一、主机环境预设

1、测试主机说明

测试使用的 k8s 集群可由一个 master 主机及一个以上（建议至少两个）node 主机组成，这些主机可以是物理服务器，也可以是 vmware 等虚拟平台上的虚拟主机，甚至是云主机。

本测试环境由 vmvare 虚拟平台上三个独立虚拟主机组成，操作系统均为 CentOS 7.6.1810，各 ip 地址对应如下：

192.168.3.30 CentOs7.6 master
192.168.3.31 CentOs7.6 node1
192.168.3.32 CentOs7.6 node2

 

2、设定时钟同步

借助于 NTP服务设定各节点时间精确同步，若节点可以直接访问互联网，直接启动 chronyd 系统服务，并设定其随系统引导而启动，在各主机上分别执行：

~]# systemctl restart chronyd && systemctl enable chronyd

不过建议用户配置使用本地的时间配置服务器，在节点数量众多时尤其如此。存在可用的本地时间服务器时，修改节点的 /etc/chrony.conf 配置文件，并将时间服务器指向响应的主机即可。

 

3、主机名称解析

出于简化配置步骤的目的，本次测试环境使用 /etc/hosts 文件进行各节点名称解析，在各节点分别执行：

~]# sed -i '$a\192.168.3.30 master\n192.168.3.31 node1\n192.168.3.32 node2' /etc/hosts

 

4、无密钥认证

为方便后面 master 向 node 传输文件时无需输入密码，在 master 上配置无密钥认证：

[root@master ~]# ssh-keygen -t rsa
# 一路回车
[root@master ~]# ssh-copy-id node1
# 输入 node1 主机 root 密码
[root@master ~]# ssh-copy-id node2
# 输入 node2 主机 root 密码

 

5、关闭 iptables 或 firewalld 服务

默认情况下，CentOS7.6.1810 只会安装 firewalld 服务，在各节点分别执行：

~]# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

 

6、关闭并禁用 SELinux

若各节点主机启用了SELinux，则需要修改 /etc/sysconfig/selinux 配置文件，禁用SELinux，并临时设置其状态为 permissive。在各节点分别执行：

~]# sed -i 's@^\(SELINUX=\).*@\1disabled@' /etc/sysconfig/selinux && setenforce 0

 

7、禁用 swap 设备

部署集群时，kubeadm 默认会预先检查当前主机是否禁用了 swap 设备，并在未禁用时强制终止部署过程。因此，在主机内存资源充裕的情况下，需要禁用所有的 swap 设备，否则就需要在后文的 kubeadm init 及 kubeadm join 命令执行时额外使用相关选项忽略检查错误。

关闭 swap 设备需要分两步完成。首先关闭当前所有的 swap 设备：

 ~]# swapoff -a

而后编辑 /etc/fstab 配置文件，注释掉用于挂载 swap 设备的所有行。

此次部署不禁用 swap 设备，在后面使用 kubeadm 命令时，额外使用相关选项来忽略检查错误。

 

8、启用 ipvs 内核模块

创建载入内核模块的脚本文件 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules ，内容如下：

#!/bin/bash
ipvs_mod_dir="/usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs"
for mod in $(ls $ipvs_mod_dir | grep -o "^[^.]*"); do
    /sbin/modinfo -F filename $mod &> /dev/null
    if [ $? -eq 0 ]; then
        /sbin/modprobe $mod
    fi
done

修改文件权限：

[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

将该文件拷贝到各节点：

[root@master ~]# scp /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules node1:/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
[root@master ~]# scp /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules node2:/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

在各节点上分别执行该脚本：

~]# bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

 

二、安装程序包

1、yum 仓库配置

CentOS-Base.repo

[root@master ~]# cat /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo 
[base]
name=CentOS-$releasever
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/centos/$releasever/os/$basearch/
gpgcheck=1
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/centos/RPM-GPG-KEY-CentOS-7

[updates]
name=CentOS-$releasever
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/centos/$releasever/updates/$basearch/
gpgcheck=1
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/centos/RPM-GPG-KEY-CentOS-7

[extras]
name=CentOS-$releasever
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/centos/$releasever/extras/$basearch/
gpgcheck=1
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/centos/RPM-GPG-KEY-CentOS-7

docker-ce.repo

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

kubernetes.repo

[root@master ~]# cat /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 
[kubernetes]
name=Kubernetes Repository
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
        https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg

将以上仓库配置文件拷贝到各 node 主机：

[root@master ~]# scp /etc/yum.repos.d/{CentOS-Base.repo,docker-ce.repo,kubernetes.repo} node1:/etc/yum.repos.d/
[root@master ~]# scp /etc/yum.repos.d/{CentOS-Base.repo,docker-ce.repo,kubernetes.repo} node2:/etc/yum.repos.d/

 

2、安装相关的程序包

在各节点上分别安装 docker-ce，kubectl，kubeadm，kubelet。

~]# yum -y install docker-ce kubectl kubeadm kubelet

 

