用kubeadm搭建单节点k8s集群

环境准备

master（2C/4G，cpu核心数要求大于2）		192.168.121.17		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node01（2C/2G）							192.168.121.18		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
node02（2C/2G）							192.168.121.19		docker、kubeadm、kubelet、kubectl、flannel
Harbor节点（hub.kgc.com）				192.168.121.20		docker、docker-compose、harbor-offline-v1.2.2

//所有节点，关闭防火墙规则，关闭selinux，关闭swap交换
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
iptables -F
swapoff -a						#交换分区必须要关闭
#加载 ip_vs 模块
for i in $(ls /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo $i; \
/sbin/modinfo -F filename $i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done

//修改主机名
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02

//所有节点修改hosts文件
vim /etc/hosts
192.168.121.17 master
192.168.121.18 node01
192.168.121.19 node02

//调整内核参数
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

//生效参数
sysctl --system  

所有节点安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io


#使用Systemd管理的Cgroup来进行资源控制与管理，因为相对Cgroupfs而言，Systemd限制CPU、内存等资源更加简单和成熟稳定。
#日志使用json-file格式类型存储，大小为100M，保存在/var/log/containers目录下，方便ELK等日志系统收集和管理日志。
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  }
}
EOF

##重载一下systemctl，重启docker并设置开机自启
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker.service
systemctl enable docker.service 

##此时通过docker info查看详细信息并过滤出资源限制是通过system来的，systemctl更成树一些
docker info | grep "Cgroup Driver"

所有节点安装kubeadm，kubelet和kubectl

//定义kubernetes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

yum install -y kubelet-1.15.1 kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1

//开机自启kubelet
systemctl enable kubelet.service
#K8S通过kubeadm安装出来以后都是以Pod方式存在，即底层是以容器方式运行，所以kubelet必须设置开机自启

部署K8S集群

查看初始化需要的镜像

kubeadm config images list

在 master 节点上传 kubeadm-basic.images.tar.gz 压缩包至 /opt 目录

cd /opt
tar zxvf kubeadm-basic.images.tar.gz

#写一个for循环，将目录中的tar包都加载一遍
for i in $(ls /opt/kubeadm-basic.images/*.tar); do docker load -i $i; done

复制镜像和脚本到 node 节点，并在 node 节点上执行脚本 bash /opt/load-images.sh

scp -r kubeadm-basic.images root@node01:/opt
scp -r kubeadm-basic.images root@node02:/opt

初始化kubeadm

方法一：
kubeadm config print init-defaults > /opt/kubeadm-config.yaml

cd /opt/
vim kubeadm-config.yaml
......
11 localAPIEndpoint:
12   advertiseAddress: 192.168.121.17		#指定master节点的IP地址
13   bindPort: 6443
......
34 kubernetesVersion: v1.15.1				#指定kubernetes版本号
35 networking:
36   dnsDomain: cluster.local
37   podSubnet: "10.244.0.0/16"				#指定pod网段，10.244.0.0/16用于匹配flannel默认网段
38   serviceSubnet: 10.96.0.0/16			#指定service网段
39 scheduler: {}
--- #末尾再添加以下内容
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
  SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs									#把默认的service调度方式改为ipvs模式

kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs | tee kubeadm-init.log
#--experimental-upload-certs 参数可以在后续执行加入节点时自动分发证书文件，k8sV1.16版本开始替换为 --upload-certs
#tee kubeadm-init.log 用以输出日志

//查看 kubeadm-init 日志
less 

//kubernetes配置文件目录
ls /etc/kubernetes/

//存放ca等证书和密码的目录
ls /etc/kubernetes/pki		

方法二：
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=0.0.0.0 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.15.1 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
--------------------------------------------------------------------------------------------
初始化集群需使用kubeadm init命令，可以指定具体参数初始化，也可以指定配置文件初始化。
可选参数：
--apiserver-advertise-address：apiserver的监听地址
--apiserver-bind-port：apiserver的监听端口，默认是6443
--cert-dir：通讯的ssl证书文件，默认/etc/kubernetes/pki
--control-plane-endpoint：控制台平面的共享终端，可以是负载均衡的ip地址或者dns域名，高可用集群时需要添加
--image-repository：拉取镜像的镜像仓库，默认是k8s.gcr.io
--kubernetes-version：指定kubernetes版本
--pod-network-cidr：pod资源的网段，需与pod网络插件的值设置一致。通常，Flannel网络插件的默认为10.244.0.0/16，Calico插件的默认值为192.168.0.0/16；
--service-cidr：service资源的网段
--service-dns-domain：service全域名的后缀，默认是cluster.local
---------------------------------------------------------------------------------------------

方法二初始化后需要修改 kube-proxy 的 configmap，开启 ipvs
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system
修改mode: ipvs

设定kubectl

kubectl需经由API server认证及授权后方能执行相应的管理操作，kubeadm 部署的集群为其生成了一个具有管理员权限的认证配置文件 /etc/kubernetes/admin.conf，它可由 kubectl 通过默认的 “$HOME/.kube/config” 的路径进行加载。

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

在 node 节点上执行 kubeadm join 命令加入群集

(这里就是用的kubeadm-init.log这里面的命令)
kubeadm join 192.168.121.17:6443 --token rc0kfs.a1sfe3gl4dvopck5 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:864fe553c812df2af262b406b707db68b0fd450dc08b34efb73dd5a4771d37a2

