公网搭建K8S+flannel+dashboard

公网搭建k8s+flannel+dashboard

侯志波

3023人浏览 · 2022-06-28 16:56:53

侯志波 · 2022-06-28 16:56:53 发布

背景

云游使用的k8s容器化部署，于是就抱着学习的心态，准备自己也搞一搞，

学习一下k8s使用命令和容器化部署，公网搭建和内网搭建基本相同，

避免搭建集群踩坑，所以将k8s搭建成功的经历分享给大家

机器列表

需要准备三台公网：腾讯云一台服务器，百度云两台服务器搭建公网k8s

节点名称	公网ip	内网ip(指云服务器内网ip)
master 腾讯	81.68.191.153	10.0.4.16
node1 百度	120.48.62.88	192.168.48.4
node2 百度	120.48.85.70	192.168.0.4

系统版本

[root@master ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

成果

使用deploy创建三个服务nginx，使用ingress暴露pod端口32310

http://81.68.191.153:32310/

http://120.48.62.88:32310/

http://120.48.85.70:32310/

dashboard控制面，页面创建pod\service\job等资源

https://81.68.191.153:30009/#/overview?namespace=default

一、内网搭建

三个小章节均需要在master以及node主机上执行

1、环境初始化

1 检查操作系统的版本

# 此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.6或之上
[root@master ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

2 主机名解析

先分别设置每台服务器的名称，设置完成后，关闭ssh客户端重连，例：hostnamectl set-hostname 节点名称

hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2

为了方便后面集群节点间的直接调用，在这配置一下主机名解析，企业中推荐使用内部DNS服务器

# 主机名成解析 编辑三台服务器的/etc/hosts文件，添加下面内容
#腾讯云
81.68.191.153  	master
#百度云
120.48.85.70   	node2
120.48.62.88  	node1

3 时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一致，这里直接使用chronyd服务从网络同步时间。

企业中建议配置内部的时间同步服务器

# 启动chronyd服务
[root@master ~]# systemctl start chronyd
# 设置chronyd服务开机自启
[root@master ~]# systemctl enable chronyd
# chronyd服务启动稍等几秒钟，就可以使用date命令验证时间了
[root@master ~]# date

4 禁用iptables和firewalld服务

kubernetes和docker在运行中会产生大量的iptables规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则

# 1 关闭firewalld服务
[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld
# 2 关闭iptables服务、如果报错说明不带此功能可以忽略
[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables

5 禁用selinux

selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

# 编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disabled
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
SELINUX=disabled

6 禁用swap分区

swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是在物理内存使用完之后，将磁盘空间虚拟成内存来使用

启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响，因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备

但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明

# 编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
# 注意修改完毕之后需要重启linux服务
 UUID=455cc753-7a60-4c17-a424-7741728c44a1 /boot    xfs     defaults        0 0
 /dev/mapper/centos-home /home                      xfs     defaults        0 0
# /dev/mapper/centos-swap swap                      swap    defaults        0 0

7 修改linux的内核参数

# 修改linux的内核参数，添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置:
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

# 重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p

# 加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter

# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter

8 配置ipvs功能

在kubernetes中service有两种代理模型，一种是基于iptables的，一种是基于ipvs的

两者比较的话，ipvs的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块

# 1 安装ipset和ipvsadm
[root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y

# 2 添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@master ~]# cat <<EOF >  /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

# 3 为脚本文件添加执行权限
[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

# 4 执行脚本文件
[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

# 5 查看对应的模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

9 重启服务器

上面步骤完成之后，需要重新启动linux系统

[root@master ~]# reboot

2、安装docker 18.06.3-ce

1 切换国内docker镜像源

[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

2 查看当前镜像源中支持的docker版本

[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates

3 安装特定版本的docker-ce

# 必须指定--setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y

4 添加一个配置文件

# Docker在默认情况下使用的Cgroup Driver为cgroupfs，而kubernetes推荐使用systemd来代替cgroupfs
[root@master ~]# mkdir /etc/docker
[root@master ~]# cat <<EOF >  /etc/docker/daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

5 启动docker

[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker

6 检查docker状态和版本

[root@master ~]# docker --version
Docker version 18.06.3-ce, build d7080c1

3、安装kubernetes 1.17.4-0

1 切换成国内kubernetes的镜像源

# 由于kubernetes的镜像源在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
# 编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo，添加下面的配置 
[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

