Kubernetes—集群环境搭建-卡咪卡咪哈-一个博客

前言

自己摸索着搭建k8s集群花了好多时间，网上的教程良莠不齐，根据本博文按照顺序搭建，100%成功，并且理解。

环境规划

集群类型

kubernetes集群大体上分为两类：一主多从和多主多从。 – 一主多从：一台Master节点和多台Node节点，搭建简单，但是有单机故障风险，适合用于测试环境 – 多主多从：多台Master节点和多台Node节点，搭建麻烦，安全性高，适合用于生产环境

在这里插入图片描述

本文章搭建的是一主两从类型的集群

安装方式

kubernetes有多种部署方式，目前主流的方式有kubeadm、minikube、二进制包

minikube：一个用于快速搭建单节点kubernetes的工具kubeadm：一个用于快速搭建kubernetes集群的工具二进制包：从官网下载每个组件的二进制包，依次去安装，此方式对于理解kubernetes组件更加有效

本文章使用的是kubeadm部署方式，网上看了很多，貌似kubeadm是最常用的了

主机规划

作用IP地址操作系统配置Master192.168.109.101Centos7.5+ 基础设施服务器2核 2G内存 50G硬盘Node1192.168.109.102Centos7.5+ 基础设施服务器2核 2G内存 50G硬盘Node2192.168.109.103Centos7.5 + 基础设施服务器2核 2G内存 50G硬盘

记住，操作系统必须选用7.5及7.5以上的，后续会有解释

环境搭建

镜像下载地址：CentOS/7.9.2009 本次环境搭建需要安装三台centos服务器(一主二从)，然后在每台服务器中分别安装docker、kubeadm、kubelet、kubectl程序，具体步骤见下

主机初始化

主机配置IP我就不介绍了，可以参看我的这篇文章Linux配置静态ip

注意==三台主机都要进行如下操作==

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7.5或之上 [root@master ~]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)

主机名解析

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

# 编辑三台服务器的/etc/hosts文件 vi /etc/hosts # 添加下面内容,注意如果你的ip跟我不一样，对应的改一下即可 192.168.109.100 master 192.168.109.101 node1 192.168.109.102 node2

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。

# 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 2022年 02月 28日星期一 15:24:30 CST

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 [root@master ~]# systemctl stop iptables [root@master ~]# systemctl disable iptables

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，稍后重启 vi /etc/selinux/config # 找到SELINUX=enforcing，改成SELINUX=disabled # 测试是否关闭，显示Disabled为关闭成功，即重启之后才会成功 [root@master ~]# getenforce Disabled

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 vi etc/fstab # 将下面这一行，可以看到是swap，前面加个#，注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0 # 变成下面这样子，就完成了，稍后再重启 # /dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0

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 vi etc/sysctl.d/kubernetes.conf #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 br_netfilter 22256 0 bridge 146976 1 br_netfilter

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 nf_conntrack_ipv4 15053 9 nf_defrag_ipv4 12729 1 nf_conntrack_ipv4 ip_vs_sh 12688 0 ip_vs_wrr 12697 0 ip_vs_rr 12600 0 ip_vs 141432 6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr nf_conntrack 133053 9 ip_vs,nf_nat,nf_nat_ipv4,nf_nat_ipv6,xt_conntrack,nf_nat_masquerade_ipv4,nf_nat_masquerade_ipv6,nf_conntrack_ipv4,nf_conntrack_ipv6 libcrc32c 12644 4 xfs,ip_vs,nf_nat,nf_conntrack

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

安装docker

注意==三台主机都要安装docker==

# 1 切换镜像源,换成阿里的 [root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo # 2 安装docker，我这里直接安装最新版的，不多bb [root@master ~]# yum install docker -y # 3 修改配置文件，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 ~]# cd /etc/docker [root@master ~]# cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json { “exec-opts”: [“native.cgroupdriver=systemd”], “registry-mirrors”: [“https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com”] } EOF # 注意了，这里直接启动docker会报错，因为docker.service里有一条配置 # 和刚才添加的”exec-opts”冲突了，下面是解决方案 # 4 解决报错 # vi /lib/systemd/system/docker.service # 找到并删除下面这句话，保存退出，即可解决 # –exec-opt native.cgroupdriver=cgroupfs \ # 5 启动docker [root@master ~]# systemctl daemon-reload [root@master ~]# systemctl restart docker [root@master ~]# systemctl enable docker # 6 检查docker状态和版本，能检查到就说明你安装启动好了 [root@master ~]# docker version [root@master ~]# systemctl status docker

