容器编排——Kubeadm在线或离线搭建kubernetes单机
目录1、组件介绍：（1）Master组件：① Etcd：② API server：③ Controller Manager：④ Scheduler：（2）Node组件：① Kubelet：② Proxy：2、修改主机名称：3、修改hosts配置文件：4、关闭selinux：5、关闭防火墙：6、关闭swap：7、设置iptables网桥：8、软件k8s/docker/dashboard版本：9、安装
目录
② 安装安装kubeadm/kubelet/kubectl：
② 获取kubeadm/kubelet/kubectl离线包：
③ 上传kubeadm/kubelet/kubectl离线包：
1、组件介绍：
（1）Master组件：
① Etcd：
etcd是一个数据库，它的目标是构建一个高可用的分布式键值数据库，它是基于GO语言实现。在分布式系统中，各种服务的配置信息的管理分享，服务的发现是一个很基本同时也是很重要的问题。在K8s中用于持久化存储集群中所有的资源对象，如Node、Service、Pod、RC、Namespace等；
② API server：
API Server提供了操作etcd的封装接口API，这些API基本上都是集群中资源对象的增删改查及监听资源变化的接口。它提供了资源对象的唯一操作入口，其他所有组件都必须通过它提供的API来操作资源数据，通过对相关的资源数据“全量查询”+“变化监听”，这些组件可以很“实时”地完成相关的业务功能。
③ Controller Manager：
集群内部的管理控制中心，其主要目的是实现Kubernetes集群的故障检测和恢复的自动化工作，比如根据RC的定义完成Pod的复制或移除，以确保Pod实例数符合RC副本的定义；根据Service与Pod的管理关系，完成服务的Endpoints对象的创建和更新；其他诸如Node的发现、管理和状态监控、死亡容器所占磁盘空间及本地缓存的镜像文件的清理等工作也是由Controller Manager完成的。
④ Scheduler：
集群中的调度器，负责Pod在集群节点中的调度分配。
（2）Node组件：
① Kubelet：
负责本Node节点上的Pod的创建、修改、监控、删除等全生命周期管理，同时Kubelet定时“上报”本Node的状态信息到API Server里。
② Proxy：
实现了Service的代理与软件模式的负载均衡器
2、修改主机名称：
修改/etc/hostname文件，修改对应的名称为主机名称。
然后重新启动服务器。
3、修改hosts配置文件：
修改/etc/hosts文件添加主机名与IP映射关系：
4、关闭selinux：
集群中所有服务器，修改/etc/selinux/config文件中SELINUX=的值为：disabled，然后重新启动服务器：
5、关闭防火墙：
执行以下命令：
关闭防火墙：
systemctl stop firewalld.service关闭防火墙自启：
systemctl disable firewalld.service6、关闭swap：
编辑/etc/fstab配置文件，将包含swap的行使用#进行注释，然后保存配置文件。最后重新启动服务器。
7、设置iptables网桥：
执行命令：
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF执行命令：
sysctl --system8、软件k8s/docker/dashboard版本：
软件k8s、docker、dashboard在版本上有一定的兼容关系：
| K8s版本 | Docker版本 | Dashboard版本 |
| V1.22 | 兼容最新到V20.10 | 暂时没有找到版本 |
| V1.21 | 兼容最新到V20.10 | V2.3.1/V2.3.0 |
| V1.20 | 有变化暂未懂，应该与V1.17相同 | V2.3.1/V2.3.0/V2.2.0/V2.1.0 |
| V1.19 | 有变化暂未懂，应该与V1.17相同 | V2.0.5/V2.0.4 |
| V1.18 | 咱无明确说明，应该与V1.17相同 | V2.0.3/V2.0.2/V2.0.1/V2.0.0 |
| V1.17 | V1.13.1/V17.03/V17.06/V17.09/ V18.06/V18.09/V19.03 | V2.0.0-rc7/V2.0.0-rc6/V2.0.0-rc5/V2.0.0-rc4 |
| V1.16 | V1.13.1/V17.03/V17.06/V17.09/ V18.06/V18.09 | V2.0.0-rc3/V2.0.0-rc2/V2.0.0-rc1/ V2.0.0-beta8/V2.0.0-beta7/V2.0.0-beta6/ V2.0.0-beta5 |
| V1.15 | V1.13.1/V17.03/V17.06/V17.09/ V18.06/V18.09 | V2.0.0-beta4/V2.0.0-beta3/V2.0.0-beta2 |