2 安装kubeadm、kubelet和kubectl

[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

3 配置kubelet的cgroup

# 编辑/etc/sysconfig/kubelet，添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

4 设置kubelet开机自启

[root@master ~]# systemctl enable kubelet

5 kubernetes 集群镜像下载

替换国内镜像源

# 在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看
[root@master ~]# kubeadm config images list

# 下载镜像
# 此镜像在kubernetes的仓库中,由于网络原因,无法连接，下面提供了一种替代方案
images=(
    kube-apiserver:v1.17.4
    kube-controller-manager:v1.17.4
    kube-scheduler:v1.17.4
    kube-proxy:v1.17.4
    pause:3.1
    etcd:3.4.3-0
    coredns:1.6.5
)

镜像下载

# centos系统如果换行符解析失败，   可以使用;表示换行
for imageName in ${images[@]} ; do
	docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
	docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName 		k8s.gcr.io/$imageName
	docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done

# 上边命令如果执行失败使用这个
for imageName in ${images[@]} ; do 
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName; 
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName; 
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName; 
done

二、外网搭建（额外操作）

1、开放对应端口

腾讯云服务器自行开放以下端口
master主机需要开放

6443             Kubernetes API server
2379-2380        etcd server client API
10250            Kubelet API
10259            kube-scheduler
10257            kube-controller-manager

百度云node主机需要开放

10250            Kubelet API
30000-32767      NodePort Services

2、将公网ip挂载到虚拟网卡

2.1.临时办法(重启失效)

sudo ifconfig eth0:1 公网ip

2.2.创建虚拟网卡

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0:1

DEVICE=eth0:1
TYPE=Ethernet
ONBOOT=yes
NM_CONTROLLED=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=公网ip
NETMASK=255.255.255.0

保存退出后需要重启网络服务

service network restart

3、配置公网节点 --node-ip=公网IP

公网搭建kubernetes 需要修改kubelet启动参数文件（每台机器都需要执行）

# 此文件安装kubeadm后就存在了
vim /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.d/10-kubeadm.conf
 
# 注意，这步很重要，如果不做，节点仍然会使用内网IP注册进集群
# 在末尾添加参数 --node-ip=公网IP
ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_KUBECONFIG_ARGS $KUBELET_CONFIG_ARGS $KUBELET_KUBEADM_ARGS $KUBELET_EXTRA_ARGS --node-ip=<公网IP>

4、初始化集群

下面开始对集群进行初始化，并将node节点加入到集群中，下面的操作只需要在**master**节点上执行即可

# 创建集群
[root@master ~]# kubeadm init \
	--kubernetes-version=v1.17.4 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
    --service-cidr=10.96.0.0/12 \
    --apiserver-advertise-address=192.168.109.100

#kubeadm init --kubernetes-version=v1.17.4     --pod-network-cidr=10.244.0.0/16     --service-cidr=10.96.0.0/12     --apiserver-advertise-address=81.68.191.153

# 创建必要文件
[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

下面的操作只需要在**node**节点上执行即可

# 将node节点加入集群
[root@master ~]# kubeadm join 192.168.109.100:6443 \ 
	--token 8507uc.o0knircuri8etnw2 \
	--discovery-token-ca-cert-hash \
	sha256:acc37967fb5b0acf39d7598f8a439cc7dc88f439a3f4d0c9cae88e7901b9d3f
	
# 查看集群状态 此时的集群状态为NotReady，这是因为还没有配置网络插件
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES    AGE     VERSION
master   NotReady   master   6m43s   v1.17.4
node1    NotReady   <none>   22s     v1.17.4
node2    NotReady   <none>   19s     v1.17.4

#重新生成一个令牌即可
kubeadm token create --print-join-command

5、获取并修改kube-flannel.yml文件

kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等等，任选一种使用即可，本次选择flannel

下面操作依旧只在master节点执行即可，插件使用的是DaemonSet的控制器，它会在每个节点上都运行

# 获取fannel的配置文件
[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
					  
# 修改文件中quay.io仓库为quay-mirror.qiniu.com

# 使用配置文件启动fannel
[root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml

# 稍等片刻，再次查看集群节点的状态
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE     VERSION
master   Ready    master   15m     v1.17.4
node1    Ready    <none>   8m53s   v1.17.4
node2    Ready    <none>   8m50s   v1.17.4

至此，kubernetes的集群环境搭建完成

6、修改flannel对外ip

通过kubectl edit node master 可以查看到都是使用flannel分配的内网ip进行通信的

kubectl edit node master
kubectl edit node node1
kubectl edit node node2

修改为使用公网ip

kubectl annotate node master flannel.alpha.coreos.com/public-ip-overwrite=81.68.191.153 --overwrite
kubectl annotate node node1 flannel.alpha.coreos.com/public-ip-overwrite=120.48.62.88 --overwrite
kubectl annotate node node2 flannel.alpha.coreos.com/public-ip-overwrite=120.48.85.70 --overwrite