3、配置 docker 及启动

docker 自 1.13 版本起会自动设置 iptables 的 FORWARD 默认策略为 DROP，这可能会影响 Kubernetes 集群所依赖的报文转发功能，因此需要在 docker 服务启动后，重新将 FORWARD 链的默认策略设为 ACCEPT，方式是修改 /usr/lib/systemd/system/docker.service 文件，在 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// 之后新增一行，加入如下策略：

ExecstartPost=/usr/sbin/iptables -P FORWARD ACCEPT

另外，在该文件中设置阿里云镜像加速器地址，方式是在 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// 文件末尾添加加速器地址：

--registry-mirror=https://nfszl7wl.mirror.aliyuncs.com

修改的这两行内容如下：

ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --registry-mirror=https://nfszl7wl.mirror.aliyuncs.com
ExecstartPost=/usr/sbin/iptables -P FORWARD ACCEPT

重载配置文件，并启动 docker，同时设置为开机自启：

[root@master ~]# systemctl daemon-reload && systemctl enable docker && systemctl start docker

使用 docker info 命令查看 docker 是否存在告警信息：

[root@master ~]# docker info
...
WARNING: bridge-nf-call-iptables is disabled
WARNING: bridge-nf-call-ip6tables is disabled

当 docker info 末尾出现上面的警告信息时，可在 /etc/sysctl.d/ 目录下新增配置文件，并手动指定其值为 1：

[root@master ~]# echo -e "net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1\nnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1" > /etc/sysctl.d/k8s.conf

然后手动重载该文件后，重启 docker 即可。

[root@master ~]# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
[root@master ~]# systemctl restart docker

将 /usr/lib/systemd/system/docker.service 和 /etc/sysctl.d/k8s.conf  文件拷贝至 node 节点：

[root@master ~]# scp /usr/lib/systemd/system/docker.service node1:/usr/lib/systemd/system/docker.service  
[root@master ~]# scp /usr/lib/systemd/system/docker.service node2:/usr/lib/systemd/system/docker.service  
[root@master ~]# scp /etc/sysctl.d/k8s.conf node1:/etc/sysctl.d/k8s.conf                                                                                                                 
[root@master ~]# scp /etc/sysctl.d/k8s.conf node2:/etc/sysctl.d/k8s.conf

在各 node 节点上分别执行：

~]# systemctl daemon-reload && systemctl enable docker && systemctl start docker

 

4、初始化 master 节点

编辑 /etc/sysconfig/kubelet 文件，忽略 kubelet 对 swap 时开启时的检查错误：

~]# sed -i '/KUBELET/s@$@"--fail-swap-on=false"@' /etc/sysconfig/kubelet

重启 kubelet 服务：

~]# systemctl restart kubelet

使用 kubeadm init 初始化一个 k8s 集群，在 master 节点上运行如下命令：

~]# kubeadm init --kubernetes-version="v1.14.2" --pod-network-cidr="10.244.0.0/16" --ignore-preflight-errors=Swap --dry-run

"""

☆☆☆☆☆ 各选项说明：

--kubernetes-version="v1.14.2"   ## 初始化的 k8s 集群的版本号

该版本号应该与 kubeadm 的版本号保持一致，查看 kubeadm 的版本可使用 如下命令：

 ~]# kubeadm version

--pod-network-cidr="10.244.0.0/16"  ## 设置网络插件

10.244.0.0/16 地址为 flannel 插件的默认地址

--ignore-preflight-errors=Swap  ## 忽略 kubeadm 对 swap 设备开启时的检查错误

--dry-run ## 不真正跑，测试执行一遍

"""

当执行上面的命令成功打印含有如下信息时，表示上面命令是 ok 的。

Your Kubernetes control-plane 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 /tmp/kubeadm-init-dryrun122920222/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 192.168.3.30:6443 --token bqvqkl.y3vkbyxpoo0n4dl2 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:7bd4ef3f9760d9cbaf0f5415a38ce77e470f2c17d4272faadc3746ae34570a05

查看初始化集群所需要用到的镜像文件：

~]# kubeadm config images list
I0604 06:41:09.820108   17387 version.go:96] could not fetch a Kubernetes version from the internet: unable to get URL "https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt": Get https://dl.k8s.io/release/stable-1.txt: net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)
I0604 06:41:09.820308   17387 version.go:97] falling back to the local client version: v1.14.2
k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.14.2
k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.14.2
k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.14.2
k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.14.2
k8s.gcr.io/pause:3.1
k8s.gcr.io/etcd:3.3.10
k8s.gcr.io/coredns:1.3.1

使用 kubeadm 初始化 v1.14.2 集群时需要到用到上面 7 个镜像文件，如果本地无这些镜像文件，docker 会默认从 gcr.io 上拉取，但由于 google 的网络原因，目前国内是访问不到 gcr.io 的。可以关联 github 和 docker hub 账户，然后通过 github 中的 Dockerfile 从 gcr.io 拉取目标文件到 docker hub 中，即可通过 docker 拉取到本地。