| V1.14 | V1.13.1/V17.03/V17.06/V17.09/ V18.06/V18.09 | V2.0.0-beta1 |
| V1.13 | V1.11.1/V1.12.1/V1.13.1/ V17.03/V17.06/V17.09/V18.06 | 暂时没有找到版本 |
| V1.12 | V1.11.1/V1.12.1/V1.13.1/ V17.03/V17.06/V17.09/V18.06 | 暂时没有找到版本 |
| V1.11 | V1.11.x/V1.12.x/V1.13.x/V17.03.x | 暂时没有找到版本 |
| V1.10 | V1.11.x/V1.12.x/V1.13.x/V17.03.x | V1.10.1/V1.10.0 |
| V1.9 | V1.11.x/V1.12.x/V1.13.x/V17.03.x | V1.10.1/V1.10.0/V1.8.3 |
| V1.8 | V1.11.2/V1.12.6/V1.13.1/V17.03.2 | V1.10.1/V1.10.0/V1.8.3 |
查看k8s与docker版本兼容关系操作步骤：
本次搭建的k8s为1.17.0，对应的docker版本需要1.13.1、17.03、17.06、 17.09、 18.06、18.09。本地安装的docker版本为：18.06.1。
软件k8s的github地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes，通过CHANGELOG，点击低版本的log，比如：14、15等，搜索：docker version，可以查看到当前k8s版本兼容的docker版本。
查看k8s与dashboard版本兼容关系操作步骤：
注意查看k8s兼容的dashboard版本。本次搭建的k8s版本为1.17.0，通过查看dashboard官网上不同版本的dashboard软件包能够兼容的对应k8s版本，查找到对应的dashboard版本，本次dashboard版本使用的是v2.0.0-rc7。
官网dashboard地址：https://github.com/kubernetes/dashboard/releases
9、安装docker环境：
（1）在线安装docker：
本地安装的docker版本为：18.06.1。
① 卸载旧版本docker：
执行命令：
yum remove docker docker-client docker-client-latest docker-common docker-latest docker-latest-logrotate docker-logrotate docker-selinux docker-engine-selinux docker-engine② 安装依赖：
执行命令：
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2③ 配置存储仓库：
执行命令：
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo④ 安装docker：
在线安装的命令为：
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7（2）离线rpm安装docker：
在一个有网，并且没安装过docker的服务器上执行yum命令，将需要的相关rpm格式安装包下载到服务器指定文件夹中，以便在无网服务器中安装：
① 获取离线包：
创建rpm软件存储目录：
mkdir -p /wocloud/soft/docker_rpm安装依赖rpm包：
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2配置存储仓库：
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo获取docker的rpm包：
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7 --downloadonly --downloaddir /wocloud/soft/docker_rpm其它无网服务器需要安装时，将/wocloud/soft/docker_rpm中的所有rpm文件压缩到一个包中，然后上传到目标服务器，执行下面安装命令即可。
② 上传离线包：
将获取的docker的rpm离线包上传到目标服务器。
③ 执行安装包：
进入到docker的rpm离线包的文件夹中，执行如下安装命令：
执行命令：
rpm -ivh *.rpm --force --nodeps④ 编写docker服务脚本：
编写docker.service服务文件；
[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target firewalld.service
Wants=network-online.target
[Service]
