CentOs搭建Kubernetes集群

kubeadm

minikube 还是太“迷你”了，方便的同时也隐藏了很多细节，离真正生产环境里的计算集群有一些差距，毕竟许多需求、任务只有在多节点的大集群里才能够遇到，相比起来，minikube 真的只能算是一个“玩具”。

Kubernetes 是很多模块构成的，而实现核心功能的组件像 apiserver、etcd、scheduler 等本质上都是可执行文件，所以也可以采用和其他系统差不多的方式，使用 Shell 脚本或者 Ansible 等工具打包发布到服务器上。

不过 Kubernetes 里的这些组件的配置和相互关系实在是太复杂了，用 Shell、Ansible 来部署的难度很高，需要具有相当专业的运维管理知识才能配置、搭建好集群，而且即使这样，搭建的过程也非常麻烦。

为了简化 Kubernetes 的部署工作，让它能够更“接地气”，社区里就出现了一个专门用来在集群中安装 Kubernetes 的工具，名字就叫“kubeadm”，意思就是“Kubernetes 管理员”。

下面使用kubeadm搭建一个1master，1work ，1console的k8s集群

安装前的准备工作

改主机名

由于 Kubernetes 使用主机名来区分集群里的节点，所以每个节点的 hostname 必须不能重名。你需要修改“/etc/hostname”这个文件，把它改成容易辨识的名字，比如 Master 节点就叫 master，Worker 节点就叫 worker：

sudo vi /etc/hostname

改 Docker 配置

安装完成docker后需要你再对 Docker 的配置做一点修改，在“/etc/docker/daemon.json”里把 cgroup 的驱动程序改成 systemd ，然后重启 Docker 的守护进程

cat <<EOF | sudo tee /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://5pfmrxk8.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF

sudo systemctl enable docker
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

改网络设置

为了让 Kubernetes 能够检查、转发网络流量，你需要修改 iptables 的配置，启用“br_netfilter”模块：

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1 # better than modify /etc/sysctl.conf
EOF

sudo sysctl --system

改交换分区

需要修改“/etc/fstab”，关闭 Linux 的 swap 分区，提升 Kubernetes 的性能：

sudo swapoff -a
sudo sed -ri '/\sswap\s/s/^#?/#/' /etc/fstab

完成之后，最好记得重启一下系统，然后给虚拟机拍个快照做备份，避免后续的操作失误导致重复劳动。

安装 kubeadm

在 Master 节点和 Worker 节点上都要安装

1、添加 kubeadm 的国内库

官方 Google Cloud 库可能网速慢下载不下来

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
exclude=kube*
EOF

2、安装、更新所需的软件包

# 安装所需的软件包
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

# 添加 Kubernetes 软件包仓库
sudo yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/

# 更新 yum 软件包索引
sudo yum update -y

3、安装 kubeadm, kubelet, 和 kubectl 指定版本（1.23.3）

sudo yum install -y kubelet-1.23.3 kubeadm-1.23.3 kubectl-1.23.3

在这里插入图片描述

4、查看版本

kubeadm version
kubectl version --client

在这里插入图片描述

5、标记 kubelet 包不自动更新

# 安装 yum-plugin-versionlock 插件
sudo yum install yum-plugin-versionlock
#使用命令 apt-mark hold ，锁定这三个软件的版本
sudo apt-mark hold kubeadm kubelet kubectl
#或者 将软件包添加到版本锁定列表中
sudo yum versionlock add kubeadm kubelet kubectl

安装 Master 节点

kubeadm 的用法非常简单，只需要一个命令 kubeadm init 就可以把组件在 Master 节点上运行起来，不过它还有很多参数用来调整集群的配置，可以用 -h 查看。

常用的 3 个参数：

–pod-network-cidr，设置集群里 Pod 的 IP 地址段。
–apiserver-advertise-address，设置 apiserver 的 IP 地址，对于多网卡服务器来说很重要（比如 VirtualBox 虚拟机就用了两块网卡），可以指定 apiserver 在哪个网卡上对外提供服务。
–kubernetes-version，指定 Kubernetes 的版本号。

1、初始化kubernetes集群

指定了 Pod 的地址段是“10.244.0.0/16”，service的地址是 10.96.0.0/12 ，apiserver 的服务地址是“自己机器的ip”，Kubernetes 的版本号是“1.23.3”

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=本身的虚拟机ip \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.23.3 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

2、建立“.kube”目录

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

在本地建立一个“.kube”目录，然后拷贝 kubectl 的配置文件，你只要原样拷贝粘贴就行。
在这里插入图片描述

3、保存kubeadm join 信息

kubeadm join 172.16.*.*:6443 --token fnbir9.g81u885fcu8jvbji \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:77423363c190a976de43ebe4e06bf90e35fdf918bda7ac995392714f0895c9de

其他节点要加入集群必须要用指令里的 token 和 ca 证书，所以这条命令务必拷贝后保存好：
在这里插入图片描述
token默认只有24个小时，如果过期了或者忘了，可以重新获取加入集群的命令

kubeadm token create --print-join-command

4、检查 Kubernetes 集群的节点状态

kubectl version
kubectl get node

在这里插入图片描述
Master 节点的状态是“NotReady”，这是由于还缺少网络插件，集群的内部网络还没有正常运作。

安装 Flannel 网络插件

使用项目的“kube-flannel.yml”在 Kubernetes 里部署一下就好了。不过因为它应用了 Kubernetes 的网段地址，需要修改文件里的“net-conf.json”字段，把 Network 改成刚才 kubeadm 的参数 --pod-network-cidr 设置的地址段。
kube-flannel.yml文件地址

