Kubernetes 安装-单Master

一、集群信息

1. 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：

• master：集群的master节点，集群的初始化节点，基础配置不低于2C4G
• slave：集群的slave节点，可以多台，基础配置不低于2C4G

本例为了演示slave节点的添加，会部署一台master+2台slave，节点规划如下：

2. 组件版本

二、安装前准备工作

1. 设置hosts解析

操作节点：所有节点（k8s-master，k8s-slave）均需执行

• 修改hostnamehostname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
192.168.2.14 k8s-master
192.168.2.15 k8s-slave1
192.168.2.16 k8s-slave2
EOF

2. 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

本章下述操作均以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：6443，2379，2380，60080，60081UDP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

• 关闭selinux和防火墙

sed -ri 's#(SELINUX=).*#1disabled#' /etc/selinux/config
setenforce 0
systemctl disable firewalld && systemctl stop firewalld

• 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

3. 安装docker

操作节点：所有节点

 ## 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

## 配置docker加速
$ mkdir -p /etc/docker
vi /etc/docker/daemon.json
{
  "insecure-registries": [    
    "192.168.2.14:5000" 
  ],                          
  "registry-mirrors" : [
    "https://8xpk5wnt.mirror.aliyuncs.com"
  ]
}
## 启动docker
$ systemctl enable docker && systemctl start docker

三、部署kubernetes

1. 安装 kubeadm, kubelet 和 kubectl

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

$ yum install -y kubelet-1.20.0 kubeadm-1.20.0 kubectl-1.20.0 --disableexcludes=kubernetes
## 查看kubeadm 版本
$ kubeadm version
## 设置kubelet开机启动
$ systemctl enable kubelet

2. 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
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: 192.168.2.14      # apiserver地址，因为单master，所以配置master的节点内网IP
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: k8s-master      # 默认读取当前master节点的hostname
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
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   # 修改成阿里镜像源
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.0
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  podSubnet: 10.244.0.0/16    # Pod 网段，flannel插件需要使用这个网段
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}

对于上面的资源清单的文档比较杂，要想完整了解上面的资源对象对应的属性，可以查看对应的 godoc 文档，地址。

3. 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:v1.20.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.20.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.20.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.20.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2
registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0
  # 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:v1.20.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.20.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.20.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.20.0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.4.13-0
[config/images] Pulled registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0

重要更新：如果出现不可用的情况，请使用如下方式来代替：

1. 还原kubeadm.yaml的imageRepository

   ...
   imageRepository: k8s.gcr.io
   ...
   
   ## 查看使用的镜像源
   kubeadm config images list --config kubeadm.yaml
   k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.20.0
   k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.20.0
   k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.0
   k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.20.0
   k8s.gcr.io/pause:3.2
   k8s.gcr.io/etcd:3.4.13-0
   k8s.gcr.io/coredns:1.7.0
   

2. 使用docker hub中的镜像源来下载，注意上述列表中要加上处理器架构，通常我们使用的虚拟机都是amd64

   $ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.20.0
   $ docker pull mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.4.13-0
   ...
   

4. 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 192.168.2.14:6443 --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

5. 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 192.168.2.14:6443 --token abcdef.0123456789abcdef 
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:1c4305f032f4bf534f628c32f5039084f4b103c922ff71b12a5f0f98d1ca9a4f

6. 安装flannel插件

操作节点：只在master节点（k8s-master）执行

• 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: quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
        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
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
...

• 执行安装flannel网络插件

# 先拉取镜像,此过程国内速度比较慢
# $ docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.11.0-amd64    这步可以忽略
# 执行flannel安装
$ kubectl apply -f kube-flannel.yml

7.  设置master节点是否可调度（可选）

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-

8. 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
NAME                STATUS   ROLES    AGE   VERSION
k8s-master   Ready    master   22h   v1.20.0
k8s-slave   Ready    <none>   22h   v1.20.0

如果没有Ready    $ kubectl get -n kube-system pod

[root@k8s-master k8s-install]# kubectl get pod -n kube-system
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-7f89b7bc75-dwr4j             0/1     pending   0          17h
coredns-7f89b7bc75-swn5l             0/1     pending   0          17h
etcd-k8s-master                      1/1     Running   0          17h
kube-apiserver-k8s-master            1/1     Running   0          17h
kube-controller-manager-k8s-master   1/1     Running   2          17h
kube-proxy-cdgql                     1/1     Running   0          17h
kube-proxy-cts6g                     1/1     Running   0          16h
kube-proxy-xgwkf                     1/1     Running   0          17h
kube-scheduler-k8s-master            1/1     Running   2          17h

在slave上查看  $ systemctl status kubelet -l  报以下错误

runtime network not ready: NetworkReady=false reason:NetworkPluginNotReady message:docker: network plugin is not ready: cni config uninitialized

可以查看有没有该文件，没有就创建

$ cat /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
{
  "name": "cbr0",
  "cniVersion": "0.3.1",
  "plugins": [
    {
      "type": "flannel",
      "delegate": {
        "hairpinMode": true,
        "isDefaultGateway": true
      }
    },
    {
      "type": "portmap",
      "capabilities": {
        "portMappings": true
      }
    }
  ]
}
$ systemctl daemon-reload
$ systemctl restart kubelet
还不行就直接删除该节点，重新加入

