kubernetes(一)——集群部署(单master)
1、生产环境可部署Kubernetes集群的两种方式目前生产部署Kubernetes集群主要有两种方式:kubeadmKubeadm是一个K8s部署工具,提供kubeadm init和kubeadm join,用于快速部署Kubernetes集群。二进制包从github下载发行版的二进制包,手动部署每个组件,组成Kubernetes集群。本文采用kubeadm搭建集群。kubeadm常用命令:ku
1、整体架构
Kubernetes由Master节点和Node节点组成。master节点控制 Kubernetes 节点的机器,也是创建作业任务的地方,而node节点则在master的控制下执行被分配的任务。
Master主要由ETCD/Controller Manager/Api Server/Schedular能成,
- etcd:主要负责存储各个node节点的状态和其它相关数据,可以理解为kubernetes的数据库。
- API server:集群的统一入口,各组件协调者,以RESTful API提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给API Server处理后再提交给 etcd 存储。
- Scheduler:实现集群节点的调度。根据调度算法为新创建的 Pod 选择一个Node 节点,可以任意部署,可以部署在同一个节点上,也可以部署在不同的节点上。调度算法考虑的因素包括单个 Pod 和 Pod 集合的资源需求、硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰和最后时限。
- Controller Manager:处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。
Node主要由kubelet和kube-proxy组成,一般还会安装kube-dns组件。
- Kubelet:是Master在Node节点上的代理,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。 kubelet 不会管理不是由 Kubernetes 创建的容器。
- Kube-proxy:在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作。这些网络规则允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。
- Kube-dns:负责为整个集群提供DNS服务,通过Service名称访问相应的服务
各组件启动顺序:k8s的启动过程的先启动master上的kubelet,master上的kubelet启动etcd,kube-apiserver、kube-controller、 kube-scheduler, 这些系统服务pods( 静态 Pod(Static Pod)由特定节点上的 kubelet 守护进程直接管理的 pod),这样k8s的master就启动成功了。
nodes上的kubelet会根据记录的master地址(直接ip地址,不需要网络转发),和kube-apiserver联系,kube-apiserver会让每台机器上的kube-proxy、coredns等系统组件,最后启动etcd里面记录的跟踪组件(pod容器方式),最后k8s整个集群启动成功
2、生产环境可部署Kubernetes集群的两种方式
目前生产部署Kubernetes集群主要有两种方式:
- kubeadm
Kubeadm是一个K8s部署工具,提供kubeadm init和kubeadm join,用于快速部署Kubernetes集群。
- 二进制包
从github下载发行版的二进制包,手动部署每个组件,组成Kubernetes集群。
本文采用kubeadm搭建集群。
kubeadm常用命令:
kubeadm init | 初始化一个Master节点 |
kubeadm join | 将工作节点加入集群 |
kubeadm upgrade | 升级K8s版本 |
kubeadm token | 管理kubeadm join |
kubeadm reset | 清空 kubeadm init 或者 kubeadm join 对主机所做的任何更改 |
kubeadm version | 打印kubeadm 版本 |
kubeadm alpha | 预览可用的新功能 |
3、准备环境
服务器规划:
角色 | IP |
k8s-master | 192.168.5.11 |
k8s-node1 | 192.168.5.12 |
k8s-node2 | 192.168.5.13 |
4、操作系统初始化配置【所有节点】
# 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
# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.5.11 k8s-master
192.168.5.12 k8s-node1
192.168.5.13 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
5、 安装Docker/kubeadm/kubelet【所有节点】
这里使用Docker作为容器引擎,也可以换成别的,例如containerd
5.1、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
启动
systemctl restart docker
docker info
5.2、 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
5.3、安装kubeadm,kubelet和kubectl
yum install -y kubelet-1.21.0 kubeadm-1.21.0 kubectl-1.21.0
systemctl enable kubelet
6、部署Kubernetes Master
在192.168.5.11(master)执行
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.5.11 \
--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
初始化完成后,最后会输出一个join命令,先记住,下面用。
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
查看工作节点:
kubectl get nodes
注:由于网络插件还没有部署,还没有准备就绪 NotReady
7、加入Kubernetes Node
在192.168.5.12/13(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 192.168.5.11:6443 --token 7gqt13.kncw9hg5085iwclx \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:66fbfcf18649a5841474c2dc4b9ff90c02fc05de0798ed690e1754437be35a01
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,可以直接使用命令快捷生成:
kubeadm token create --print-join-command
8、部署容器网络(CNI)
Calico是一个纯三层的数据中心网络方案,是目前Kubernetes主流的网络方案。
下载calico YAML:
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的 --pod-network-cidr指定的一样。
部署:
kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system
等Calico Pod都Running,节点也会准备就绪。
CoreDNS问题处理:
kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
calico-kube-controllers-8db96c76-z7h5p 1/1 Running 0 16m
calico-node-pshdd 1/1 Running 0 16m
calico-node-vjwlg 1/1 Running 0 16m
coredns-545d6fc579-5hd9x 0/1 ImagePullBackOff 0 16m
coredns-545d6fc579-wdbsz 0/1 ImagePullBackOff 0 16m
在所有节点执行:
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.8.0
docker tag registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.8.0 registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns/coredns:v1.8.0
过一会儿,CoreDNS Pod会自动恢复正常。
注:以后所有yaml文件都只在Master节点执行。
安装目录:/etc/kubernetes/
组件配置文件目录:/etc/kubernetes/manifests/
9、部署Dashboard
Dashboard是官方提供的一个UI,可用于基本管理K8s资源。
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
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。
10、切换容器引擎为Containerd
10.1、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 install -y containerd.io
mkdir -p /etc/containerd
containerd config default > /etc/containerd/config.toml
10.2、修改配置文件
- pause镜像设置过阿里云镜像仓库地址
- cgroups驱动设置为systemd
- 拉取Docker Hub镜像配置加速地址设置为阿里云镜像仓库地址
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
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
验证
kubectl get node -o wide
管理容器工具
containerd提供了ctr命令行工具管理容器,但功能比较简单,所以一般会用crictl工具检查和调试容器。
设置crictl连接containerd:
vi /etc/crictl.yaml
runtime-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
image-endpoint: unix:///run/containerd/containerd.sock
timeout: 10
debug: false
下面是docker与crictl命令对照表:
镜像相关功能 | Docker | Containerd |
显示本地镜像列表 | docker images | crictl images |
下载镜像 | docker pull | crictl pull |
上传镜像 | docker push | 无,例如buildk |
删除本地镜像 | docker rmi | crictl rmi |
查看镜像详情 | docker inspect IMAGE-ID | crictl inspecti IMAGE-ID |
容器相关功能 | Docker | Containerd |
显示容器列表 | docker ps | crictl ps |
创建容器 | docker create | crictl create |
启动容器 | docker start | crictl start |
停止容器 | docker stop | crictl stop |
删除容器 | docker rm | crictl rm |
查看容器详情 | docker inspect | crictl inspect |
attach | docker attach | crictl attach |
exec | docker exec | crictl exec |
logs | docker logs | crictl logs |
stats | docker stats | crictl stats |
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