Ubuntu18.04部署k8s

k8s架构图：

前言：本文以两台机器为例，叙述k8s的安装部署过程，1台机器为master节点，另一台为node节点，master节点不参与部署业务pod。服务器操作系统为Ubuntu18.04 Server

0X00 部署前置操作

以下为Master节点和Node节点均需执行的部署前置操作

1.安装Docker

此处需要注意安装的Docker版本是否被k8s支持，比如k8s V1.20最高只支持Docker V19，那么安装Docker V20是不行的，可以在安装Docker指定Docker版本

# step 1: 安装必要的一些系统工具
sudo apt-get update
sudo apt-get -y install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

# step 2: 安装GPG证书
curl -fsSL http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# Step 3: 写入软件源信息
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

# Step 4: 更新并安装 Docker-CE
sudo apt-get -y update

# Step 5: 查看支持安装的Docker版本
apt-cache madison docker-ce

# Step 6: 安装指定版本的docker-ce
sudo apt-get -y install docker-ce=5:19.03.13~3-0~ubuntu-bionic

继续注意：安装完docker-ce后，使用docker --version命令看到的版本是docker cli版本，并不是docker server版本，而k8s是对docker server版本有要求，所以docker cli版本无所谓。安装docker-ce 19.03后，你会发现docker cli版本是20.10，这个是没关系的。可以使用docker info命令查看docker server版本

2.安装k8s相关组件

具体需要安装kubelet kubeadm kubectl。由于从国外下载需要，所以添加阿里的仓库，从阿里仓库下载

apt-get update && apt-get install -y apt-transport-https

curl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add - 

cat </etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF  

apt-get update
apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl

3.统一docker和k8s的cgroup机制(https://www.cnblogs.com/hongdada/p/9771857.html)

两种cgroup机制：cgroupfs和systemd

使用docker info命令查看docker使用的cgroup机制：

Cgroup Driver: cgroupfs

修改docker的cgroup机制为systemd，保持docker和k8s的cgroup机制一致。vim /etc/docker/daemon.json，写入以下内容：

{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

重启docker：

systemctl restart docker
systemctl enable docker

4.k8s要求关闭swap

# 临时
swapoff  -a

# 永久
swapoff -a && sysctl -w vm.swappiness=0  # 关闭swap
sed -ri '/^[^#]*swap/s@^@#@' /etc/fstab  # 取消开机挂载swap

注意：swapoff -a 命令只会临时关闭swap，如果采取该方式关闭swap，在重启系统后swap又会开启，将导致k8s启动失败。如果k8s启动失败，可以关闭swap后运行以下命令（该命令与部署无关，仅作提醒）

systemctl daemon-reload
systemctl restart kubelet

5.设置系统参数允许路由转发，不对网桥的数据进行处理

cat <

6.关闭防火墙

systemctl stop ufw
systemctl disable ufw

0X01 Master节点

1.集群初始化

在Master节点上执行集群初始化命令，node节点不需要。

（1）初始化有很多参数可以选择，最重要的参数是指定国内镜像源，因为默认会从国外的仓库拉取所需镜像，需要挂代理。指定国内镜像源后可以直接下载，非常方便(https://www.cnblogs.com/zhaopengcheng/p/13582933.html)

--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers

k8s自身不携带CNI（Container Network Interface），所以需要依赖第三方的插件，例如比较常用的flannel。

Flannel是CoreOS团队针对Kubernetes设计的一个网络规划服务，简单来说，它的功能是让集群中的不同节点主机创建的Docker容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。在默认的Docker配置中，每个节点上的Docker服务会分别负责所在节点容器的IP分配。这样导致的一个问题是，不同节点上容器可能获得相同的内外IP地址。并使这些容器之间能够之间通过IP地址相互找到，也就是相互ping通。Flannel的设计目的就是为集群中的所有节点重新规划IP地址的使用规则，从而使得不同节点上的容器能够获得“同属一个内网”且”不重复的”IP地址，并让属于不同节点上的容器能够直接通过内网IP通信。Flannel实质上是一种“覆盖网络(overlaynetwork)”，也就是将TCP数据包装在另一种网络包里面进行路由转发和通信，目前已经支持udp、vxlan、host-gw、aws-vpc、gce和alloc路由等数据转发方式，默认的节点间数据通信方式是UDP转发。(https://www.cnblogs.com/goldsunshine/p/10740928.html#4752484)

有个很坑爹的地方，使用flannel需要在集群初始化时指定--pod-network-cidr，指定pod使用的IP地址块。如果在没有指定该参数的情况下初始化了集群，那么将无法成功安装flannel，我就遇到了这个问题，在只指定了使用国内仓库的情况下初始化了集群，导致集群网络出现问题，最后只好推倒重来。IP地址块参数自行决定，只要不和现有的IP冲突即可。

啰嗦完了，执行初始化命令，大概需要几分钟，因为需要从网络下载相关镜像：

kubeadm init --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr 10.244.0.0/16

（2）初始化成功后注意下命令的输出，你会看到以下内容：

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

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/

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

kubeadm join : --token  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:

可以看到接下来有两个步骤：

1.创建kube相关目录，复制配置文件到相关目录

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

2.安装网络插件flannel（如果遇到网络不通问题，多试几次）

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

3.保存好返回给你的kubeadm join命令，这是让你node节点加入集群的命令。token和ca-cert-hash参数需要保密，这是node加入集群的凭证

kubeadm join : --token  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:

如果没有记录kubeadm join命令，可以通过以下方式获取到相关参数：

手动获取获取token：

kubeadm token list

手动获取ca-cert：

openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

重新生成完整的加入集群的命令：

kubeadm token create --print-join-command

0X02 Node节点

1.Node节点加入集群

直接在Node节点上执行刚才保存的kubeadm join命令即可：

kubeadm join : --token  --discovery-token-ca-cert-hash sha256:

0X03 查看集群工作状态

1.查看集群Node信息

kubectl get nodes

如果Node节点的status不为ready，可以稍微等一等，需要一定时间适配

2.查看pod信息

kubectl get pods --all-namespaces

应该输出截图中的内容，需要注意的是如果网络配置没有问题，那么红框标注的容器应该均为Running状态。flannel容器初始化需要的时间比较长，可以稍微等等，不要急着进行别的操作。

0X04 节点角色设置

初始化完成后默认所有节点都是没有角色的，需要手动设置节点角色

设置Master节点：

kubectl label nodes your_node_name node-role.kubernetes.io/master=

设置Node节点：

kubectl label nodes your_node_name node-role.kubernetes.io/node=

还发现一个情况，可以设置一个节点同时为master和node：

0X05 额外的一些东西

1.重新初始化

如果集群初始化之后，发现存在问题，例如init时缺少参数，导致需要重新初始化，可以采取以下措施：

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#tear-down

2.查看kubelet日志

journalctl -f -u kubelet  # 查看kubelet日志
journalctl -f -u kubelet > kubelet.log  # 将日志输出到本地文件查看

 

4.参考文档

k8s官方部署文档：https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

安装部署：https://github.com/qxl1231/2019-k8s-centos

 

最后：本人也尚在初学阶段，如有错误，还请包涵，欢迎交流~