~]# docker images
REPOSITORY                           TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
k8s.gcr.io/coredns                   1.3.1               b73e228e990c        3 days ago          40.3MB
k8s.gcr.io/etcd                      3.3.10              6d7c182bf92a        3 days ago          258MB
k8s.gcr.io/pause                     3.1                 e4304ad90c48        3 days ago          742kB
k8s.gcr.io/kube-proxy                v1.14.2             5d28fc806b08        3 days ago          82.1MB
k8s.gcr.io/kube-scheduler            v1.14.2             375d4d77b244        3 days ago          81.6MB
k8s.gcr.io/kube-controller-manager   v1.14.2             dd32b6aa25ac        3 days ago          158MB
k8s.gcr.io/kube-apiserver            v1.14.2             3ae3c7e243d8        3 days ago          210MB

所有镜像都准备好以后，可正式初始化 k8s 集群，执行如下命令：

~]# kubeadm init --kubernetes-version="v1.14.2" --pod-network-cidr="10.244.0.0/16" --ignore-preflight-errors=Swap

截取关键信息如下：

Your Kubernetes control-plane 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 192.168.3.30:6443 --token cmb9v5.7v36ibka8nxj8o47 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:34a8d8d9a5f47f00711acc68a099b9c3f4f72ba2385aadda6769c3a20ea72bb3

☆☆☆☆☆ 说明：当初始化成功以后，在打印的信息行末尾会生成 token 令牌，token 令牌用于从节点加入 k8s 集群的密钥认证，至关重要，所以应当保存下来。

另外，根据提示信息，还需做如下操作：

~]# mkdir ~/.kube
~]# cp /etc/kubernetes/admin.conf ~/.kube/config

查看主节点状态：

~]# kubectl get nodes   
NAME     STATUS     ROLES    AGE   VERSION
master   NotReady   master   48m   v1.14.2

状态为 NotReady，是因为网络插件还未部署，部署flannel网络插件：

~]# kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

查看 kube-system 名称空间的相关 pod 是否运行：

~]# kubectl get pods -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-fb8b8dccf-645xm          1/1     Running   0          58m
coredns-fb8b8dccf-lxbqs          1/1     Running   0          58m
etcd-master                      1/1     Running   0          57m
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          57m
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          57m
kube-flannel-ds-amd64-hw25w      1/1     Running   0          98s
kube-proxy-5cl8n                 1/1     Running   0          58m
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          57m

当所有 pod 都运行时，再次查看主节点状态：

~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master   Ready    master   58m   v1.14.2

状态为 Ready ，主节点初始化成功。

 

5、配置 node 节点加入 master 集群

获取相关镜像如下：

~]# docker images
REPOSITORY                           TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
k8s.gcr.io/pause                     3.1                 e4304ad90c48        4 days ago          742kB
k8s.gcr.io/kube-proxy                v1.14.2             5d28fc806b08        4 days ago          82.1MB

编辑 /etc/sysconfig/kubelet 文件，忽略 kubelet 对 swap 时开启时的检查错误：

~]# sed -i '/KUBELET/s@$@"--fail-swap-on=false"@' /etc/sysconfig/kubelet

重启 kubelet 服务：

~]# systemctl restart kubelet

执行 token 令牌，加入 k8s 集群：

~]# kubeadm join 192.168.3.30:6443 --token cmb9v5.7v36ibka8nxj8o47 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:34a8d8d9a5f47f00711acc68a099b9c3f4f72ba2385aadda6769c3a20ea72bb3 --ignore-preflight-errors=Swap

说明，除了执行加入 k8s 集群的工作令牌外，还附加了 "--ignore-preflight-errors=Swap" 选项，忽略 kubeadm 对 swap 时开启时的检查错误。

在 master 主机上查看各节点状态：

[root@master ~]# kubectl get nodes        
NAME     STATUS   ROLES    AGE    VERSION
master   Ready    master   36m    v1.14.2
node1    Ready    <none>   6m2s   v1.14.2
node2    Ready    <none>   3m3s   v1.14.2

 

6、附加配置

若要 node 节点也能执行 kubectl 相关操作，首先，在 node 节点 /root/ 目录下，创建 .kube 目录。

~]# mkdir ~/.kube

将 master 的 /etc/kubernetes/admin.conf 文件 拷贝到 node 节点 /root/.kube/ 目录下，并更名为 config 。

[root@master ~]# scp /etc/kubernetes/admin.conf node1:/root/.kube/config 
[root@master ~]# scp /etc/kubernetes/admin.conf node2:/root/.kube/config

然后在重节点即可执行 kubectl 相关操作：

[root@node1 ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE    VERSION
master   Ready    master   145m   v1.14.2
node1    Ready    <none>   39m    v1.14.2
node2    Ready    <none>   44m    v1.14.2

至此，一个简单的 k8s 集群搭建成功。

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