kubeadm

kubeadm快速搭建一个k8s小集群

二进制搭建适合搭建大集群（50台以上主机）

kubeadm更适合中小企业的业务集群

master  120.168.233.70 dockerkubelet kubeadm kubectl flannel

node01  120.168.233.80 dockerkubelet kubeadm kubectl flannel

node02  120.168.233.90 dockerkubelet kubeadm kubectl flannel

harbor节点  120.168.233.100 docker-compose harbordocker

vim /etc/hosts

[root@k8s1 ~]# kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15

k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.15

k8s.gcr.io/pause:3.2

k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0

k8s.gcr.io/coredns:1.7.0

pause: 特殊的pod。

pause会在节点上创建一个网络命名空间，其他容器可以加入这个网络命名空间。pod里面的容器可能使用不同的代码和架构编写。可以在一个网络空间里面实现通信。协调这个命名空间里面得资源（实现pod内容器得兼容性）

kubeadm安装的k8s组件都是以pod的形式运行在kube-system这个命令空间当中

kubeletnode管理器可以进行系统控制

kubeadm init \

--apiserver-advertise-address=120.168.233.70 \

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

--kubernetes-version=v1.20.15 \

--service-cidr=10.96.0.0/16 \

--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \

--token-ttl=0

--apiserver-advertise-addres: 声明master节点的apisever的监听地址

-image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers\: 声明拉取镜像的仓库，使用阿里云

使用命令

我们采用了二进制包搭建出的k8s集群，本次我们采用更为简单的kubeadm的方式来搭建k8s集群。

二进制的搭建更适合50台主机以上的大集群，kubeadm更适合中小型企业的集群搭建

主机配置建议：2c 4G

主机节点      IP                       组件

master     120.168.233.10  docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

node01     120.168.233.20  docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

node02     120.168.233.30  docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel

Harbor节点 120.168.233.40  docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

在所有节点上安装Docker和kubeadm

部署Kubernetes Master

部署容器网络插件

部署 Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中

部署 Dashboard Web 页面，可视化查看Kubernetes资源

部署 Harbor 私有仓库，存放镜像资源

环境准备:

//所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换

systemctl stop firewalld

systemctl disable firewalld

setenforce 0

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X

swapoff -a #交换分区必须要关闭

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #永久关闭swap分区，&符号在sed命令中代表上次匹配的结果

#加载 ip_vs 模块

for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; /sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

//修改主机名

hostnamectl set-hostname master01

hostnamectl set-hostname node01

hostnamectl set-hostname node02

//所有节点修改hosts文件

vim /etc/hosts

120.168.233.10 master01

120.168.233.20 node01

120.168.233.30 node02

//调整内核参数

cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF

#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1

net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

#关闭ipv6协议

net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1

net.ipv4.ip_forward=1

EOF

//生效参数

sysctl --system

2、所有节点安装docker

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

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

yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

mkdir /etc/docker

cat > /etc/docker/daemon.json <

{

  "registry-mirrors": ["https://pkm63jfy.mirror.aliyuncs.com"],

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

  "log-driver": "json-file",

  "log-opts": {

    "max-size": "100m"

  }

}

EOF

systemctl daemon-reload

systemctl restart docker.service

systemctl enable docker.service

docker info | grep "Cgroup Driver"

Cgroup Driver: systemd

3、所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl  

//定义kubernetes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

yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15

//开机自启kubelet

systemctl enable kubelet.service

#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启

//查看初始化需要的镜像

kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15

k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.15

k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.15

k8s.gcr.io/pause:3.2

k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0

k8s.gcr.io/coredns:1.7.0

pause镜像是 Kubernetes Pod 中一个特殊容器所使用的基础容器。这个容器的作用是保持 Pod 中其他容器的运行。

在 Kubernetes 中，Pod 是最小的可部署单元，通常包含一个或多个容器。pause 容器的主要作用是创建一个网络命名空间，

并在该网络命名空间内创建一个网络命名空间隔离的 Linux 进程。其他容器将加入这个网络命名空间，共享网络命名空间的网络栈。

这种设计的好处是，即使 Pod 中的容器是用不同的编程语言或框架编写的，

它们仍然可以在同一网络空间中通信。pause 容器充当了这种网络命名空间的主要协调者。

当 Pod 中的所有容器退出时，pause 容器也退出，从而释放 Pod 的网络命名空间

//在 master 节点上传 v1.20.15.zip 压缩包至 /opt 目录

unzip v1.20.15.zip -d /opt/k8s

cd /opt/k8s/

for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

//复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本加载镜像文件

scp -r /opt/k8s root@node01:/opt

scp -r /opt/k8s root@node02:/opt

for i in $(ls *.tar); do docker load -i $i; done

//初始化kubeadm

kubeadm init \

--apiserver-advertise-address=120.168.233.10 \

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

--kubernetes-version=v1.20.15 \

--service-cidr=10.96.0.0/16 \

--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \

--token-ttl=0

--------------------------------------------------------------------------------------------

初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。

可选参数：

--apiserver-advertise-address：apiserver通告给其他组件的IP地址，

一般应该为Master节点的用于集群内部通信的IP地址，0.0.0.0表示节点上所有可用地址

--apiserver-bind-port：apiserver的监听端口，默认是6443

--cert-dir：通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki

--control-plane-endpoint：控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加

--image-repository：拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io

--kubernetes-version：指定kubernetes版本

--pod-network-cidr：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为120.168.0.0/16；