1、kube-flannel.yml内容

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
  name: kube-flannel
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
- apiGroups:
  - networking.k8s.io
  resources:
  - clustercidrs
  verbs:
  - list
  - watch
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  labels:
    k8s-app: flannel
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: v1
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }
kind: ConfigMap
metadata:
  labels:
    app: flannel
    k8s-app: flannel
    tier: node
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  labels:
    app: flannel
    k8s-app: flannel
    tier: node
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
      k8s-app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        app: flannel
        k8s-app: flannel
        tier: node
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      containers:
      - args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: EVENT_QUEUE_DEPTH
          value: "5000"
        image: docker.io/flannel/flannel:v0.25.1
        name: kube-flannel
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 50Mi
        securityContext:
          capabilities:
            add:
            - NET_ADMIN
            - NET_RAW
          privileged: false
        volumeMounts:
        - mountPath: /run/flannel
          name: run
        - mountPath: /etc/kube-flannel/
          name: flannel-cfg
        - mountPath: /run/xtables.lock
          name: xtables-lock
      hostNetwork: true
      initContainers:
      - args:
        - -f
        - /flannel
        - /opt/cni/bin/flannel
        command:
        - cp
        image: docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.4.0-flannel1
        name: install-cni-plugin
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt/cni/bin
          name: cni-plugin
      - args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        command:
        - cp
        image: docker.io/flannel/flannel:v0.25.1
        name: install-cni
        volumeMounts:
        - mountPath: /etc/cni/net.d
          name: cni
        - mountPath: /etc/kube-flannel/
          name: flannel-cfg
      priorityClassName: system-node-critical
      serviceAccountName: flannel
      tolerations:
      - effect: NoSchedule
        operator: Exists
      volumes:
      - hostPath:
          path: /run/flannel
        name: run
      - hostPath:
          path: /opt/cni/bin
        name: cni-plugin
      - hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
        name: cni
      - configMap:
          name: kube-flannel-cfg
        name: flannel-cfg
      - hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate
        name: xtables-lock

修改net-conf.json:
如果不是10.244.0.0/16，net-conf.json修改成“自己设置的pod网段”：

  net-conf.json: |
    {
      "Network": "自己设置的pod网段",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }

2、启动Flannel插件

#创建文件
touch kube-flannel.yml
#编辑文件，将修改过的内容copy进去
vim kube-flannel.yml
#生成插件pod
kubectl apply -f kube-flannel.yml

kube-flannel.yml默认就是“10.244.0.0/16”，可以直接使用下面命令：

kubectl apply -f https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

3、查看Flannel插件是否正常运行

#查看DaemonSet是否正常运行
#如果kube-flannel-ds的副本数显示为1/1，则表示DaemonSet正在正常运行
kubectl get daemonset -n kube-system
#检查kube-flannel的Pod是否正常运行
#如果输出显示Pod的状态为Running，则表示kube-flannel插件正在正常运行。
kubectl get pods -n kube-system -l app=flannel

#检查kube-flannel的日志以查找任何错误
#查看日志是否显示任何错误或警告信息。
kubectl logs -n kube-system <kube-flannel-pod-name>

在这里插入图片描述

4、查看集群节点状态

kubectl get node

在这里插入图片描述
Master 节点的状态是“Ready”，表明节点网络也工作正常了

安装 Worker 节点

1、安装前置操作

把准备工作配置和kubeadm安装好

2、执行kubeadm join

只需要用之前拷贝的那条 kubeadm join 命令就可以了，用 sudo 来执行：

sudo \
kubeadm join 172.16.*.*:6443 --token fnbir9.g81u885fcu8jvbji \
	--discovery-token-ca-cert-hash sha256:77423363c190a976de43ebe4e06bf90e35fdf918bda7ac995392714f0895c9de

3、查看节点状态

kubectl get node

在这里插入图片描述
发现还是NotReady状态

4、复制配置文件

远程复制

sudo scp -r root@*.*.*.*:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf

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

手动复制

mkdir -p $HOME/.kube
#把/etc/kubernetes/admin.conf文件copy到本机，再执行命令
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

再次查看节点状态，变成ready

在这里插入图片描述

安装Console

可以节点本身充当Console（就是不用单独安装）

1、安装kubectl

# 下载：
curl -LO https://dl.k8s.io/release/v1.23.3/bin/linux/arm64/kubectl

# 安装
sudo install kubectl /usr/local/bin/kubectl

# 从master节点复制文件

sudo scp stark@192.168.88.134:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf

2、从master节点复制文件

远程复制

sudo scp -r root@*.*.*.*:/etc/kubernetes/admin.conf /etc/kubernetes/admin.conf

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

手动复制

mkdir -p $HOME/.kube
#把/etc/kubernetes/admin.conf文件copy到本机，再执行命令
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

测试集群

在console节点是执行kubectl run ，运行 Nginx 来测试一下：

kubectl run ngx --image=nginx:alpine
kubectl get pod -o wide

会发现，pod被调度到了work节点上运行
在这里插入图片描述