【K8s】Kubernetes入门-02

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Kubernetes入门 - Kubeadm搭建集群

环境规划

集群类型

Kubernetes集群大体上分为两类：

  • 一主多从：一台Master节点和多台Node节点，搭建简单，但是有单机故障风险，适合用于测试环境

  • 多主多从：多台Master节点和多台Node节点，搭建复杂，安全性高，适合用于生产环境

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安装方式

Kubernetes有多种部署方式，目前主流的方式有kubeadm、minikube、二进制包

  • minikube：一个用于快速搭建单节点kubernetes的工具
  • kubeadm：一个用于快速搭建kubernetes集群的工具
  • 二进制包：从官网下载每个组件的二进制包，依次安装，有助于理解kubernetes组件

说明：演示选择使用kubeadm方式安装集群环境

主机规划

主机 IP 操作体统 配置
master 192.168.2.94 CentOS7.6 4U8G 50G
node1 192.168.2.95 CentOS7.6 4U8G 50G
node2 192.168.2.96 CentOS7.6 4U8G 50G

环境搭建

本次环境需要安装三台CentOS服务器（一主二从），然后在每台服务器分别安装Docker、Kubeadm、Kubelet、Kubectl

主机安装

安装三台服务器

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环境配置

检查系统版本

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[root@master ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

此方式安装Kubernetes集群要求CentOS版本在7.5以上

hosts配置

配置主机名解析，有DNS也可以直接配置DNS，方便后面集群节点之间的调用

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cat <<EOF>>/etc/hosts
192.168.2.94 master
192.168.2.95 node1
192.168.2.96 node2
EOF

时间同步配置

集群中节点的时间必须精确一致

使用 chronyd

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yum install -y chrony
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
## 启动
systemctl start chronyd
## 启用
systemctl enable chronyd
## 停止
systemctl stop chronyd
## 禁用
systemctl disable chronyd

使用 ntp 

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yum install -y ntp
cat <<EOF>>/var/spool/cron/root
00 12 * * * /usr/sbin/ntpdate -u ntp1.aliyun.com && /usr/sbin/hwclock -w
EOF
##查看计划任务
crontab -l
##手动执行
/usr/sbin/ntpdate -u ntp1.aliyun.com && /usr/sbin/hwclock -w

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禁用iptable和firewalld服务

Kubernetes和Docker 在运行的中会产生大量的iptables规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则

关闭防火墙

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systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
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[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.

关闭iptables服务

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[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables

selinux 配置

selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

需要重启生效

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sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
# 临时关闭
setenforce 0 
getenforce

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禁用swap分区

swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是物理内存使用完，之后将磁盘空间虚拟成内存来使用，启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响

Kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备，但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明

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# 编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
vi /etc/fstab
注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap
# /dev/mapper/centos-swap swap


sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstab

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修改linux的内核参数

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# 修改linux的内核采纳数，添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置：
vi /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

# 重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p
# 加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter
# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter

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配置ipvs功能

在Kubernetes中Service有两种带来模型，一种是基于iptables的，一种是基于ipvs

两者比较的话，ipvs的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块

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# 1.安装ipset和ipvsadm
[root@master ~]# yum install ipset ipvsadm -y
# 2.添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@master ~]# cat <<EOF> /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
# 3.为脚本添加执行权限
[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 4.执行脚本文件
[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 5.查看对应的模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

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重启服务器

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reboot

检查

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[root@master ~]# getenforce
Disabled
[root@master ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7821         149        7478           8         192        7422
Swap:             0           0           0

安装Docker

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curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh

mkdir /etc/docker

cat <<EOF> /etc/docker/daemon.json
{
	"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
	"registry-mirrors": ["https://evcbq79g.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

# 启用docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# 查看版本
docker version

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为什么要修改docker的cgroup driver

修改Docker的Cgroup Driver为systemd，替换默认的cgroupfs

安装Kubernetes组件

添加源

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vi /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo

[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
			http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

安装kubeadm、kubelet和kubectl

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[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

 yum install -y kubeadm kubelet kubectl

配置kubelet的cgroup

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cat <<EOF> /etc/sysconfig/kubelet
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
EOF

设置kubelet开机自启

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systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet

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[root@node1 ~]# systemctl enable kubelet
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service to /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.

准备集群镜像

查看镜像

在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看

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[root@master ~]# kubeadm config images list

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下载镜像

国内无法拉取上述镜像，可以通过aliyun代理拉取，也可以直接执行下面语句

我先在香港服务器上拉取然后推送的Docker Hub

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images=(
	 kube-apiserver:v1.17.17
     kube-controller-manager:v1.17.17
     kube-scheduler:v1.17.17
     kube-proxy:v1.17.17
     pause:3.1
     etcd:3.4.3-0
     coredns:1.6.5
)

# pull
for imageName in ${images[@]};do
	docker pull jontymax/$imageName
	docker tag jontymax/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
	docker rmi jontymax/$imageName 
done

集群初始化

对集群进行初始化，并将node节点加入到集群中

master节点执行

创建集群

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kubeadm init \
   --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--apiserver-advertise-address=192.168.2.94 \
--kubernetes-version=v1.17.4 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

重置集群

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kubeadm reset -f

创建文件

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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

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加入集群

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kubeadm join 192.168.2.94:6443 --token dl0jdc.tby7pc1yd2q37wws \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0210b33b1b18e09cd32e0c6b3a1afa7f5a1e2f8c93f9fa5ccf156a9245fa51d6

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查看节点

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kubectl get nodes

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安装网络插件

Kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等

只需要在master节点执行即可，插件使用的是DaemonSet的控制器，会在每个节点运行

下载配置文件

获取配置文件，根目录即可/root/

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

kube-flannel.yml

启动flannel

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kubectl apply -f kube-flannel.yml

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查看节点状态

稍等片刻，集群node节点Ready

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kubectl get nodes

至此，Kubernetes集群环境搭建完成

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服务部署

在K8s集群中部署Nginx服务，测试集群是否正常

master节点执行

Nginx服务

创建服务

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kubectl create deployment nginx  --image=nginx:1.14-alpine

暴露端口

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kubectl expose deploy nginx  --port=80 --target-port=80  --type=NodePort

查看服务

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kubectl get pod
kubectl get service

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访问服务

使用任意node IP 加端口访问

192.168.2.94:32148

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参考文档：