还需要配置内网ip转发到外网ip(内网IP是指服务器硬件本身的内网ip，不是flannel分配的)，因为flannel重启后会重新构建iptables规则，有可能把这几条就移除掉了，重启应用后如果不能访问，需要重新执行

iptables -t nat -A OUTPUT -d 10.0.4.16 -j DNAT --to-destination 81.68.191.153
iptables -t nat -A OUTPUT -d 192.168.48.4 -j DNAT --to-destination 120.48.62.88
iptables -t nat -A OUTPUT -d 192.168.0.4 -j DNAT --to-destination 120.48.85.70

重启应用

systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
iptables --flush
iptables -tnat --flush
systemctl start kubelet
systemctl start docker

7、部署dashboard

下载yaml，并运行Dashboard

# 下载yaml
[root@master ~]# wget  https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0/aio/deploy/recommended.yaml

# 修改kubernetes-dashboard的Service类型
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  type: NodePort  # 新增
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30009  # 新增
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

# 部署
[root@master ~]# kubectl create -f recommended.yaml

# 查看namespace下的kubernetes-dashboard下的资源
[root@master ~]# kubectl get pod,svc -n kubernetes-dashboard
NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/dashboard-metrics-scraper-c79c65bb7-zwfvw   1/1     Running   0          111s
pod/kubernetes-dashboard-56484d4c5-z95z5        1/1     Running   0          111s

NAME                               TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP  PORT(S)         AGE
service/dashboard-metrics-scraper  ClusterIP  10.96.89.218    <none>       8000/TCP        111s
service/kubernetes-dashboard       NodePort   10.104.178.171  <none>       443:30009/TCP   111s

2）创建访问账户，获取token

# 创建账号
[root@master-1 ~]# kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard

# 授权
[root@master-1 ~]# kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin-rb --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin

# 获取账号token
[root@master ~]#  kubectl get secrets -n kubernetes-dashboard | grep dashboard-admin
dashboard-admin-token-xbqhh        kubernetes.io/service-account-token   3      2m35s

[root@master ~]# kubectl describe secrets dashboard-admin-token-xbqhh -n kubernetes-dashboard
Name:         dashboard-admin-token-xbqhh
Namespace:    kubernetes-dashboard
Labels:       <none>
Annotations:  kubernetes.io/service-account.name: dashboard-admin
              kubernetes.io/service-account.uid: 95d84d80-be7a-4d10-a2e0-68f90222d039

Type:  kubernetes.io/service-account-token

Data
====
namespace:  20 bytes
token:      eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6ImJrYkF4bW5XcDhWcmNGUGJtek5NODFuSXl1aWptMmU2M3o4LTY5a2FKS2cifQ.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.NAl7e8ZfWWdDoPxkqzJzTB46sK9E8iuJYnUI9vnBaY3Jts7T1g1msjsBnbxzQSYgAG--cV0WYxjndzJY_UWCwaGPrQrt_GunxmOK9AUnzURqm55GR2RXIZtjsWVP2EBatsDgHRmuUbQvTFOvdJB4x3nXcYLN2opAaMqg3rnU2rr-A8zCrIuX_eca12wIp_QiuP3SF-tzpdLpsyRfegTJZl6YnSGyaVkC9id-cxZRb307qdCfXPfCHR_2rt5FVfxARgg_C0e3eFHaaYQO7CitxsnIoIXpOFNAR8aUrmopJyODQIPqBWUehb7FhlU1DCduHnIIXVC_UICZ-MKYewBDLw
ca.crt:     1025 bytes

3）通过浏览器访问Dashboard的UI

在登录页面上输入上面的token

出现下面的页面代表成功

此时可以访问https://81.68.191.153:30009/，输入刚刚查询出来的token进行登录

三、疑难杂症处理

找不到服务的时候

sudo cp /etc/kubernetes/admin.conf ~/.kube/config

重新注册命令

kubeadm token create --print-join-command

查看pods信息

kubectl get pods --all-namespaces -o wide
kubectl get pods --all-namespaces
kubectl get pods -n kubernetes-dashboard

查看pods详细信息

kubectl describe pods -n kube-system coredns-5bfd685c78-mmjxc

busybox调试

kubectl run busybox --rm=true --image=busybox --restart=Never -it

进入容器

kubectl exec -it 容器id -- /bin/bash

停止kubelet

systemctl stop kebulet

清理docker容器

docker system prune

正确移除一个pod

查询pod

kubectl get pod -n default

删除pod

kubectl delete pod lynkco-helper-platform-api-8775b865-wrcmd -n default

查询deployment

kubectl get deployment -n default

删除deployment

kubectl delete deployment lynkco-helper-platform-api -n default

No route to host

systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
iptables --flush
iptables -tnat --flush
systemctl start kubelet
systemctl start docker

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