Type=notify
# the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still
# exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required
# for containers run by docker
ExecStart=/usr/bin/dockerd
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
# Uncomment TasksMax if your systemd version supports it.
# Only systemd 226 and above support this version.
#TasksMax=infinity
TimeoutStartSec=0
# set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers
Delegate=yes
# kill only the docker process, not all processes in the cgroup
KillMode=process
# restart the docker process if it exits prematurely
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
[Install]
WantedBy=multi-user.target⑤ 上传服务脚本及授权：
将docker.service文件上传到服务器/etc/systemd/system/中，并授权：
chmod 777 /etc/systemd/system/docker.service⑥ 重新加载系统服务：
执行命令：
systemctl daemon-reload（3）操作docker服务：
① 开机自启docker服务：
执行命令：
systemctl enable docker② 启动docker服务：
执行命令：
systemctl start docker（4）修改docker的Cgroup Driver：
执行命令：
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF（5）重新启动docker：
执行命令：
systemctl daemon-reload执行命令：
systemctl restart docker.service10、安装kubeadm/kubelet/kubectl：
（1）简介：
Kubeadm：用来初始化集群的指令。
Kubelet：在集群中的每个节点上用来启动Pod和容器等。
Kubectl：用来与集群通信的命令行工具。
kubeadm不能帮你安装或者管理kubelet或kubectl，所以你需要 确保它们与通过kubeadm安装的控制平面的版本相匹配。 如果不这样做，则存在发生版本偏差的风险，可能会导致一些预料之外的错误和问题。 然而，控制平面与kubelet间的相差一个次要版本不一致是支持的，但 kubelet 的版本不可以超过API服务器的版本。 例如，1.7.0版本的kubelet可以完全兼容1.8.0版本的API服务器，反之则不可以。
（2）官网安装教程：
官网安装教程地址：https://kubernetes.io/zh/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/
（3）在线安装：
① 添加阿里云YUM的软件源：
执行命令：
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
EOF② 安装安装kubeadm/kubelet/kubectl：
执行命令：
yum install -y kubelet-1.17.0 kubeadm-1.17.0 kubectl-1.17.0（4）离线安装：
① 安装crictl：
软件crictl是kubeadm/kubelet容器运行时接口（CRI）所需的。
软件下载：下载V1.17.0版本的crictl，与k8s版本一致，下载地址为：https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/releases
软件上传：将下载的crictl软件包上传到服务器的自定义文件夹中。
软件解压：将crictl软件包进行解压。
文件移动：将crictl软件解压的crictl文件移动到/usr/bin中。
② 获取kubeadm/kubelet/kubectl离线包：
在一个有网，并且没安装过k8s的服务器上执行yum命令，将需要的相关rpm格式安装包下载到服务器指定文件夹中，以便在无网服务器中安装：
添加阿里云YUM的软件源：
执行命令：
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下载离线安装包：
创建rpm软件存储目录：
mkdir -p /wocloud/soft/kubeadm执行命令：
yum install -y kubelet-1.17.0 kubeadm-1.17.0 kubectl-1.17.0 --downloadonly --downloaddir /wocloud/soft/kubeadm其它无网服务器需要安装时，将/wocloud/soft/kubeadm中的所有rpm文件压缩到一个包中，然后上传到目标服务器，执行下面安装命令即可。
③ 上传kubeadm/kubelet/kubectl离线包：
将获取的kubeadm/kubelet/kubectl离线包上传到目标服务器。
④ 执行安装包：
进入到kubeadm/kubelet/kubectl离线包的文件夹中，执行如下安装命令：
执行命令：
rpm -ivh *.rpm --force --nodeps⑤ 编写kubelet服务脚本：
编写kubelet.service服务文件；
[Unit]
Description=kubelet: The Kubernetes Node Agent
Documentation=https://kubernetes.io/docs/
[Service]
ExecStart=/usr/bin/kubelet
Restart=always
StartLimitInterval=0
RestartSec=10
[Install]
WantedBy=multi-user.target⑥ 上传服务脚本及授权：
将kubelet.service文件上传到服务器/etc/systemd/system/中，并授权：
