搭建kubernetes_k8s集群搭建

主要内容

1、kubernetes简介

（1）kubernetes 基本介绍

kubernetes，简称 K8s，是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写。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。传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配 置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等 操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于 可移植性。 新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件 系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署， 由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进 行迁移。容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间 成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创 建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构， 这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”， 这更便于监控和管理。 Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、 应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便 对应用请求进行负载均衡。 在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通 过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需 要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

（2）k8s 集群架构组件

master (主控节点）和node (工作节点)
master有四个
node有两个

1. master组件

• apiserver
  集群统一入口，以restful方式,交给etcd存储
• schedulcr
  节点调度，选择node节点应用部署
• controller-maTageI
  处理集群中常规后台任务。—个资源对应—个控制器
• etcd
  存储系统,用于保存集群相关的数据

2. node组件

• kubeelet
  master排到node节点代表，管理本机容器
• kube-proxy
  提供网络代理,负载均衡等操作

（3）k8s核心概念

1、Pod

最小部署单元
—组容器的集合
共享网络
生命周期是短暂的

2、controller

确保预期的pod副本数量
无状态应用部署
有状态应用部署
确保所有的node运行同一个pod
一次性任务和定时任务

3、Service

定义一组pod的访间规则

2、kubernetes集群搭建

（1）搭建k8s集群部署方式

（1）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/

（2）二进制：

• 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）搭建k8s环境平台规划

1. 安装要求

• 一台或多台机器，操作系统 CentOS7.x-86_x64
• 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. 最终目标

• （1） 在所有节点上安装 Docker 和 kubeadm
• （2）部署 Kubernetes Master
• （3）部署容器网络插件
• （4）部署 Kubernetes Node，将节点加入 Kubernetes 集群中
• （5）部署 Dashboard Web 页面，可视化查看 Kubernetes 资源

（3）准备环境

• 其他的系统基础优化如关闭防火墙之类的就不说了

1. 准备三台机器:
   可自定义ip段

k8s-master 10.0.0.11
k8s-node1 10.0.0.12
k8s-node2 10.0.0.13

hostnamectl set-hostname k8s-master 

hostnamectl set-hostname k8s-node1

hostnamectl set-hostname k8s-node2

2. 系统初始化

关闭 swap：
临时

swapoff -a

永久

vim /etc/fstab

or

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

3. 在 master 添加 hosts：

cat >> /etc/hosts << EOF
10.0.0.11 k8s-master 
10.0.0.12 k8s-node1 
10.0.0.13 k8s-node2 
EOF

4. 将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链：

echo 'net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1' > /etc/sysctl.d/k8s.conf

生效:

sysctl --system

5. 时间同步：

yum install ntpdate -y 
ntpdate time.windows.com

（4）环境基础安装

一. 所有节点安装 Docker/kubeadm/kubelet

• Kubernetes 默认 CRI（容器运行时）为 Docker，因此先安装 Docker。

1. 安装 Docker

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
systemctl enable docker && systemctl start docker 

docker --version

2. 添加阿里云 YUM 软件源 设置仓库地址

cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
{
"registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

重启：

systemctl restart docker.service

3. 添加 yum 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. 由于版本更新频繁，这里指定版本号部署∶

yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubect1-1.18.0

systemctl enable kubelet

（4）部署 Kubernetes Master

• 在 10.0.0.11（Master）执行

1. 拉取镜像

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.0.0.11 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.18.0 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

• 此处报错说明配置不够，至少2H2G.
• 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。
• apiserver…是Master自己ip
• 后面两个随便设置，只要不冲突

2. 使用kubectl工具创建环境∶以下代码在如上图 1处

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

3. 查看集群

$ kubectl get nodes

（5）将Node加入Kubernetes

在10.0.0.12/13 ( Node )执行。

• 向集群添加新节点，以下代码如上图(2)处

kubeadm join 10.0.0.11:6443 --token 80rwqa.xlh30tmkapc2op78 \
  --discovery-token-ca-cert-hash
sha256:6c8a7931d64a44dd3c1bd9f5eb5d54b63f3ba07ad083ec889371eb30c4c99504

• 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，操作如下:

kubeadm token create --print-join-command

（6）部署CNI网络插件

• 如果默认镜像地址无法访问，sed命令修改为docker hub镜像仓库。

• 安装网络插件

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

• 查看：等一会待下面所有都Running
  kubectl get pods -n kube-system
  
• Running后查看集群显示Ready就说明已经搭好了

kubectl get nodes

（7）测试kubernetes集群

• 在Kubernetes集群中创建一个pod，验证是否正常运行∶

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

用pod的svc可以看到分配的30908随机端口
$ kubectl get pod,svc

然后通过任意node节点ip加端口访问，出现nginx欢迎界面就成功了
http://10.0.0.12:30908/
http://10.0.0.13:30908/

离线安装

准备环境

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

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF
sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

cat >> /etc/hosts << EOF
10.0.0.21 k8s-master 
10.0.0.22 k8s-node1 
EOF

yum -y install ipvsadm ipset sysstat conntrack libseccomp

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

准备docker安装包

containerd.io-1.6.4-3.1.el7.x86_64.rpm
docker-ce-cli-20.10.9-3.el7.x86_64.rpm
container-selinux-2.119.2-1.911c772.el7_8.noarch.rpm
docker-ce-rootless-extras-20.10.9-3.el7.x86_64.rpm
docker-ce-20.10.9-3.el7.x86_64.rpm
docker-scan-plugin-0.9.0-3.el7.x86_64.rpm

yum install *.rpm
systemctl enable docker && systemctl start docker

准备k8s安装包

07f7583cfe98238a882f1bb1182a6f356177a8d99a4439b8df019b97e57accc4-kubeadm-1.20.14-0.x86_64.rpm
09c4223a0bdb890ea6ee283bd5fb760f00652acd9f7f212736f59da8b6f8f1d1-kubelet-1.20.14-0.x86_64.rpm
81c8757b7bc56c9df9a04d7f0ad8733391138b45502881b465aed620e2f1ebfc-kubectl-1.20.14-0.x86_64.rpm
db7cb5cb0b3f6875f54d10f02e625573988e3e91fd4fc5eef0b1876bb18604ad-kubernetes-cni-0.8.7-0.x86_64.rpm

rpm -ivh *.rpm --nodeps
systemctl enable kubelet.service 

准备镜像

coredns.tar
etcd.tar
kube-apiserver.tar
kube-controller-manager.tar
kube-proxy.tar
kube-scheduler.tar
mirrored-flannelcni-flannel-cni-plugin.tar
mirrored-flannelcni-flannel.tar
pause.tar

cd InstallPackages/k8s/images/
for i in `ls`;do docker image load  -i $i;done

初始化

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.0.0.21 \
--kubernetes-version=v1.20.0 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

kubeadm reset
rm -rf $HOME/.kube

准备网络插件

kubectl apply -f  kube-flannel.yml
kubectl apply -f