艰难的K8s环境准备及集群安装kuberneters

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学无止境，精益求精

参考文档：https://www.yuque.com/fairy-era/yg511q/hg3u04

• Kubernetes集群大致分为两类：一主多从和多主多从。

• 一主多从：一个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和多台Node节点，搭建麻烦，安全性高，适合用于生产环境。

 本篇采用一主二从模式进行，该模式用于测试环境，真实环境还得是多主多从，防止单点故障

k8s环境准备

1、准备三台虚拟机，分别命名为master 、 node1 、 node2

master  192.168.136.135
node1   192.168.136.136
node2   192.168.136.137

2、检查操作系统的版本（要求三台服务器操作系统的版本至少在7.5以上）：

[root@localhost ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)

3、三台服务器上设置分别设置主机名及主机名解析

设置主机名

• 设置192.168.136.135 的主机名：

hostnamectl set-hostname master

• 设置192.168.136.136 的主机名：

hostnamectl set-hostname node1

• 设置192.168.136.137 的主机名：

hostnamectl set-hostname node2

主机名解析（三台服务器均要执行）

vim /etc/hosts

在三台虚拟机的 hosts 文件中增加如下配置

192.168.136.135  master
192.168.136.136  node1
192.168.136.137  node2

此时三台虚拟机可以相互 ping 通

我在master 中 ping node1虚拟机

 4、三台服务器上关闭防火墙和禁止防火墙开机启动【生产环境谨慎操作】

关闭

systemctl stop firewalld

禁用

systemctl disable firewalld

5、三台服务器上进行时间同步

安装时间插件

yum install ntpdate -y

同步时间

ntpdate time.windows.com

6、三台服务器上关闭selinux

查看selinux是否开启

getenforce

永久关闭selinux，需要重启

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

临时关闭selinux，重启之后，无效

setenforce 0

这里采用永久关闭，关闭后暂不重启，配置完后，一块重启

7、三台服务器上关闭swap分区

• 永久关闭swap分区，需要重启：

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

• 临时关闭swap分区，重启之后，无效：：

swapoff -a

这里采用永久关闭，关闭后暂不重启，配置完后，一块重启

8、三台服务器上将桥接的IPv4流量传递到iptables的链

• 在每个节点上将桥接的IPv4流量传递到iptables的链：

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
EOF

加载br_netfilter模块

# 加载br_netfilter模块
modprobe br_netfilter

查看是否加载

# 查看是否加载
lsmod | grep br_netfilter

生效

# 生效
sysctl --system

9、三台服务器上开启ipvs

• 在kubernetes中service有两种代理模型，一种是基于iptables，另一种是基于ipvs的。ipvs的性能要高于iptables的，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块。

• 在每个节点安装ipset和ipvsadm：

yum -y install ipset ipvsadm

• 在所有节点执行如下脚本：

cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF

• 授权、运行、检查是否加载：

chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

• 检查是否加载：

lsmod | grep -e ipvs -e nf_conntrack_ipv4

10、重启三台服务器

reboot

以上便完成了K8s环境的搭建

三台服务器上安装K8s所需的组件，Docker、kubeadm、kubelet和kubectl

11、三台服务器上安装docker

指定阿里云加速

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

安装指定版本

yum -y install docker-ce-18.06.3.ce-3.el7

开机自启动docker 

systemctl enable docker && systemctl start docker

查看docker 版本

docker version

• 设置Docker镜像加速器：

mkdir -p  /etc/docker

设置阿里云Yum源 【可登录自己的阿里云，搜索容器镜像服务，配置docker镜像加速器】

sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],    
  "registry-mirrors": ["https://du3ia00u.mirror.aliyuncs.com"],    
  "live-restore": true,
  "log-driver":"json-file",
  "log-opts": {"max-size":"500m", "max-file":"3"},
  "storage-driver": "overlay2"
}
EOF

加载docker配置 并 重启docekr 

sudo systemctl daemon-reload

重启docker

sudo systemctl restart docker

12、三台服务器上安装 kubeadm、kubelet和kubectl 三个组件

添加阿里云的YUM软件源

• 由于kubernetes的镜像源在国外，非常慢，这里切换成国内的阿里云镜像源：

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

安装kubeadm、kubelet和kubectl

• 由于版本更新频繁，这里指定版本号部署：

yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0

• 为了实现Docker使用的cgroup drvier和kubelet使用的cgroup drver一致，建议修改"/etc/sysconfig/kubelet"文件的内容：

vim /etc/sysconfig/kubelet

修改文件内容为：

KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

• 设置为开机自启动即可，由于没有生成配置文件，集群初始化后自动启动：

systemctl enable kubelet

至此，K8s的四个组件安装及配置完毕

部署K8s集群

13、部署K8s集群的Master节点

查看K8s所需镜像

kubeadm config images list

14、部署K8s Master 节点【只需在Master节点执行即可，我的master节点的Ip地址为：192.168.136.135】

# 由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里需要指定阿里云镜像仓库地址
kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=192.168.136.135 \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.18.0 \
  --service-cidr=10.96.0.0/12 \
  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

根据提示，在master节点上做如下配置

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

14、部署K8s集群的Node节点，Node节点加入集群

在两个Node节点，执行Master节点的提示语句，使子节点加入master集群

kubeadm join 192.168.136.135:6443 --token cuzc43.83wxhfwd4mgul4ts \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:6eac1ffac64643db9b89cc131a7f731c1ddb302ca3653c931c97283999ef2962 