chmod 777 /etc/systemd/system/kubelet.service⑦ 重新加载系统服务：
执行命令：
systemctl daemon-reload（5）操作kubelet服务：
① 开启自启kubelet服务：
执行命令：
systemctl enable kubelet11、软件k8s所需的镜像和软件版本：
通过kubeadm搭建k8s集群所需要的相关镜像和软件，与k8s版本有对应的兼容关系，查看不同版本的k8s所需要的镜像和软件版本如下操作：
软件k8s的github地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes，通过CHANGELOG，点击低版本的log，比如：17、18等，搜索：coredns、etcd等关键词，可以查看到当前k8s版本兼容的对应镜像版本。
| K8s 版本 | Coredns版本 | Etcd 版本 | api 版本 | controller 版本 | proxy 版本 | scheduler 版本 | Pause 版本 | Cri-ctl 版本 |
| V1.22 | V1.8.4 | V3.5.0 | V1.22.0 | V1.22.0 | V1.22.0 | V1.22.0 | V3.5 | V1.21.0 |
| V1.21 | V1.8.0 | V3.4.13 | V1.21.0 | V1.21.0 | V1.21.0 | V1.21.0 | V3.4.1 | V1.20.0 |
| V1.20 | V1.7.0 | V3.4.13 | V1.20.0 | V1.20.0 | V1.20.0 | V1.20.0 | V3.4 | V1.19.0 |
| V1.19 | V1.7.0 | V3.4.9 | V1.19.0 | V1.19.0 | V1.19.0 | V1.19.0 | V3.2 | V1.18.0 |
| V1.18 | V1.6.7 | V3.4.3 | V1.18.0 | V1.18.0 | V1.18.0 | V1.18.0 | V3.2 | V1.17.0 |
| V1.17 | V1.6.5 | V3.4.3 | V1.17.0 | V1.17.0 | V1.17.0 | V1.17.0 | V3.1 | V1.17.0 |
| V1.16 | V1.6.2 | V3.3.15 | V1.16.0 | V1.16.0 | V1.16.0 | V1.16.0 | —— | V1.14.0 |
| V1.15 | V1.3.1 | V3.3.10 | V1.15.0 | V1.15.0 | V1.15.0 | V1.15.0 | —— | V1.14.0 |
| V1.14 | V1.3.1 | V3.3.10 | V1.14.0 | V1.14.0 | V1.14.0 | V1.14.0 | —— | —— |
| V1.13 | V1.2.6 | V3.2.24 | V1.13.0 | V1.13.0 | V1.13.0 | V1.13.0 | —— | —— |
| V1.12 | V1.2.2 | V3.2.24 | V1.12.0 | V1.12.0 | V1.12.0 | V1.12.0 | —— | —— |
| V1.11 | V1.1.3 | V3.2.18 | V1.11.0 | V1.11.0 | V1.11.0 | V1.11.0 | —— | —— |
| V1.10 | —— | V3.1.12 | V1.10.0 | V1.10.0 | V1.10.0 | V1.10.0 | V3.1 | —— |
| V1.9 | —— | V3.1.10 | V1.9.0 | V1.9.0 | V1.9.0 | V1.9.0 | —— | V1.0.0 |
| V1.8 | —— | —— | V1.8.0 | V1.8.0 | V1.8.0 | V1.8.0 | —— | V1.0.0 |
12、部署k8s：
（1）在线安装：
执行命令：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.137.129 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.17.0 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--v=5参数说明：
| 参数 | 默认值 | 参数说明 |
| --apiserver-advertise-address | 默认网络接口 | API 服务器所公布的其正在监听的 IP 地址。如果未设置，则使用默认网络接口。 |
| --image-repository | "k8s.gcr.io" | 选择用于拉取控制平面镜像的容器仓库。 |
| --kubernetes-version | "stable-1" | 为控制平面选择一个特定的 Kubernetes 版本。 |
| --service-cidr | "10.96.0.0/12" | 为服务的虚拟 IP 地址另外指定 IP 地址段 |
| --pod-network-cidr | 无 | 指明 pod 网络可以使用的 IP 地址段。如果设置了这个参数，控制平面将会为每一个节点自动分配 CIDRs。 |
（2）离线安装：
在有网的服务器上下载k8s所需的相关镜像，将对应的镜像导出到服务器指定文件夹中，以便在无网服务器中能够导入镜像，进行使用：
① 下载k8s镜像：
从国内镜像源下载镜像：
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.17.0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.17.0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.17.0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.17.0
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5
docker pull registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0② 导出镜像：
将修改为官方tag的镜像导入到tar压缩包中，执行命令：
docker save -o kube-proxy-v1.17.0.tar kube-proxy镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.17.0
