学习才是源动力

# 使用Kubeadm快速搭建集群【v1.21】

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：

# 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

single-master

角色 IP
liuxiaolu-master 10.69.1.161
liuxiaolu-node 10.69.1.160
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
10.69.1.161 liuxiaolu-master
10.69.1.160 liuxiaolu-node
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

时间同步这一步可能会失败，我这里是重新设置了腾讯的yum源
$ mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup
$ wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.cloud.tencent.com/repo/centos7_base.repo

如果没有wget，可以先用yum安装wget
$ yum install wget

如果wget也安装不成功，可以在其他地方下载了yum源后上传到服务器上面去，上传命令如下，xx.xx.xx.xx为具体的服务器地址
$ scp CentOS-Base.repo root@xx.xx.xx.xx:~

设置好yum源后，记得更新缓存
$ yum clean all
$ yum makecache

# 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

$ 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：

$ 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

$ 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：

$ yum install -y kubelet-1.21.0 kubeadm-1.21.0 kubectl-1.21.0
$ systemctl enable kubelet

# 4. 部署Kubernetes Master

官网参考：

kubeadm-init#config-file (opens new window)

create-cluster-kubeadm#initializing-your-control-plane-node (opens new window)

在10.69.1.161（Master）执行。

$ kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=10.69.1.161 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.21.0 \
  --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：

$ vi kubeadm.conf
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.21.0
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：

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

# 5. 加入Kubernetes Node

在10.69.1.160（Node）执行。

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

$ kubeadm join 10.69.1.161:6443 --token rq8cfq.did3y3h9ejsawbg1 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6e5fad79ecccd48604227447b14e809988e544a80c6aaa4dc95b0a8784b7059d

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
$ 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 192.168.31.61:6443 --token nuja6n.o3jrhsffiqs9swnu --discovery-token-ca-cert-hash sha256:63bca849e0e01691ae14eab449570284f0c3ddeea590f8da988c07fe2729e924

或者直接命令快捷生成：kubeadm token create --print-join-command

官网参考：kubeadm#kubeadm-join (opens new window)

# 6. 部署容器网络（CNI）

官网参考：create-cluster-kubead#pod-network (opens new window)

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。

官网参考：kubernetes-quickstart (opens new window)

$ 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，即10.244.0.0/16

  • 执行命令调整calico.yaml
$ vi calico.yaml
  .....
  - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
    value: "10.244.0.0/16"
  ......
  • 执行命令安装calico
$ kubectl apply -f calico.yaml
  • 查看安装进度
$ kubectl get pods -n kube-system

  • 为什么要部署calico网络，或者说网络组件解决了那些问题？

    • 每个docker主机创建的容器ip可能冲突?
    • 容器1访问容器2，容器1怎么知道容器2在哪个docker主机？
    • 容器1访问容器2数据包怎么传输过去？

# 7. 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pod，验证是否正常运行：

$ kubectl create deployment nginx --image=nginx
$ kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
$ kubectl get pod,svc

访问地址：http://NodeIP:Port

# 8. 部署 Dashboard

若yaml下载不下来，可以直接用浏览器打开，拷贝内容，在服务器上创建文件即可
$ 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：

$ vi 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：

# 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。

成功！！！

welcome

# 9. 切换容器引擎为Containerd

官网参考 (opens new window)

  • 由于k8s即将启用docker容器引擎，所以这里给出切换到containerd容器引擎的一个解决方案。
  • 目前不切换容器引擎也是可以正常使用的，大概是在k8s1.23版本的时候，会正式弃用docker。
  • 不管使用什么容器引擎，对于使用k8s命令或者说是学习k8s，都是没有任何差异的。
  • 切换容器引擎需要逐个调整各个节点，也可实现逐步升级。部分调整，部分不调整，也可以正常使用。

1、配置先决条件

$ cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF

$ sudo modprobe overlay
$ sudo modprobe br_netfilter

# 设置必需的 sysctl 参数，这些参数在重新启动后仍然存在。
$ cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-kubernetes-cri.conf
net.bridge.bridge-nf-call-iptables  = 1
net.ipv4.ip_forward                 = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
EOF

# Apply sysctl params without reboot
$ sudo sysctl --system

2、安装containerd

$ yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
$ yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
$ yum update -y && sudo yum install -y containerd.io
$ mkdir -p /etc/containerd
$ containerd config default | sudo tee /etc/containerd/config.toml
$ systemctl restart containerd

3、修改配置文件

$ vi /etc/containerd/config.toml
   [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
      sandbox_image = "registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2"  
         ...
         [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".containerd.runtimes.runc.options]
             SystemdCgroup = true
             ...
        [plugins."io.containerd.grpc.v1.cri".registry.mirrors."docker.io"]
          endpoint = ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
          
$ systemctl restart containerd

4、配置kubelet使用containerd

$ vi /etc/sysconfig/kubelet 
KUBELET_EXTRA_ARGS=--container-runtime=remote --container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock --cgroup-driver=systemd

$ systemctl restart kubelet

5、验证（注意如果是切换master节点的容器引擎，需要注意可能要等待几分钟，等待kubelet重启）

$ [root@liuxiaolu-master ~]# kubectl get node -o wide
NAME               STATUS   ROLES                  AGE   VERSION   INTERNAL-IP   EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                KERNEL-VERSION          CONTAINER-RUNTIME
liuxiaolu-master   Ready    control-plane,master   26h   v1.21.0   xx.xx.x.xxx   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-957.el7.x86_64   containerd://1.4.4
liuxiaolu-node     Ready    <none>                 25h   v1.21.0   xx.xx.x.xxx   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-957.el7.x86_64   containerd://1.4.4

PS: CONTAINER-RUNTIME显示为containerd://1.4.4即为成功

Last Updated: 6/26/2022, 4:44:06 PM

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