• 默认的token有效期为2小时，当过期之后，该token就不能用了，这时可以使用如下的命令创建token：

kubeadm token create --print-join-command

当然，为了防止以后其他子节点加入时Token过期，我们生产一个永不过期的token 

# 生成一个永不过期的token
kubeadm token create --ttl 0 --print-join-command

执行完毕后，在Master节点查看子节点的信息

kubectl get nodes

ok，截止到这儿，k8s节点集群就初步完成了。但三个节点的状态都是NotReady ，为什么？

 15、部署CNI网络插件

• kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等，任选一种即可，本次选择flannel， 

• 在Master节点上获取flannel配置文件(可能会失败，如果失败，请下载到本地，然后安装)：

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

执行上述指令时如果失败了，则通过百度搜索 kube-flannel.yml ，找到该文件后，上传至 Master 服务器的root 根目录下

kube-flannel.yml 文件内容为：

---
apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodSecurityPolicy
metadata:
  name: psp.flannel.unprivileged
  annotations:
    seccomp.security.alpha.kubernetes.io/allowedProfileNames: docker/default
    seccomp.security.alpha.kubernetes.io/defaultProfileName: docker/default
    apparmor.security.beta.kubernetes.io/allowedProfileNames: runtime/default
    apparmor.security.beta.kubernetes.io/defaultProfileName: runtime/default
spec:
  privileged: false
  volumes:
  - configMap
  - secret
  - emptyDir
  - hostPath
  allowedHostPaths:
  - pathPrefix: "/etc/cni/net.d"
  - pathPrefix: "/etc/kube-flannel"
  - pathPrefix: "/run/flannel"
  readOnlyRootFilesystem: false
  # Users and groups
  runAsUser:
    rule: RunAsAny
  supplementalGroups:
    rule: RunAsAny
  fsGroup:
    rule: RunAsAny
  # Privilege Escalation
  allowPrivilegeEscalation: false
  defaultAllowPrivilegeEscalation: false
  # Capabilities
  allowedCapabilities: ['NET_ADMIN', 'NET_RAW']
  defaultAddCapabilities: []
  requiredDropCapabilities: []
  # Host namespaces
  hostPID: false
  hostIPC: false
  hostNetwork: true
  hostPorts:
  - min: 0
    max: 65535
  # SELinux
  seLinux:
    # SELinux is unused in CaaSP
    rule: 'RunAsAny'
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
rules:
- apiGroups: ['extensions']
  resources: ['podsecuritypolicies']
  verbs: ['use']
  resourceNames: ['psp.flannel.unprivileged']
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-system
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: flannel
  namespace: kube-system
---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-system
  labels:
    tier: node
    app: flannel
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-system
  labels:
    tier: node
    app: flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: node
        app: flannel
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      hostNetwork: true
      priorityClassName: system-node-critical
      tolerations:
      - operator: Exists
        effect: NoSchedule
      serviceAccountName: flannel
      initContainers:
      - name: install-cni
        image: quay.io/coreos/flannel:v0.14.0
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        volumeMounts:
        - name: cni
          mountPath: /etc/cni/net.d
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
      containers:
      - name: kube-flannel
        image: quay.io/coreos/flannel:v0.14.0
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
          limits:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
        securityContext:
          privileged: false
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        volumeMounts:
        - name: run
          mountPath: /run/flannel
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
      volumes:
      - name: run
        hostPath:
          path: /run/flannel
      - name: cni
        hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
      - name: flannel-cfg
        configMap:
          name: kube-flannel-cfg 

可以新建一个文本文件，粘贴内容后，修改文件类型后，上传至服务器

 通过scp命令，上传至Master服务器

在root目录下执行如下语句，修改kube-flannel.yml中的镜像仓库地址为国内源

sed -i 's/quay.io/quay-mirror.qiniu.com/g' kube-flannel.yml 

然后在root目录执行命令

kubectl apply -f kube-flannel.yml

 安装完成后，重启 kubelet

systemctl restart kubelet

再次查看各节点状态

kubectl get nodes

还是NotReady ，怎么解决？

查看 kubelet 日志

journalctl -xefu kubelet 

输入以下指令，查看 k8s 的 Pod 运行状态

kubectl get pod -n kube-system

 可以看到 pod kube-flannel 的状态是ImagePullBackoff，意思是镜像拉取失败了 

后来，查了大量资料，终于解决了这个问题。

 

按照上图，在/etc/hosts 文件中添加DNS解析，如下：

sudo vim /etc/hosts   
#在/etc/hosts增加以下这条
199.232.28.133 raw.githubusercontent.com

在自己的电脑中 C:\Windows\System32\drivers\etc 目录下的 hosts文件中同样增加这个DNS解析，这样有助于你通过 https://raw.githubusercontent.com  网站下载 .yml 文件

然后，将kube-flannel.yml中的  quay-mirror.qiniu.com 替换为 quay.io ，并再次执行：

kubectl apply -f kube-flannel.yml

等个五分钟左右，查看Nodes节点状态，居然奇迹般的变成了 Ready，整个过程具体发生了什么，我也不清楚，总之成功了。

 

最后，我们通过K8s，部署一个Nginx服务，测试下集群是否部署成功。

16、在master节点部署一个Nginx 

• 部署Nginx：

kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine

• 暴露端口：

kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

• 查看服务状态：

kubectl get pods,svc

 访问 Master 服务器的 31673 端口，查看Nginx是否部署成功。

参考博客：https://blog.csdn.net/u012034742/article/details/121230873   

参考博客：https://blog.csdn.net/m0_49217529/article/details/110557431  

参考博客：https://zhuanlan.zhihu.com/p/265968760

 参考博客：https://www.jianshu.com/p/bbd79e0444ea?ivk_sa=1024320u   

 @天才卧龙的博客