安装k8s的三个组件

注意==三台主机都要安装k8s的三个组件==

# 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 vi /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 # 安装kubeadm、kubelet和kubectl [root@master ~]# yum install kubeadm kubelet kubectl -y # 配置kubelet的cgroup # 编辑/etc/sysconfig/kubelet vi /etc/sysconfig/kubelet # 添加下面的配置 KUBELET_CGROUP_ARGS=“–cgroup-driver=systemd” KUBE_PROXY_MODE=“ipvs” # 设置kubelet开机自启 [root@master ~]# systemctl enable kubelet

准备集群镜像

注意==三台主机都要准备集群镜像==

# 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 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.23.4 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.23.4 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.23.4 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.23.4 k8s.gcr.io/pause:3.6 k8s.gcr.io/etcd:3.5.1-0 k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6 # 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 # 下载国内的镜像然后给镜像改名，如果你看到此博文安装时 # list里面的版本与我不同，直接修改下面的image的版本即可，其他不要动 # 直接在bash里面复制粘贴下面的语句即可 images=( kube-apiserver:v1.23.4 kube-controller-manager:v1.23.4 kube-scheduler:v1.23.4 kube-proxy:v1.23.4 pause:3.6 etcd:3.5.1-0 coredns:v1.8.6 ) 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 # 注意coredns组件路径是k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6，而不是k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6 # 所以这一个手动修改一下 docker tag k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6 k8s.gcr.io/coredns/coredns:v1.8.6 docker rmi k8s.gcr.io/coredns:v1.8.6

master初始化

注意，下面的操作只在==master主机==上操作

# 创建集群 # 第一个参数是k8s的版本，第二个是pod的网段，第三个是service的网段，第四个是master的地址 [root@master ~]# kubeadm init \ –kubernetes-version=v1.23.4 \ –pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \ –service-cidr=10.96.0.0/12 \ –apiserver-advertise-address=192.168.109.100 # 出现下面这句话就说明安装成功了 Your Kubernetes control-plane has initialized successfully ! #注意安装完成后的提示信息最后几行，有个token，node加入集群时会用到 kubeadm join 192.168.109.100:6443 –token jh2hn8.hvebbwqlp9rqd5ri \ –discovery-token-ca-cert-hash sha256:d4c63e4449affefd5755ce880bfbd3ae66cc2f8ac8b9b28408f038c622d53000 # 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

node加入集群

注意，下面的操作只在==node主机==上操作

# 将node节点加入集群 [root@master ~]# kubeadm join 192.168.109.100:6443 –token jh2hn8.hvebbwqlp9rqd5ri \ –discovery-token-ca-cert-hash sha256:d4c63e4449affefd5755ce880bfbd3ae66cc2f8ac8b9b28408f038c622d53000 # 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

安装网络插件

注意，下面的操作只在==master主机==上操作

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

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 # 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 control-plane,master 4h49m v1.23.4 node1 Ready <none> 4h48m v1.23.4 node2 Ready <none> 4h47m v1.23.4

安装kubectl命令补全工具

在日常管理k8s集群的时候，时刻都会使用到Kubectl命令行工具，但是该命令还是挺复杂的，使用中也记不住那么多的api选项，所以这里介绍一下Kubectl命令补全工具（其实是Linux中bash命令自动补全工具）的安装。

[root@master ~]# yum -y install bash-completion [root@master ~]# source /usr/share/bash-completion/bash_completion [root@master ~]# source <(kubectl completion bash) [root@master ~]# echo “source <(kubectl completion bash)” >> ~/.bashrc

环境测试

接下来在kubernetes集群中部署一个nginx程序，测试下集群是否在正常工作。

# 部署nginx [root@master ~]# kubectl create deployment nginx –image=nginx deployment.apps/nginx created # 暴露端口 [root@master ~]# kubectl expose deployment nginx –port=80 –type=NodePort service/nginx exposed # 查看服务状态 [root@master ~]# kubectl get pods,service NAME READY STATUS RESTARTS AGE pod/nginx-85b98978db-sh6cs 1/1 Running 0 38s NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 4h55m service/nginx NodePort 10.108.112.185 <none> 80:31325/TCP 10s

最后在电脑上访问下部署的nginx服务