Modify by lyc at 2021-4-2

以下为测试环境的实验记录，博文参考自 李振良OK：使用 kubeadm 快速部署一个 Kubernetes 集群

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 集群的部署：

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# 创建一个 Master 节点
$ kubeadm init

# 将一个 Node 节点加入到当前集群中
$ kubeadm join <Master节点的IP和端口 >

1. 安装要求

在开始之前，部署 Kubernetes 集群机器需要满足以下几个条件：

  • 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. 准备环境

角色 IP
k8s-master1 192.168.99.101
k8s-node1 192.168.99.102
k8s-node2 192.168.99.103 
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# 关闭防火墙
$ systemctl stop firewalld
$ systemctl disable firewalld

# 关闭selinux
$ sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  # 永久
$ setenforce 0  # 临时

# 关闭swap
$ swapoff -a  # 临时
$ vim /etc/fstab  # 永久

# 设置主机名
$ hostnamectl set-hostname <hostname>

# 在master添加hosts：
$ cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.99.101 k8s-master1
192.168.99.102 k8s-node1
192.168.99.103 k8s-node2
EOF

# 将桥接的IPv4流量传递到iptables的链：
$ cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
$ sysctl --system  # 生效

# 时间同步：
$ yum install ntpdate -y
$ ntpdate time.windows.com

3. 安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】

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

3.1 安装 Docker

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$ 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
$ systemctl enable docker && systemctl start docker

配置镜像下载加速器：

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

3.2 添加阿里云YUM软件源

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$ 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

3.3 安装kubeadm，kubelet和kubectl

由于版本更新频繁，这里指定版本号部署：

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$ yum install -y kubelet-1.19.0 kubeadm-1.19.0 kubectl-1.19.0
$ systemctl enable kubelet

4. 部署Kubernetes Master

在192.168.99.101（Master）执行。

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$ kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.99.101 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.19.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
  --ignore-preflight-errors=all
  • --apiserver-advertise-address 集群通告地址
  • --image-repository 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
  • --kubernetes-version K8s版本，与上面安装的一致
  • --service-cidr 集群内部虚拟网络， Pod 统一访问入口
  • --pod-network-cidr Pod网络与下面部署的 CNI 网络组件 yaml 中保持一致

或者使用配置文件引导： config-file

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$ vim kubeadm.conf
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.19.0
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers 
networking:
  podSubnet: 10.244.0.0/16 
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12 

$ kubeadm init --config kubeadm.conf --ignore-preflight-errors=all

拷贝 kubectl 使用的连接k8s认证文件到默认路径：initializing-your-control-plane-node

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

$ kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master   Ready    master   2m   v1.18.0

kubeadm init初始化工作过程：

  1. [preflight] 环境检查和拉取镜像 kubeadm config images pull
  2. [certs] 生成k8s证书和etcd证书 /etc/kubernetes/pki
  3. [kubeconfig] 生成kubeconfig文件
  4. [kubelet-start] 生成kubelet配置文件
  5. [control-plane] 部署管理节点组件，用镜像启动容器 kubectl get pods -n kube-system
  6. [etcd] 部署etcd数据库，用镜像启动容器
  7. [upload-config] [kubelet] [upload-certs] 上传配置文件到k8s中
  8. [mark-control-plane] 给管理节点添加一个标签 node-role.kubernetes.io/master=’’，再添加一个污点[node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule]
  9. [bootstrap-token] 自动为kubelet颁发证书
  10. [addons] 部署插件，CoreDNS、kube-proxy

部署时遇到常见问题可以用 kubeadm reset 清空当前初始化环境使

5. 加入Kubernetes Node

kubeadm-join

在192.168.99.102,192.168.99.103（Node）执行。

向集群添加新节点，执行在 kubeadm init 输出的 kubeadm join 命令：

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$ kubeadm join 192.168.99.101:6443 --token esce21.q6hetwm8si29qxwn \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:00603a05805807501d7181c3d60b478788408cfe6cedefedb1f97569708be9c5

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：

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$ kubeadm token create
$ kubeadm token list
$ openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'
63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

$ kubeadm join 192.168.99.101:6443 --token nuja6n.o3jrhsffiqs9swnu --discovery-token-ca-cert-hash sha256:63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

或者直接命令快捷生成：

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$ kubeadm token create --print-join-command

6. 部署容器网络（CNI）

pod-network

注意：只需要部署下面其中一个，推荐Calico。

Calico 是一个纯三层的数据中心网络方案，Calico 支持广泛的平台，包括Kubernetes、OpenStack等。

Calico 在每一个计算节点利用 Linux Kernel 实现了一个高效的虚拟路由器（vRouter） 来负责数据转发，而每个 vRouter 通过 BGP 协议负责把自己上运行的 workload 的路由信息向整个 Calico 网络内传播。

此外，Calico 项目还实现了 Kubernetes 网络策略，提供ACL功能。

Quickstart for Calico on Kubernetes

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$ wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml

下载完后还需要修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面 kubeadm init 指定的一样

修改完后应用清单：

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$ kubectl apply -f calico.yaml
$ kubectl get pods -n kube-system

7. 测试kubernetes集群

7.1 kubectl get cs：STATUS Unhealthy 报错

查看 Master 组件状态提示 Unhealthy 报错

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$ kubectl get cs
Warning: v1 ComponentStatus is deprecated in v1.19+
NAME                 STATUS      MESSAGE                                                                                       ERROR
scheduler            Unhealthy   Get "http://127.0.0.1:10251/healthz": dial tcp 127.0.0.1:10251: connect: connection refused   
controller-manager   Unhealthy   Get "http://127.0.0.1:10252/healthz": dial tcp 127.0.0.1:10252: connect: connection refused   
etcd-0               Healthy     {"health":"true"}

原因是 controller-manager 和 scheduler 配置文件中 --port=0 参数默认设置为0，导致 apiserver 与组件端口通信获得 Master组件状态，将其注释

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# 注释配置 # --port=0
$ vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml 
$ vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml 
# --port=0

# 重启 kubelet
$ systemctl restart kubelet

7.2 使用Nginx镜像测试kubernetes集群

  • 验证Pod工作
  • 验证Pod网络通信
  • 验证DNS解析

在 Kubernetes 集群中创建一个 Nginx Pod，验证是否正常运行：

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# 部署
$ kubectl create deployment nginx --image=nginx

# 暴露端口
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 查看service
$ kubectl get pod,svc
http://NodeIP:Port      # 端口随机生成，通过get svc获取

至此 kubernetes 单 Master 集群部署完成。

8. 部署 Dashboard

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$ wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/aio/deploy/recommended.yaml

默认 Dashboard 只能集群内部访问，修改 Service 为 NodePort 类型，暴露到外部：

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$ vim recommended.yaml
...
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  type: NodePort
...
$ kubectl apply -f recommended.yaml
$ kubectl get pods -n kubernetes-dashboard
NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
dashboard-metrics-scraper-6b4884c9d5-gl8nr   1/1     Running   0          13m
kubernetes-dashboard-7f99b75bf4-89cds        1/1     Running   0          13m

访问地址：https://NodeIP:30001

创建 service account 并绑定默认 cluster-admin 管理员集群角色：

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# 创建用户
$ kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system
# 用户授权
$ kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin
# 获取用户Token
$ kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

使用输出的 token 登录 Dashboard