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>

9. k8s从私有仓库拉取镜像部署myblog

-环境介绍

#myblog的两个镜像（myblog:v1、MySQL:5.7）已经上传至私有镜像仓库registry:v2
$ curl http://192.168.2.14:5000/v2/_catalog
{"repositories":["myblog","mysql"]}

#创建myblog的yaml文件
$ cat myblog.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myblog
  namespace: zxc
  labels:
    component: myblog
spec:
  containers:
  - name: myblog
    image: 192.168.2.14:5000/myblog:v1
    env:
    - name: MYSQL_HOST   #  指定root用户的用户名
      value: "127.0.0.1"
    - name: MYSQL_PASSWD
      value: "123456"
    ports:
    - containerPort: 8002
  - name: mysql
    image: 192.168.2.14:5000/mysql:5.7
    ports:
    - containerPort: 3306
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "123456"
    - name: MYSQL_DATABASE
      value: "myblog"

## 创建namespace, namespace是逻辑上的资源池
$ kubectl create namespace zxc

## 使用指定文件创建Pod
$ kubectl create -f myblog.yaml

## 查看pod，可以简写po
## 所有的操作都需要指定namespace，如果是在default命名空间下，则可以省略
$ kubectl -n zxc get pods -o wide
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE
myblog   2/2     pending   0          3m     10.244.1.9   k8s-slave1
## 看见状态为pending，查看详细内容和事件
$ kubectl describe -n zxc pod myblog 
 
##错误信息
Failed to pull image: rpc error: code = Unknown desc = failed to pull and unpack image. dial tcp: lookup read: connection refused

## 原因：kubectl apply -f web.yaml 时，不能正确的获取 docker login 的认证信息，手工创建了一个secret，使用 secret 来指定 pull 权限：

harbor注册

k8s设置参考

## 创建 secret，此处在harbor上新建了一个用户 manager:Harbor123


#方法一：在命令行上提供凭证
kubectl create secret docker-registry registry-harbor --namespace=zxc 
    --docker-server=harbor.unchch.com --docker-username=manager 
    --docker-password=Harbor123 --docker-email=g1003287899@gmail.com

## 查看创建的 secret
$ kubectl get secrets 
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-rqf8z   kubernetes.io/service-account-token   3      9d
registry-harbor       kubernetes.io/dockerconfigjson        1      3h24m

$kubectl describe secrets registry-harbor
Name:         registry-harbor
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Type:  kubernetes.io/dockerconfigjson

Data
====
.dockerconfigjson:  141 bytes

## 在 yaml 文件对应的部分指定secret:
spec:
  containers:
  - name: myblog
    image: 192.168.2.14:5000/myblog:v1
    env:
    - name: MYSQL_HOST   #  指定root用户的用户名
      value: "127.0.0.1"
    - name: MYSQL_PASSWD
      value: "123456"
    ports:
    - containerPort: 8002
    imagePullSecrets:
    -name: registry-harbor    

  

#方法二：创建一个基于现有凭证的 Kubernetes 
集群使用 kubernetes.io/dockerconfigjson 类型的 Secret 来通过镜像仓库的身份验证，进而提取私有镜像。

如果你已经运行了 docker login 命令，你可以复制该镜像仓库的凭证到 Kubernetes:

kubectl create secret generic regcred 
    --from-file=.dockerconfigjson=.docker/config.json 
    --type=kubernetes.io/dockerconfigjson

再次部署，一切正常。

10. 部署dashboard

• 部署服务

# 推荐使用下面这种方式
$ wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-beta5/aio/deploy/recommended.yaml
$ vi recommended.yaml
# 修改Service为NodePort类型
......
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 -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

• 使用浏览器访问 https://62.234.133.177:30133，其中62.234.133.177为master节点的外网ip地址，chrome目前由于安全限制，测试访问不了，使用firefox可以进行访问。

• 创建ServiceAccount进行访问

$ vi admin.conf
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
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 -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
$ kubectl -n kubernetes-dashboard get secret admin-token-fqdpf -o jsonpath={.data.token}|base64 -d
eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6Ik1rb2xHWHMwbWFPMjJaRzhleGRqaExnVi1BLVNRc2txaEhETmVpRzlDeDQifQ.eyJpc3MiOiJrdWJlcm5ldGVzL3NlcnZpY2VhY2NvdW50Iiwia3ViZXJuZXRlcy5pby9zZXJ2aWNlYWNjb3VudC9uYW1lc3BhY2UiOiJrdWJlcm5ldGVzLWRhc2hib2FyZCIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VjcmV0Lm5hbWUiOiJhZG1pbi10b2tlbi1mcWRwZiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50Lm5hbWUiOiJhZG1pbiIsImt1YmVybmV0ZXMuaW8vc2VydmljZWFjY291bnQvc2VydmljZS1hY2NvdW50LnVpZCI6IjYyNWMxNjJlLTQ1ZG...

11. 清理环境

如果你的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：

$ kubeadm reset
$ ifconfig cni0 down && ip link delete cni0
$ ifconfig flannel.1 down && ip link delete flannel.1
$ rm -rf /var/lib/cni/