所有节点部署网络插件flannel

以上步骤进行完之后整个k8s集群就搭建完成了，但是pod和master之间还是不能通信，所有要通过flannel插件

方法一：
//所有节点上传flannel镜像 flannel.tar 到 /opt 目录，master节点上传 kube-flannel.yml 文件
cd /opt
docker load < flannel.tar

//在 master 节点创建 flannel 资源
kubectl apply -f kube-flannel.yml 


方法二：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml


//在master节点查看节点状态（需要等几分钟）
kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master   Ready    master   71m   v1.15.1
node01   Ready    <none>   99s   v1.15.1
node02   Ready    <none>   96s   v1.15.1

kubectl get pods -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-bccdc95cf-c9w6l          1/1     Running   0          71m
coredns-bccdc95cf-nql5j          1/1     Running   0          71m
etcd-master                      1/1     Running   0          71m
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          70m
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          70m
kube-flannel-ds-amd64-kfhwf      1/1     Running   0          2m53s
kube-flannel-ds-amd64-qkdfh      1/1     Running   0          46m
kube-flannel-ds-amd64-vffxv      1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-558p8                 1/1     Running   0          2m53s
kube-proxy-nwd7g                 1/1     Running   0          2m56s
kube-proxy-qpz8t                 1/1     Running   0          71m
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          70m

测试 pod 资源创建（master）

kubectl create deployment nginx --image=nginx

kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-554b9c67f9-zr2xs   1/1     Running   0          14m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>

安装dashboard

所有节点安装dashboard

方法一：
//所有节点上传dashboard镜像 dashboard.tar 到 /opt 目录，master节点上传kubernetes-dashboard.yaml文件
cd /opt/
docker load < dashboard.tar

kubectl apply -f kubernetes-dashboard.yaml


方法二：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0/aio/deploy/recommended.yaml

查看所有容器运行状态

kubectl get pods,svc -n kube-system -o wide

使用火狐或者360浏览器访问

https://node01:30001/
https://192.168.121.18:30001/

创建service account并绑定默认cluster-admin管理员集群角色

这时候虽然可以登录到dashboard页面但是，没有证书进不去，所有我们这时候要创建证书

kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

获取令牌密钥

kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

复制token令牌直接登录网站

安装Harbor私有仓库

修改主机名

hostnamectl set-hostname hub.song.com

所有节点加上主机名映射

echo '192.168.121.20 hub.song.com' >> /etc/hosts

安装 docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo 
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

在所有节点上配置docker配置文件
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://6ijb8ubo.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "insecure-registries": ["https://hub.KGC.com"]
}
EOF


systemctl start docker
systemctl enable docker
/
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

安装 Harbor

//上传 harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

tar zxvf harbor-offline-installer-v1.2.2.tgz
cd harbor/
vim harbor.cfg
5  hostname = hub.kgc.com
9  ui_url_protocol = https
24 ssl_cert = /data/cert/server.crt
25 ssl_cert_key = /data/cert/server.key
59 harbor_admin_password = Harbor12345

生成证书

mkdir -p /data/cert
cd /data/cert
#生成私钥
openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
输入两遍密码：123456

生成证书签名请求文件

openssl req -new -key server.key -out server.csr
输入私钥密码：123456
输入国家名：CN
输入省名：BJ
输入市名：BJ
输入组织名：SONG
输入机构名：SONG
输入域名：hub.song.com
输入管理员邮箱：admin@song.com
其它全部直接回车

#备份私钥
cp server.key server.key.org

#清除私钥密码
openssl rsa -in server.key.org -out server.key
输入私钥密码：123456

签名证书

openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

chmod +x /data/cert/*

cd /opt/harbor/
./install.sh

浏览器访问

浏览器访问：https://hub.song.com
用户名：admin
密码：Harbor12345

在一个node节点上登录harbor

docker login -u admin -p Harbor12345 https://hub.song.com

上传镜像

docker tag nginx:latest hub.kgc.com/library/nginx:v1

在master节点上删除之前创建的nginx资源

kubectl delete deployment nginx

kubectl run nginx-deployment --image=hub.song.com/library/nginx:v1 --port=80 --replicas=3

kubectl expose deployment nginx-deployment --port=30000 --target-port=80
kubectl get svc,pods

yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

curl 10.96.222.161:30000


kubectl edit svc nginx-deployment
25   type: NodePort						#把调度策略改成NodePort

kubectl get svc
NAME                       TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)           AGE
service/kubernetes         ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP           29m
service/nginx-deployment   NodePort    10.96.222.161   <none>        30000:32340/TCP   22m

浏览器访问：
192.168.121.17:31906
192.168.121.18:31906
192.168.121.19:31906





########### 内核参数优化方案 ##########
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
vm.swappiness=0									#禁止使用 swap 空间，只有当系统内存不足（OOM）时才允许使用它
vm.overcommit_memory=1							#不检查物理内存是否够用
vm.panic_on_oom=0								#开启 OOM
fs.inotify.max_user_instances=8192
fs.inotify.max_user_watches=1048576
fs.file-max=52706963							#指定最大文件句柄数
fs.nr_open=52706963								#仅4.4以上版本支持
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
net.netfilter.nf_conntrack_max=2310720
EOF