k8s部署文档

此文档为k8s部署总结，用以记录半个月k8s学习及部署过程的经验和踩坑梳理

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（centos8.x已验证无问题）

   • 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（内网通信，内网设置安全组或防火墙即可）

   • 可以访问外网，需要拉取镜像

   • 禁止swap分区

   • 以下操作需要在所有节点执行：

     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：（内网ip）
     $ cat >> /etc/hosts << EOF
     192.168.31.61 k8s-master
     192.168.31.62 k8s-node1
     192.168.31.63 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：（猜想在多个物理机不在同一个时区下才需要用到）
     $ yum install ntpdate -y
     $ ntpdate time.windows.com
     

2. 准备环境

   角色	IP
   k8s-master	192.168.31.61
   k8s-node1	192.168.31.62
   k8s-node2	192.168.31.63

3. 在所有节点安装docker，Kubernetes默认CRI（容器运行时）为Docker，因此先安装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
   #registry-mirrors:修改镜像源
   #exec-opts:修改docker cgroup(k8s 1.2版本以上需要修改)
   cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
   {
     "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"],		
     "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
   }
   EOF
   
   $ systemctl restart docker
   
   

4. 在所有节点安装kubeadm,kubelet和kubectl

   #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
   
   #安装k8s(注意版本号，后面的版本需要对应)
   $ yum install -y kubelet-1.21.0 kubeadm-1.21.0 kubectl-1.21.0
   $ systemctl enable kubelet
   

5. 在master节点执行kubeadm初始化

     $ kubeadm init \
         --apiserver-advertise-address=192.168.31.61 \
         --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（master内网）
   #–-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初始化：

   $ vi kubeadm.conf
   apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
   kind: ClusterConfiguration
   kubernetesVersion: v1.21.1
   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  
   

6. node节点加入k8s集群

   #可以使用kubeadm init输出的kubeadm join命令：
   $ kubeadm join 192.168.31.61:6443 --token esce21.q6hetwm8si29qxwn \
       --discovery-token-ca-cert-hash sha256:00603a05805807501d7181c3d60b478788408cfe6cedefedb1f97569708be9c5
   

   token有效期为24小时，如果过期，需要重新创建token：

   $ kubeadm token create --print-join-command  #快捷生成方式
   

   验证：

   $ kubectl get nodes
   The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?
   

   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   NotReady   control-plane,master   2m25s   v1.21.0
   k8s-node1    NotReady   <none>                 112s    v1.21.0
   k8s-node2    NotReady   <none>                 112s    v1.21.0
   

7. master节点部署容器网络（CNI），此处只介绍calico部署

   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。

   $ wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
   
   #将yaml中的apiVersion: policy/v1beta1修改为apiVersion: policy/v1
   #如果下载缓慢，可以使用保存的calico.yaml直接部署
   
   $ kubectl apply -f calico.yaml
   $ kubectl get nodes
   
   NAME         STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
   k8s-master   Ready    control-plane,master   5m52s   v1.21.0
   k8s-node1    Ready    <none>                 5m19s   v1.21.0
   k8s-node2    Ready    <none>                 5m19s   v1.21.0
   
   $ kubectl get pods -n kube-system
   
   NAME                                       READY   STATUS         RESTARTS   AGE
   calico-kube-controllers-74b8fbdb46-rfdx5   1/1     Running        0          106s
   calico-node-hpcf6                          1/1     Running        0          107s
   calico-node-l4c2s                          1/1     Running        0          107s
   calico-node-r2jlk                          1/1     Running        0          107s
   coredns-545d6fc579-27tml                   0/1     ErrImagePull   0          5m43s
   coredns-545d6fc579-r96ck                   0/1     ErrImagePull   0          5m43s
   etcd-k8s-master                            1/1     Running        0          5m52s
   kube-apiserver-k8s-master                  1/1     Running        0          5m52s
   kube-controller-manager-k8s-master         1/1     Running        0          5m52s
   kube-proxy-8g72k                           1/1     Running        0          5m30s
   kube-proxy-frm4q                           1/1     Running        0          5m30s
   kube-proxy-pbm2b                           1/1     Running        0          5m44s
   kube-scheduler-k8s-master                  1/1     Running        0          5m52s
   
   

   #此处发现corecdn拉取失败，需要手动拉取(master与node都需要执行)
   #查看具体拉取失败的镜像
   $ kubectl get pods coredns-545d6fc579-27tml -n kube-system -o yaml | grep image:
     image: registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns/coredns:v1.8.0
   - image: registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns/coredns:v1.8.0
   #发现coredns:v1.8.0拉取失败，从docker hub官方拉取，官方没有v1.8.0版本，拉取1.8.0版本
   $ docker pull coredns/coredns:1.8.0
   #手动修改镜像名称，重新打tag
   $ sudo docker tag 296a6d5035e2 registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns/coredns:v1.8.0
   
   $ kubectl get pods -n kube-system
   
   NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   calico-kube-controllers-74b8fbdb46-rfdx5   1/1     Running   0          12m
   calico-node-hpcf6                          1/1     Running   0          12m
   calico-node-l4c2s                          1/1     Running   0          12m
   calico-node-r2jlk                          1/1     Running   0          12m
   coredns-545d6fc579-27tml                   1/1     Running   0          16m
   coredns-545d6fc579-r96ck                   1/1     Running   0          16m
   etcd-k8s-master                            1/1     Running   0          16m
   kube-apiserver-k8s-master                  1/1     Running   0          16m
   kube-controller-manager-k8s-master         1/1     Running   0          16m
   kube-proxy-8g72k                           1/1     Running   0          16m
   kube-proxy-frm4q                           1/1     Running   0          16m
   kube-proxy-pbm2b                           1/1     Running   0          16m
   kube-scheduler-k8s-master                  1/1     Running   0          16m
   

   #为了kubectl的高可用，在部署阶段master与node都安装了kubectl，此时验证node节点调用kubectl时报错：
   The connection to the server localhost:8080 was refused - did you specify the right host or port?
   #执行：
   $ echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
   $ source ~/.bash_profile
   Config not found: /etc/kubernetes/admin.conf
   #将master下/etc/kubernetes/admin.conf文件拷贝至各node节点对应位置
   $ kubectl get node
   NAME         STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
   k8s-master   Ready    control-plane,master   46m   v1.21.0
   k8s-node1    Ready    <none>                 45m   v1.21.0
   k8s-node2    Ready    <none>                 45m   v1.21.0
   

   至此k8s已完成基本部署，若有不正确的地方，欢迎指出