--service-cidr：service资源的网段

--service-dns-domain：service全域名的后缀，默认是cluster.local

--token-ttl：默认token的有效期为24小时，如果不想过期，可以加上 --token-ttl=0 这个参数

---------------------------------------------------------------------------------------------

kubeadm join 120.168.233.10:6443 --token j7h4sa.yau6cfyzva2zk9ll \

    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:13b961db6119c69610920ef0e33b46a97332090d6ff19d8effe00329e543d28f

#在node节点加入集群

//设定kubectl

kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，

kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，

它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。

mkdir -p $HOME/.kube

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

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

systemctl restart kubelet

初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap，开启 ipvs

kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system

修改mode: ipvs

kubectl get cs 发现集群不健康，更改以下两个文件

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml

vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml

# 修改如下内容

把--bind-address=127.0.0.1变成--bind-address=120.168.233.10 #修改成k8s的控制节点master01的ip

把httpGet:字段下的hosts由127.0.0.1变成120.168.233.10（有两处）

#- --port=0 # 搜索port=0，把这一行注释掉

systemctl restart kubelet

//所有节点上传 flannel 镜像 flannel.tar 和网络插件 cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz 到 /opt 目录，

master节点上传 kube-flannel.yml 文件

cd /opt

docker load < flannel.tar

mv /opt/cni /opt/cni_bak

mkdir -p /opt/cni/bin

tar zxvf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin

//在 master 节点创建 flannel 资源

kubectl apply -f kube-flannel.yml

#删除node节点

kubectl delete node master01

#证书有效期的问题,kubeadm默认只有1年：

openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt -noout -text | grep Not

openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/apiserver.crt -noout -text | grep Not

./update-kubeadm-cert.sh all

执行脚本即可

//在master节点查看节点状态

kubectl get nodes

kubectl get pods -n kube-system

//测试 pod 资源创建

kubectl create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -o wide

       

//暴露端口提供服务

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

进入pod修改页面

kubectl get svc

//测试访问

curl http://node01:32698

//缩容副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=3

kubectl get pods -o wide

安装 部署与k8s集群对接的Harbor仓库

//上传 harbor-offline-installer-v2.8.1.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录

cd /opt

cp docker-compose /usr/local/bin/

chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

tar zxvf harbor-offline-installer-v2.8.1.tgz

cd harbor/

vim harbor.yml

hostname = hub.test.com

   https:

     # https port for harbor, default is 443

  port: 443

     # The path of cert and key files for nginx

     certificate: /data/cert/server.crt

     private_key: /data/cert/server.key

harbor_admin_password = 123456

//生成证书

mkdir -p /data/cert

cd /data/cert

#生成私钥

openssl genrsa -des3 -out server.key 2048

输入两遍密码：123456

openssl genrsa: 用于生成 RSA 密钥。

-des3: 使用 Triple DES 加密算法对生成的私钥进行加密。

-out server.key: 指定生成的私钥文件的名称为 server.key。

2048: 指定 RSA 密钥的位数为 2048 位。

#生成证书签名请求文件

openssl req -new -key server.key -out server.csr

输入私钥密码：123456

输入国家名：CN

输入省名：BJ

输入市名：BJ

输入组织名：TEST

输入机构名：TEST

输入域名：hub.ciy.com

输入管理员邮箱：[email protected]

其它全部直接回车

#备份私钥

cp server.key server.key.org

#清除私钥密码

openssl rsa -in server.key.org -out server.key

输入私钥密码：123456

#签名证书

openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/

./prepare

./install.sh

在本地使用火狐浏览器访问：https://120.168.233.40

添加例外 -> 确认安全例外

用户名：admin

密码：123456

node1节点：

mkdir -p /etc/docker/certs.d/hub.test.com/

在harbor节点把密钥验证目录整个转给node节点：

scp -r data/ [email protected]:/

把刚才的生成的密钥文件放入:

cd /etc/docker/certs.d/hub.test.com/

[root@node01 hub.test.com]# ls

server.crt  server.csr  server.key

vim /etc/hosts

120.168.233.40 hub.test.com

vim /lib/systemd/system/docker.service

ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --insecure-registry=hub.test.com

systemctl daemon-reload

systemctl restart docker

[root@node01 system]# docker login -u admin -p 123456 https://hub.test.com

WARNING! Using --password via the CLI is insecure. Use --password-stdin.

WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.

Configure a credential helper to remove this warning. See

https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded

docker tag nginx:latest hub.test.com/library/nginx:v1

docker push hub.test.com/library/nginx:v1

//在master节点上删除之前创建的nginx资源

kubectl delete deployment nginx

kubectl create deployment myapp-test  --image=hub.test.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3

kubectl expose deployment myapp-test  --port=30000 --target-port=80

kubectl get svc,pods

yum install ipvsadm -y

ipvsadm -Ln

#通过clusterip+端口号 进行访问

curl 10.96.199.149:30000

kubectl edit svc nginx-deployment

25   type: NodePort #把调度策略改成NodePort

kubectl get svc

浏览器访问：

http://120.168.233.10:32148/

http://120.168.233.20:32148/

http://120.168.233.30:32148/

#将cluster-admin角色权限授予用户system:anonymous

kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous