【Docker 那些事儿】搭建K8s集群一次成功，坑太多都踩完啦

搭建K8S集群，kubeadm非高可用集群部署

Albert Edison

1961人浏览 · 2022-06-10 13:42:52

Albert Edison · 2022-06-10 13:42:52 发布

在这里插入图片描述

🌟 前言

前面讲了 k8s 的理论特性，那么今天将会带领大家动手搭建一个 k8s 集群；

1. 集群信息

🍇 节点规划

部署 k8s 集群的节点按照用途可以划分为如下 2 类角色：

（1）master： 集群的 master 节点，集群的初始化节点，基础配置不低于 2 C 4 G；

（2）slave： 集群的 slave 节点，可以多台，基础配置不低于 2 C 4 G；

本篇文章演示 slave 节点的添加，会部署 1 台 master + 2 台 slave，节点规划如下：
在这里插入图片描述

🍇 组件版本

🍇 环境架构

这里看一个类似的架构图

2. 安装前准备

🍇 设置hosts解析

操作节点：所有节点（k8s-master, k8s-slave）均需执行

修改 hostname ：hostname 必须只能包含小写字母、数字、","、"-"，且开头结尾必须是小写字母或数字

# 在master节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-master #设置master节点的hostname

# 在slave-1节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-slave1 #设置slave1节点的hostname

# 在slave-2节点
$ hostnamectl set-hostname k8s-slave2 #设置slave2节点的hostname

添加 hosts 解析

$ cat >>/etc/hosts<<EOF
172.21.51.143 k8s-master
172.21.51.67 k8s-slave1
172.21.51.68 k8s-slave2
EOF

🍇 调整系统配置

操作节点：所有的 master 和 slave 节点（k8s-master, k8s-slave）需要执行

下述操作均以 k8s-master 为例，其他节点均是相同的操作（ip 和 hostname 的值换成对应机器的真实值）

设置安全组开放端口

如果节点间无安全组限制（内网机器间可以任意访问），可以忽略，否则，至少保证如下端口可通：

k8s-master 节点：TCP：6443，2379，2380，60080，60081；UDP协议端口全部打开

k8s-slave 节点：UDP协议端口全部打开

设置iptables

$ iptables -P FORWARD ACCEPT

关闭swap

$ swapoff -a
# 防止开机自动挂载 swap 分区

$ sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

修改内核参数

$ cat <<EOF >  /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward=1
vm.max_map_count=262144
EOF

$ modprobe br_netfilter

$ sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

设置yum源

$ curl -o /etc/yum.repos.d/Centos-7.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

$ curl -o /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

$ cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
        http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

$ yum clean all && yum makecache

🍇 安装docker

所有节点都要安装

## 查看所有的可用版本
$ yum list docker-ce --showduplicates | sort -r

##安装旧版本 yum install docker-ce-cli-18.09.9-3.el7  docker-ce-18.09.9-3.el7

## 安装源里最新版本
$ yum install docker-ce-20.10.12 -y

## 配置docker加速
$ mkdir -p /etc/docker
vi /etc/docker/daemon.json
{
  "insecure-registries": [    
    "172.21.51.143:5000" 
  ],                          
  "registry-mirrors" : [
    "https://8xpk5wnt.mirror.aliyuncs.com" ##用自己的阿里镜像加速器网址
  ]
}
## 启动docker
$ systemctl enable docker && systemctl start docker

3. 初始化集群

🍇 安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署kubernetes集群的工具。

操作节点：所有的 master 和 slave 节点(k8s-master, k8s-slave) 需要执行

$ yum install -y kubelet-1.21.5 kubeadm-1.21.5 kubectl-1.21.5 --disableexcludes=kubernetes

## 查看kubeadm 版本
$ kubeadm version

## 设置kubelet开机启动
$ systemctl enable kubelet

🍇 初始化配置文件

操作节点：只在 master 节点（k8s-master）执行

$ kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml

$ cat kubeadm.yaml ##编写yaml文件
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 172.21.51.143
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: k8s-master
  taints: null
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: 1.21.5
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: 10.244.0.0/16
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}

🍇 提前下载镜像

操作节点：只在 master 节点（k8s-master）执行

 # 查看需要使用的镜像列表,若无问题，将得到如下列表
$ kubeadm config images list --config kubeadm.yaml
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.16.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.16.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.16.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.16.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.15-0
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.21.5

  # 提前下载镜像到本地
$ kubeadm config images pull --config kubeadm.yaml
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.16.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.16.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.16.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.16.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.1
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.3.15-0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.21.5

🍇 初始化master节点

操作节点：只在 master 节点（k8s-master）执行

$ kubeadm init --config kubeadm.yaml

若初始化成功后，最后会提示如下信息：

...
Your Kubernetes master has initialized successfully!

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

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join 172.21.51.143:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:1c4305f032f4bf534f628c32f5039084f4b103c922ff71b12a5f0f98d1ca9a4f

接下来按照上述提示信息操作，配置 kubectl 客户端的认证

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

⚠️注意：此时使用 kubectl get nodes 查看节点应该处于 notReady 状态，因为还未配置网络插件

若执行初始化过程中出错，根据错误信息调整后，执行 kubeadm reset 后再次执行 init 操作即可

🍇 添加slave节点到集群中

操作节点：所有的 slave 节点（k8s-slave）需要执行在每台 slave 节点，执行如下命令；

该命令是在 kubeadm init 成功后提示信息中打印出来的，需要替换成实际 init 后打印出的命令。

$ kubeadm join 172.21.51.143:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:1c4305f032f4bf534f628c32f5039084f4b103c922ff71b12a5f0f98d1ca9a4f

如果忘记添加命令，可以通过如下命令生成：

$ kubeadm token create --print-join-command

4. 网络插件

操作节点：只在 master 节点（k8s-master）执行，CNI

下载 flannel 的 yaml 文件

$ wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

修改配置，指定网卡名称，大概在文件的 190 行，添加一行配置：

$ vi kube-flannel.yml
...      
      containers:
      - name: kube-flannel
        image: rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.16.1
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        - --iface=eth0  # 如果机器存在多网卡的话，指定内网网卡的名称，默认不指定的话会找第一块网卡
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
...

执行安装 flannel 网络插件

# 先拉取镜像,此过程C内速度比较慢
$ docker pull rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.16.1

# 执行flannel安装
$ kubectl apply -f kube-flannel.yml

5. 集群设置

🍇 设置 master 节点是否可调度

操作节点：k8s-master

默认部署成功后，master 节点无法调度业务 pod，如需设置 master 节点也可以参与 pod 的调度，需执行：

$ kubectl taint node k8s-master node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-

🍇 设置kubectl自动补全

操作节点：k8s-master

$ yum install bash-completion -y

$ source /usr/share/bash-completion/bash_completion

$ source <(kubectl completion bash)

$ echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

6. 调整证书过期

使用 kubeadm 安装的集群，证书默认有效期为 1 年，可以通过如下方式修改为 10 年。

$ cd /etc/kubernetes/pki

# 查看当前证书有效期
$ for i in $(ls *.crt); do echo "===== $i ====="; openssl x509 -in $i -text -noout | grep -A 3 'Validity' ; done

$ mkdir backup_key; cp -rp ./* backup_key/

$ git clone https://github.com/yuyicai/update-kube-cert.git

$ cd update-kube-cert/ 

$ bash update-kubeadm-cert.sh all

# 重建管理服务
$ kubectl -n kube-system delete po kube-apiserver-k8s-master kube-controller-manager-k8s-master kube-scheduler-k8s-master

7. 验证集群

操作节点：在 master 节点（k8s-master）执行

$ kubectl get nodes  #观察集群节点是否全部Ready

创建测试 nginx 服务

$ kubectl run  test-nginx --image=nginx:alpine

查看 pod 是否创建成功，并访问 pod ip 测试是否可用

$ kubectl get po -o wide

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
test-nginx-5bd8859b98-5nnnw   1/1     Running   0          9s    10.244.1.2   k8s-slave1   <none>           <none>

$ curl 10.244.1.2
...
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

8. 部署dashboard

部署服务

$ wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.2.0/aio/deploy/recommended.yaml

$ vi recommended.yaml
# 修改Service为NodePort类型，文件的45行上下
......
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  type: NodePort  # 加上type=NodePort变成NodePort类型的服务
......

查看访问地址，本例为 30133 端口

$ kubectl apply -f recommended.yaml

$ kubectl -n kubernetes-dashboard get svc
NAME                        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)         AGE
dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.105.62.124   <none>        8000/TCP        31m
kubernetes-dashboard        NodePort    10.103.74.46    <none>        443:30133/TCP   31m

访问
创建 ServiceAccount 进行访问

$ vi dashboard-admin.conf
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: admin
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard

---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard

$ kubectl apply -f dashboard-admin.conf
$ kubectl -n kubernetes-dashboard get secret |grep admin-token
admin-token-fqdpf                  kubernetes.io/service-account-token   3      7m17s

# 使用该命令拿到token，然后粘贴到浏览器
$ kubectl -n kubernetes-dashboard get secret admin-token-fqdpf -o jsonpath={.data.token}|base64 -d

eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6Ik1rb2xHWHMwbWFPMjJaRzhleGRqaExnVi1BLVNRc2txaEhETmVpRzlDeDQifQ.eyJpc3MiOiJrdWJlcm5ldGVzL3NlcnZpY2VhY2NvdW50Iiwia3ViZXJuZXRlcy5pby9zZXJ2aWNlYWNjb3VudC9uYW1lc3BhY2UiOiJrdWJlcm5ldGVzLWRhc2hib2FyZCIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VjcmV0Lm5hbWUiOiJhZG1pbi10b2tlbi1mcWRwZiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50Lm5hbWUiOiJhZG1pbiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50LnVpZCI6IjYyNWMxNjJlLTQ1ZG...

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搭建成功

🍇 清理集群

如果在集群安装过程中遇到了其他问题，我们可以使用下面的命令来进行重置：

# 在全部集群节点执行
kubeadm reset

ifconfig cni0 down && ip link delete cni0

ifconfig flannel.1 down && ip link delete flannel.1

rm -rf /run/flannel/subnet.env

rm -rf /var/lib/cni/

mv /etc/kubernetes/ /tmp

mv /var/lib/etcd /tmp

mv ~/.kube /tmp

iptables -F

iptables -t nat -F

ipvsadm -C

ip link del kube-ipvs0

ip link del dummy0

9. 总结

K8S 是目前容器管理的一个主流，是实现 PaaS 的重要组成部分，所以我认为学习它是非常有价值的；

但是 K8S 可以说博大精深，不是短时间内可以掌握的，或者说只能掌握一些简单的操作；

另外 docker 已经被弃用了，早期的 k8s 的确是用 docker 作为容器运行时，但是从去年还是前年就不用了，取而代之的是 CRI-O 或者直接调用 containerd ，所以 docker 可以简单了解一下，不用花太多精力深入，

在这里插入图片描述

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