所示，因为https的问题，浏览器会提示「您的连接不是私密连接」。推荐使用chrome浏览器，并在当前页面上任意位置点击，然后键盘输入「thisisunsafe」再点击回车健即可。

4.5 获取token

创建用户。dashboard-adminuser.yaml配置文件示例，执行如下命令直接创建，参考官方教程创建示例用户 https://github.com/kubernetes/dashboard/blob/master/docs/user/access-control/creating-sample-user.md：

创建配置文件：

cat < dashboard-adminuser.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: admin-user
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
EOF

创建用户：

kubectl apply -f dashboard-adminuser.yaml

创建成功之后提示：

serviceaccount/admin-user created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/admin-user created

执行如下命令获取token:

kubectl -n kubernetes-dashboard get secret $(kubectl -n kubernetes-dashboard get sa/admin-user -o jsonpath="{.secrets[0].name}") -o go-template="{{.data.token | base64decode}}"

4.6 复制token登陆dashboard

到这里我们已经可以正常创建pod了，但是外网还不能直接访问到pod，虽然可以采用dashboard的nodeport的方案，但是nodeport只支持暴露30000-32767的端口，不适用于生产环境，接着我们就通过另一种方式ingress来对外暴露pod。

5. 安装ingress

5.1 下载官方配置文件，这里使用的v1.3.1版本：

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.3.1/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml

5.2 同样由于墙的问题，我们把配置文件中的镜像源换成阿里源：

替换nginx-ingress-controller镜像源：

sed -i 's/registry.k8s.io\/ingress-nginx\/controller:v1.3.1@sha256:54f7fe2c6c5a9db9a0ebf1131797109bb7a4d91f56b9b362bde2abd237dd1974/registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com\/google_containers\/nginx-ingress-controller:v1.3.1/g' ./deploy.yaml

替换kube-webhook-certgen镜像源：

sed -i 's/registry.k8s.io\/ingress-nginx\/kube-webhook-certgen:v1.3.0@sha256:549e71a6ca248c5abd51cdb73dbc3083df62cf92ed5e6147c780e30f7e007a47/registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com\/google_containers\/kube-webhook-certgen:v1.3.0/g' ./deploy.yaml

5.3 创建ingress服务

创建：

kubectl apply -f deploy.yaml

查看状态：

kubectl get pod --all-namespaces

创建完成之后，查看ingress状态，为pending状态，原因是缺少LB，这里我们使用metallb 。

5.4 安装metallb

执行安装命令：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.7/config/manifests/metallb-native.yaml

创建secret：

kubectl create secret generic -n metallb-system memberlist --from-literal=secretkey="$(openssl rand -base64 128)"

查看安装状态：

kubectl get ns
kubectl get all -n metallb-system

5.4 绑定外网IP EXTERNAL-IP

kubectl get service ingress-nginx-controller --namespace=ingress-nginx

kubectl edit service ingress-nginx-controller --namespace=ingress-nginx

添加：
externalIPs:
  - 118.195.228.232

kubectl get service ingress-nginx-controller --namespace=ingress-nginx

查看启动状态kubectl get pod --all-namespaces：

metalab和ingress-nginx的状态还是pending，查看原因：

kubectl describe pod ingress-nginx-controller-6bfbdbdd64-jp7lw -n ingress-nginx

原因是现在只有master节点，还没有node节点，未了节省成本，这里我们允许master参与调度，把master节点也当node使用。

5.5 允许master节点可以被调度

执行：

kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

查看pod状态：

kubectl get pod --all-namespaces

pod均正常运行。到这里，一个基础的k8s服务基本安装完成。

体验k8s

解析域名

你的测试域名A解析到服务器的外网IP上，具体步骤略。

创建测试服务pod

kubectl create deployment demo --image=httpd --port=80

kubectl expose deployment demo

创建ingress映射

kubectl create ingress demo --class=nginx  --rule="k8s.tigerb.cn/*=demo:80"

测试

查看ingress服务service的外网端口

demopod启动成功后访问http://k8s.tigerb.cn:32374/测试服务即可。

到此为止，我们就成功部署了一个k8s服务，使用dashborad就可以很轻松完成服务部署、扩容、缩容等。