docker save -o kube-apiserver-v1.17.0.tar kube-apiserver镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.17.0
docker save -o kube-controller-manager-v1.17.0.tar kube-controller-manager镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.17.0
docker save -o kube-scheduler-v1.17.0.tar kube-scheduler镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.17.0
docker save -o pause-3.1.tar pause镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
docker save -o coredns-1.6.5.tar coredns镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.6.5
docker save -o etcd-3.4.3-0.tar etcd镜像ID registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.3-0③ 导入镜像：
将上述导出的镜像包tar传输到需要的服务器上，然后通过docker命令将镜像包tar导入到docker本地仓库中，命令示例：
docker image load -i 镜像包tar文件名称
④ 检查镜像列表：
查看docker本地仓库中的镜像列表，执行命令：docker images
⑤ 部署master节点：
执行命令：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.137.129 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.17.0 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--v=5参数说明：
| 参数 | 默认值 | 参数说明 |
| --apiserver-advertise-address | 默认网络接口 | API 服务器所公布的其正在监听的 IP 地址。如果未设置，则使用默认网络接口。 |
| --image-repository | "k8s.gcr.io" | 选择用于拉取控制平面镜像的容器仓库。 |
| --kubernetes-version | "stable-1" | 为控制平面选择一个特定的 Kubernetes 版本。 |
| --service-cidr | "10.96.0.0/12" | 为服务的虚拟 IP 地址另外指定 IP 地址段 |
| --pod-network-cidr | 无 | 指明 pod 网络可以使用的 IP 地址段。如果设置了这个参数，控制平面将会为每一个节点自动分配 CIDRs。 |
⑥ 查看部署结果：
出现如下提示信息，表示k8s的master节点部署好了。
（3）生成kubelet环境配置文件：
执行命令：
mkdir -p $HOME/.kube执行命令：
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config执行命令：
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config（4）删除主机上train：
单机版kubernetes为了运行Pod。需要删除主机上的Train。允许master执行Pod。
执行命令：
kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-13、安装pod网络插件（CNI）：
（1）下载flannel的yml配置文件：
在线flannel的yml文件地址：https://github.com/caoran/kube-flannel.yml/blob/master/kube-flannel.yml，通过该地址将该yml文件下载下来。
（2）上传yml配置文件：
将yml配置文件上传到需要的服务器上。
（3）拉取flannel镜像：
执行命令：
docker pull registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/leozhanggg/flannel:v0.12.0-amd64（4）重命名flannel镜像：
执行命令：
docker tag flannel镜像ID quay.io/coreos/flannel:v0.12.0-amd64（5）删除旧flannel镜像：
执行命令：
docker rmi registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/leozhanggg/flannel:v0.12.0-amd64（6）生效yml配置文件：
在需要的服务器上，进入到yml配置文件所在的文件夹中，然后执行命令进行生效：kubectl apply -f kube-flannel.yml
14、测试验证k8s：
（1）拉取nginx镜像：
手动拉取以下nginx镜像。执行命令：
docker pull nginx（2）创建nginx容器：
执行命令：
kubectl create deployment nginx --image=nginx（3）暴露对外端口：
执行命令：
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort（4）查询nginx是否运行成功：
执行命令：
kubectl get pod,svc（5）浏览器测试访问：
在与k8s集群通网络段的windows服务器上的浏览器中，输入k8s集群的master或node节点IP及对应nginx映射出的端口号，进行访问，正常的话是可以访问到nginx欢迎页的。
（6）扩展nginx副本：
执行命令：
kubectl scale deployment nginx --replicas=3（7）查看pod：
通过对nginx进行了扩展副本，然后查看nginx的pod是几个，是否生效，执行命令：
kubectl get pods
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