kubernetes(k8s)环境搭建及部署

kubernetes(k8s)环境搭建及部署

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前言

Kubernetes单词来自于希腊语，含义是领航员，生产环境级别的容器编排技术，可实现容器的自动部署扩容以及管理。Kubernetes也称为K8S，其中8代表中间8个字符，是Google在2014年的开源的一个容器编排引擎技术，用于自动化容器化应用程序的部署、规划、扩展和管理，他将组成的应用程序容器分组为逻辑单元，以便于管理和发现，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，很多细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。
官网：https://kubernetes.io/
代码：https://github.com/kubernets/kubernets
Kubernetes是采用Go语言开发的，Go语言是谷歌2009发布的一款开源编程语音。

一、Kubernetes整体架构

Master
k8s集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求。
Master Node由API Server、Scheduler、ClusterState Store(ETCD数据库) 和Controller ManagerServer组成；
Nodes
集群工作节点，运行用户业务应用容器；
Nodes节点也叫WorkerNode,包含kubelet、kube proxy 和Pod(Container Runtime);

二、Kubernetes环境搭建方式

(1)minkube可以本地运行Kubernets的工具，minikube可以在个人计算机运行一个单节点Kubernetes集群，以便您可以试用Kubernetes或日常开发工作（使用不多）
https://kubernetes.io/docs/tutorials/hello-minikube/
(2)kind
Kind和minikub类似的工具，让你在本地计算机上运行Kubernetes,此工具需要安装并配置Docker
https://kind.sigs.k8s.io/
(3) kubeadm
Kubeadm是一个K8S的部署工具，提供kubeadm init和kubeadm join 两个操作命令，可以快速部署一个Kubernetes集群。
官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm
(4)从github下载发行版的二进制包，手动部署安装每个组件，组成Kubernetes集群，步骤比较繁琐，但是能让你对各个组件有更清晰的认识。
(5)通过yum安装Kubernetes的每个组件，组成Kubernetes集群，不过yum源里面的k8s版本比较老，所以这种方式使用比较少。
(6)第三方工具
部分大神封装了一些工具，利用这些工具进行k8s的安装
(7)花钱购买
直接购买类似阿里云这样的公有云平台k8s,一键敲定。

三、Kubeadm部署Kubernetes

3.1环境的要求

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes集群的工具，这个工具能通过两条指令完成一个kubernetes集群部署
1、创建一个Master节点
kubeadm init
2、将Node节点加入到Master集群中：
kubeadm join
部署环境要求
一台或多台机器，操作系统Centos7.x-86_x64
硬件配置：内存2G或2G+,CPU2核或CPU2核+
集群内各个机器之间能互相通信
集群内各个机器可以访问外网，需要拉取镜像
禁止swap分区
环境不满足就会报错

3.2配置环境的相关策略

关闭防火墙

# systemctl stop firewalld.service
# systemctl disable firewalld.service

关闭selinux

# sed -i 's/enforceing/disabled/' /etc/selinux/config#永久
# setenforce 0 #临时

关闭swap(k8s禁止虚拟内存以提高性能)

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

在master添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.10.30  k8s-master
192.168.10.31  k8s-node1
EOF

设置网桥参数

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

时间同步
yum -y install ntpdate
由于操作系统默认安装是英文的，所以时间同步是美国的纽约时间，所以需要修改。
mv /etc/localtime /etc/localtime.bak
ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
ntpdate ntp1.aliyun.com

四、Kubernetes具体操作步骤

所有服务器节点安装Docker/kubeadm/kubelet
Kubernetes默认容器运行环境是Docker,因此首先需要安装Docker

4.1安装Docker

更新docker的yum源

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-20.10.12
systemctl start docker
vim /etc/docker/daemon.json
{ 
"registry-mirrors":["https://registry.docker-cn.com"] 
}
systemctl enable docker

4.2搭建kubeadm、kubelet、kubectl

添加k8s的阿里云YUN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/kurbernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

开始安装

yum -y install kubelet-1.19.4 kubeadm-1.19.4 kubectl-1.19.4
systemctl enable kubelet

查看是否安装好

yum list installed | grep kubelet
yum list installed | grep kubeadm
yum list installed | grep kubectl

工具介绍
kubelet:运行在cluster所有节点上，负责启动pod和容器
kubeadm:由于初始化cluster的一个工具
kubectl:kubectl是kubenetes命令行工具，通过kubectl可以部署和管理应用，查看各种资源，创建，删除和更新组件。

4.3Master节点

kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.10.30 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version  v1.19.4 --service-cidr=10.96.0.0/12 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

执行以下命令

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

4.4将node节点加入到Kubernetes master中，在node上执行

向集群添加新节点，执行的命令是kubeadm init最后输出的kubeadm join

kubeadm join 192.168.10.30:6443 --token vf8ckd.k76hannwrja98fze \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:ab6d6e80d199d4628ddd6daa186901f21c06cb691a7e7ffcde6e0ea890077f66

4.5部署网络插件

wget https://raw.githubbusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

kubectl apply -f kube-flannel.yml

[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml
podsecuritypolicy.policy/psp.flannel.unprivileged created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds created

kubectl get nodes

[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master   Ready    master   50m   v1.19.4
k8s-node1    Ready       29m   v1.19.4

由于node节点的标签为,所以需要我们人为将标签打上去

[root@k8s-master ~]# kubectl label node k8s-node1 node-role.kubernetes.io/worker=worker
node/k8s-node1 labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master   Ready    master   58m   v1.19.4
k8s-node1    Ready    worker   36m   v1.19.4

到此为止k8s环境搭建完毕了。

五、测试部署nginx

[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx
deployment.apps/nginx created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-6799fc88d8-dst82   1/1     Running   0          61s
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
service/nginx exposed
[root@k8s-master ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1                443/TCP        3h44m
nginx        NodePort    10.105.171.223           80:32161/TCP   22s

通过网页访问
http://192.168.10.31:32161/
http://192.168.10.30:32161/
最后成功